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NAVEGACIÓN ASTRONÓMICA NAVEGACIÓN ASTRONÓMICA EL SEXTANTE, TEORÍA Y AJUSTE EL SEXTANTE, TEORÍA Y AJUSTE

Sextante Teoria y Ajuste

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Descripción del Sextante

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Page 1: Sextante Teoria y Ajuste

NAVEGACIÓN NAVEGACIÓN ASTRONÓMICAASTRONÓMICA

EL SEXTANTE, TEORÍA Y AJUSTEEL SEXTANTE, TEORÍA Y AJUSTE

Page 2: Sextante Teoria y Ajuste

SEXTANTE MARINOSEXTANTE MARINO

Propósito en NavegaciónPropósito en Navegación

• Un sextante se usa para determinar la altura Un sextante se usa para determinar la altura del sextante (hs) de un astro o cuerpo celeste.del sextante (hs) de un astro o cuerpo celeste.

Page 3: Sextante Teoria y Ajuste

RECTAS DE ALTURA DE LAS RECTAS DE ALTURA DE LAS OBSERVACIONES OBSERVACIONES ASTRONÓMCIASASTRONÓMCIAS

• El propósito de realizar observaciones con El propósito de realizar observaciones con del sextante es:del sextante es:– Obtener unaObtener una línea de posiciónlínea de posición (LDP)(LDP)

astronómicaastronómica después convertir la hs después convertir la hs ((altura observada topocéntricaaltura observada topocéntrica) en ) en la hv (la hv (altura verdadera geocéntricaaltura verdadera geocéntrica),),•Buscar los datos en el Almanaque Náutico y Buscar los datos en el Almanaque Náutico y

•Realizar un cálculo simple.Realizar un cálculo simple.

Page 4: Sextante Teoria y Ajuste

El SextanteEl Sextante

•La construcción del Sextante ha La construcción del Sextante ha sido mejorada durante muchos sido mejorada durante muchos años.años.

•Se debe esperar una exactitud Se debe esperar una exactitud de 0,1 a 0,3 millas náuticas, de de 0,1 a 0,3 millas náuticas, de un observador experimentado.un observador experimentado.

Page 5: Sextante Teoria y Ajuste

SEXTANTSEXTANTE E MARINOMARINO

Page 6: Sextante Teoria y Ajuste

AlidadAlidadaa

Page 7: Sextante Teoria y Ajuste

EmpuñadorEmpuñadoraa

(del otro (del otro lado del lado del armazón armazón con con respecto a respecto a la Alidada)la Alidada)

Page 8: Sextante Teoria y Ajuste

Traba Traba de la de la AlidadaAlidada

Page 9: Sextante Teoria y Ajuste

Espejo Espejo Grande Grande o o PrimariPrimario o de o o de ÍndiceÍndice

(adosado (adosado a la a la Alidada)Alidada)

Page 10: Sextante Teoria y Ajuste

Filtros de Filtros de Color de Color de la la imagen imagen reflejadareflejada

Page 11: Sextante Teoria y Ajuste

Espejo del Espejo del Horizonte, Horizonte, Chico o Chico o SecundariSecundario o

(en este (en este caso, la caso, la vista es de vista es de la mitad la mitad espejo espejo plateado plateado con el con el limbo limbo inferior del inferior del Sol sobre el Sol sobre el horizonte)horizonte)

Page 12: Sextante Teoria y Ajuste

Filtros de Filtros de Color del Color del HorizontHorizontee

Page 13: Sextante Teoria y Ajuste

TelescopiTelescopioo

Page 14: Sextante Teoria y Ajuste

Tubo plano Tubo plano de de ObservaciónObservación

(que puede (que puede reemplazar reemplazar el el telescopio)telescopio)

Page 15: Sextante Teoria y Ajuste

Arco o Arco o LimboLimbo

Page 16: Sextante Teoria y Ajuste

Los Los grados grados enteros enteros se leen se leen aquíaquí

Page 17: Sextante Teoria y Ajuste

Tornillo de Tornillo de tangenteotangenteo

Page 18: Sextante Teoria y Ajuste

Tambor Tambor micrométricmicrométricoo Los minutos Los minutos y las y las décimas de décimas de minutos se minutos se leen aquíleen aquí

Page 19: Sextante Teoria y Ajuste

ElEl armazónarmazón del Sextante del Sextante es todo lo es todo lo demás que demás que no se ha no se ha nombrado nombrado previamentepreviamente

Page 20: Sextante Teoria y Ajuste

Sextante Sextante marinomarino

(con (con anotaciones)anotaciones)

Page 21: Sextante Teoria y Ajuste

PRINCIPIOS ÓPTICOS DEL PRINCIPIOS ÓPTICOS DEL SEXTANTE MARINOSEXTANTE MARINO

•PRIMER PRINCIPIO:PRIMER PRINCIPIO: Cuando los rayos Cuando los rayos de luz se reflejan en una superficie de luz se reflejan en una superficie plana, el ángulo de incidencia es igual plana, el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.al ángulo de reflexión.

i

rS

uper

ficie

pla

na r

efle

ctan

teNormal a la superficie plana reflectante

Ángulo de IncidenciaÁngulo de Incidencia

Ángulo de ReflexiónÁngulo de Reflexión

Page 22: Sextante Teoria y Ajuste

PRINCIPIOS ÓPTICOS DEL PRINCIPIOS ÓPTICOS DEL SEXTANTE MARINOSEXTANTE MARINO

• SEGUNDO PRINCIPIO:SEGUNDO PRINCIPIO: Si un rayo de luz Si un rayo de luz realiza 2 reflexiones en el mismo plano, el realiza 2 reflexiones en el mismo plano, el ángulo entre la primera y la última dirección ángulo entre la primera y la última dirección es igual al doble del ángulo que forman es igual al doble del ángulo que forman entre sí las 2 superficies reflectantes.entre sí las 2 superficies reflectantes.

• Como consecuencia, las graduaciones sobre Como consecuencia, las graduaciones sobre un limbo de Sextante son tales que un limbo de Sextante son tales que un ángulo un ángulo real de real de 11º sobre el limbo se lee en la escala del º sobre el limbo se lee en la escala del Limbo del Sextante como 2º.Limbo del Sextante como 2º.

Page 23: Sextante Teoria y Ajuste

CUIDADO Y LIMPIEZA DE UN CUIDADO Y LIMPIEZA DE UN SEXTANTESEXTANTE

• Cuando no se usa, el Sextante debe ser Cuando no se usa, el Sextante debe ser mantenido y asegurado mantenido y asegurado apropiadamente en su caja.apropiadamente en su caja.

• El cuidado debe ser tomado plegando El cuidado debe ser tomado plegando los filtros y colocando la alidada los filtros y colocando la alidada apropiadamente antes de cerrar la Caja.apropiadamente antes de cerrar la Caja.

• Nunca deje el Sextante descuidado en Nunca deje el Sextante descuidado en un lugar en donde se pueda deslizar o un lugar en donde se pueda deslizar o caer.caer.

Page 24: Sextante Teoria y Ajuste

VERNIERSVERNIERS

• Para obtener la exactitud requerida en Para obtener la exactitud requerida en navegación astronómica, el Sextante tiene navegación astronómica, el Sextante tiene que leer hasta 0,1’ que leer hasta 0,1’ (corresponde a 0,1 millas náuticas)(corresponde a 0,1 millas náuticas)..

• Como el ojo no puede dividir grados en el Como el ojo no puede dividir grados en el arco a 1/600arco a 1/600º º o 0,1’, se usa una escalao 0,1’, se usa una escala verniervernier..

• Los Sextantes más nuevos tienen el arco Los Sextantes más nuevos tienen el arco graduado en grados solamente, el Tambor graduado en grados solamente, el Tambor micrométrico giratorio calibrado en minutos micrométrico giratorio calibrado en minutos y un vernier para leer hasta 0,1’.y un vernier para leer hasta 0,1’.

Page 25: Sextante Teoria y Ajuste

Lectura de los Sextantes más viejos 29Lectura de los Sextantes más viejos 29º º 42.5’42.5’

2,52,5’’

29º 40’29º 40’

29º 29º 42,5’42,5’

Page 26: Sextante Teoria y Ajuste

Lectura de los nuevos Sextantes 29Lectura de los nuevos Sextantes 29º º 42.5’42.5’

29º29º42’42’ 0’50’5

Page 27: Sextante Teoria y Ajuste

Siempre se sigue el mismo procedimiento para Siempre se sigue el mismo procedimiento para la lectura del Sextantela lectura del Sextante (el arco, el tambor, (el arco, el tambor, entonces el vernier)entonces el vernier)

Cuando la lectura está Cuando la lectura está entre 2 valores, se entre 2 valores, se toma el valor inferiortoma el valor inferior

Page 28: Sextante Teoria y Ajuste

¿Cuál es la lectura del sextante en la Figura?¿Cuál es la lectura del sextante en la Figura?

a. 50°00.2' a. 50°00.2'

b. 50b. 50°°00.8' 00.8'

c. 50°07.0' c. 50°07.0'

d. 50°09.7'd. 50°09.7'

EJERCICIOEJERCICIO

Page 29: Sextante Teoria y Ajuste

¿Cuál es la lectura del sextante en la Figura?¿Cuál es la lectura del sextante en la Figura?

a. 25°50.2' a. 25°50.2'

b. 25°53.4'b. 25°53.4'

c. 25°57.4' c. 25°57.4'

d. 26°02.4'd. 26°02.4'

EJERCICIOEJERCICIO

Page 30: Sextante Teoria y Ajuste

ERRORESERRORES

• Mientras los Sextantes modernos se han Mientras los Sextantes modernos se han hecho para disminuir las tolerancias, no es hecho para disminuir las tolerancias, no es posible económicamente realizar un posible económicamente realizar un instrumento perfecto.instrumento perfecto.

• Hay tres errores que están bajo el control Hay tres errores que están bajo el control del fabricante.del fabricante.

• Hay tres errores más que el navegante Hay tres errores más que el navegante puede eliminar o compensar.puede eliminar o compensar.

• Hay un cuarto error que el navegante Hay un cuarto error que el navegante puede ajustar en algunos Sextantes.puede ajustar en algunos Sextantes.

Page 31: Sextante Teoria y Ajuste

ERRORESERRORES

• Los tres (3) errores que están bajo la Los tres (3) errores que están bajo la responsabilidad del Fabricante:responsabilidad del Fabricante:

• 1) El 1) El errorerror prismático prismático debido a que no haya debido a que no haya paralelismo de los vidrios de los filtros o paralelismo de los vidrios de los filtros o espejos.espejos.

• 2) El 2) El errorerror de de graduación graduación debido a la debido a la construcción defectuosa del limbo o arco construcción defectuosa del limbo o arco (si (si existe, una etiqueta de corrección puede ser existe, una etiqueta de corrección puede ser colocada dentro de la Caja del Sextante).colocada dentro de la Caja del Sextante).

• 3) El 3) El errorerror de de centrado centrado debido a una debido a una incorrecta colocación del pivote de la incorrecta colocación del pivote de la Alidada relativo al limbo/arco.Alidada relativo al limbo/arco.

Page 32: Sextante Teoria y Ajuste

ERRORESERRORES

• Los tres (3) errores que el navegante puede Los tres (3) errores que el navegante puede eliminar o compensar son:eliminar o compensar son:

1) El 1) El Error de PerpendicularidadError de Perpendicularidad debido que el debido que el espejo primario o del Índice no es espejo primario o del Índice no es perpendicular al armazónperpendicular al armazón

2) El 2) El ErrorError Lateral o de perpendicular del Lateral o de perpendicular del Espejo Chico, Espejo Chico, debido a que el espejo del debido a que el espejo del horizonte (espejo secundario) no es horizonte (espejo secundario) no es perpendicular al armazón.perpendicular al armazón.

3) El 3) El Error por Paralelismo de los EspejosError por Paralelismo de los Espejos debido a que los espejos primario (Índice) y debido a que los espejos primario (Índice) y secundario (del horizonte) no son paralelos secundario (del horizonte) no son paralelos entre sí.entre sí.

Page 33: Sextante Teoria y Ajuste

• Un cuarto error ajustable por el Un cuarto error ajustable por el navegante en algunos Sextantes:navegante en algunos Sextantes:

• El El ErrorError de Colimación de Colimación debido a que debido a que el telescopio no es paralelo al el telescopio no es paralelo al armazón.armazón.

ERRORES

Page 34: Sextante Teoria y Ajuste

•El navegante debe medir y El navegante debe medir y eliminar los siguientes errores eliminar los siguientes errores ajustables del sextante en el ajustables del sextante en el orden indicado:orden indicado:

1. Error de Perpendicularidad 1. Error de Perpendicularidad 2. Error de Perpendicularidad del 2. Error de Perpendicularidad del

Espejo Secundario o Error LateralEspejo Secundario o Error Lateral3. Error de Colimación 3. Error de Colimación 4. Error por Paralelismo de los 4. Error por Paralelismo de los

Espejos Espejos

AJUSTES DE LOS ERRORESAJUSTES DE LOS ERRORES

Page 35: Sextante Teoria y Ajuste

•Los ajustes de losLos ajustes de los Errores de Errores de PerpendicularidadPerpendicularidad,, Lateral o Lateral o de Perpendicularidad del de Perpendicularidad del Espejo SecundarioEspejo Secundario y y dede ColimaciónColimación deben ser solamente deben ser solamente realizados bajo la supervisión de realizados bajo la supervisión de una persona experimentada.una persona experimentada.

AJUSTES DE LOS AJUSTES DE LOS ERRORESERRORES

Page 36: Sextante Teoria y Ajuste

ERROR DE ERROR DE PERPENDICULARIDADPERPENDICULARIDAD

• Se ajusta en primer lugar la perpendicularidad del espejo Se ajusta en primer lugar la perpendicularidad del espejo primario (índice) a la armadura del sextante. primario (índice) a la armadura del sextante.

• Para probar la perpendicularidad, se coloca la alidada cerca Para probar la perpendicularidad, se coloca la alidada cerca de 35º del arco y se sostiene el sextante con el espejo de 35º del arco y se sostiene el sextante con el espejo primario hacia arriba y hacia su ojo. Se observan las vistas primario hacia arriba y hacia su ojo. Se observan las vistas directa y reflejada del arco del sextante. Si las dos vistas no directa y reflejada del arco del sextante. Si las dos vistas no están unidas en una línea recta, el espejo primario no es están unidas en una línea recta, el espejo primario no es perpendicular.perpendicular.

Page 37: Sextante Teoria y Ajuste

ERROR DE ERROR DE PERPENDICULARIDADPERPENDICULARIDAD

• Si la imagen reflejada Si la imagen reflejada está por debajo de la está por debajo de la visión directa, el espejo visión directa, el espejo está inclinado hacia atrás. está inclinado hacia atrás.

• Se realiza el ajuste utilizando los dos tornillos detrás del espejo primario.

• Si la imagen reflejada está por encima de la visión directa, el espejo está inclinado hacia adelante.

Page 38: Sextante Teoria y Ajuste

ERROR DE PERPENDICULARIDAD ERROR DE PERPENDICULARIDAD DEL ESPEJO SECUNDARIO O DEL ESPEJO SECUNDARIO O

LATERALLATERAL

• Si en el cambio de una posición a Si en el cambio de una posición a otra, la imagen reflejada pasa otra, la imagen reflejada pasa directamente por encima de la directamente por encima de la imagen no reflejada, no existe imagen no reflejada, no existe Error Error LateralLateral o o de perpendicularidad de perpendicularidad del espejo secundario del espejo secundario . Si se . Si se pasa a un lado, existe pasa a un lado, existe Error LateralError Lateral o o de perpendicularidad del de perpendicularidad del espejo secundario espejo secundario . .

• Un error debido a que el espejo secundario no está perpendicular al armazón se llama error de perpendicularidad del espejo secundario o error lateral.

• Para probarlo, se coloca la alidada en cero y se dirige la visual a una estrella. A continuación, se gira el tornillo de tangencia hacia adelante y hacia atrás de modo que la imagen reflejada pase alternativamente por encima y por debajo de la visión directa.

• La figura muestra una observación sin Error Lateral (a la izquierda) y otra con Error Lateral (a la derecha).

• Si la lectura del sextante es cero cuando las imágenes verdadera y reflejada están en coincidencia es irrelevante para esta prueba.

Page 39: Sextante Teoria y Ajuste

Error de Perpendicularidad del Error de Perpendicularidad del Espejo Secundario o LateralEspejo Secundario o Lateral

• Un método alternativo consiste en observar una línea vertical, Un método alternativo consiste en observar una línea vertical, como el borde del mástil de otro buque (o el sextante puede ser como el borde del mástil de otro buque (o el sextante puede ser puesto de costado y se utiliza el horizonte). Si las partes directa y puesto de costado y se utiliza el horizonte). Si las partes directa y reflejada no forman una línea continua, el espejo secundario no es reflejada no forman una línea continua, el espejo secundario no es perpendicular a la armazón del sextante. perpendicular a la armazón del sextante.

• Un tercer método consiste en sostener el sextante verticalmente, Un tercer método consiste en sostener el sextante verticalmente, como cuando se observa la altura de un cuerpo celeste. Se lleva la como cuando se observa la altura de un cuerpo celeste. Se lleva la imagen reflejada del horizonte para coincidir con la visión directa imagen reflejada del horizonte para coincidir con la visión directa hasta que aparece como una línea continua en todo el espejo hasta que aparece como una línea continua en todo el espejo secundario. Luego el sextante se inclina a la derecha o a la secundario. Luego el sextante se inclina a la derecha o a la izquierda. Si el horizonte aparece todavía continuo, el espejo izquierda. Si el horizonte aparece todavía continuo, el espejo secundario está perpendicular a la armazón, pero si la porción secundario está perpendicular a la armazón, pero si la porción reflejada aparece encima o debajo de la parte vista directamente, reflejada aparece encima o debajo de la parte vista directamente, el espejo secundario no está perpendicular. el espejo secundario no está perpendicular.

• Se hace el ajuste apropiado utilizando los dos tornillos detrás del Se hace el ajuste apropiado utilizando los dos tornillos detrás del espejo secundario.espejo secundario.

Page 40: Sextante Teoria y Ajuste

ERROR DE COLIMACIÓNERROR DE COLIMACIÓN• Si la línea de la observación a través del telescopio no es paralela al plano Si la línea de la observación a través del telescopio no es paralela al plano

del instrumento, resultará un del instrumento, resultará un error de colimaciónerror de colimación. Las alturas medidas . Las alturas medidas serán mayores que sus valores reales. serán mayores que sus valores reales.

• Para comprobar el paralelismo del telescopio, se lo inserta en su soporte Para comprobar el paralelismo del telescopio, se lo inserta en su soporte y se observan dos estrellas con una separación de 90º o más. Se lleva la y se observan dos estrellas con una separación de 90º o más. Se lleva la imagen reflejada de una a coincidir con la visión directa de la otra ya sea imagen reflejada de una a coincidir con la visión directa de la otra ya sea cerca de la derecha o la izquierda del borde del campo de visión (el borde cerca de la derecha o la izquierda del borde del campo de visión (el borde superior o inferior si el sextante está horizontal). Luego se inclina el superior o inferior si el sextante está horizontal). Luego se inclina el sextante de modo que las estrellas aparezcan cerca del borde opuesto. Si sextante de modo que las estrellas aparezcan cerca del borde opuesto. Si ellas continúan coincidiendo, el telescopio está paralelo al armazón, si se ellas continúan coincidiendo, el telescopio está paralelo al armazón, si se separan, no lo está. separan, no lo está.

• Un método alternativo consiste en colocar el telescopio en su soporte y, a Un método alternativo consiste en colocar el telescopio en su soporte y, a continuación, colocar el sextante sobre una superficie plana. Se observa a continuación, colocar el sextante sobre una superficie plana. Se observa a lo largo del armazón del sextante y un asistente coloca una marca en el lo largo del armazón del sextante y un asistente coloca una marca en el mamparo contrario, en línea con el armazón. Se coloca otra marca mamparo contrario, en línea con el armazón. Se coloca otra marca encima de la primera marca, a una distancia igual a la distancia desde el encima de la primera marca, a una distancia igual a la distancia desde el centro del telescopio al armazón. Esta segunda línea debe estar en el centro del telescopio al armazón. Esta segunda línea debe estar en el centro del campo de visión del telescopio si el telescopio es paralelo al centro del campo de visión del telescopio si el telescopio es paralelo al armazón. armazón.

• Se ajusta el soporte del telescopio para corregir la falta de paralelismo.Se ajusta el soporte del telescopio para corregir la falta de paralelismo.

Page 41: Sextante Teoria y Ajuste

• El El Error por Paralelismo de los EspejosError por Paralelismo de los Espejos puede ser eliminado por el navegante al puede ser eliminado por el navegante al ajustar los espejos para que queden ajustar los espejos para que queden exactamente paralelos cuando las lecturas del exactamente paralelos cuando las lecturas del Sextante es 0Sextante es 0º 00,0’ o se conserva este error º 00,0’ o se conserva este error y se lo incluye en los Cálculos como y se lo incluye en los Cálculos como error error residual no corregido.residual no corregido.

• Para probar el paralelismo de los espejos, se Para probar el paralelismo de los espejos, se coloca el instrumento en cero y se dirige la coloca el instrumento en cero y se dirige la visión al horizonte. Se ajusta la lectura del visión al horizonte. Se ajusta la lectura del sextante tanto como sea necesario hasta sextante tanto como sea necesario hasta lograr que ambas imágenes en el horizonte lograr que ambas imágenes en el horizonte estén alineadas.estén alineadas.

ERROR POR PARALELISMO DE ERROR POR PARALELISMO DE LOS ESPEJOSLOS ESPEJOS

Page 42: Sextante Teoria y Ajuste

ERROR DE ÍNDICEERROR DE ÍNDICE• El El Error de ÍndiceError de Índice (EI)(EI) es el error residual, es el error residual,

una vez que el navegante ha eliminado los una vez que el navegante ha eliminado los anteriores errores. anteriores errores.

• La La principal causaprincipal causa del Error del Índice es la del Error del Índice es la falta de paralelismo del espejo primario y del falta de paralelismo del espejo primario y del espejo secundario cuando la alidada se coloca espejo secundario cuando la alidada se coloca exactamente en cero. exactamente en cero.

• El modo más fácil para medir el EI es observar El modo más fácil para medir el EI es observar el horizonte y lograr que las imágenes directa el horizonte y lograr que las imágenes directa y reflejada coincidan. Esto se logray reflejada coincidan. Esto se logra bajandobajando la imagen reflejada para alinearla con la la imagen reflejada para alinearla con la imagen directa del horizonte.imagen directa del horizonte.

Page 43: Sextante Teoria y Ajuste

ERROR DE ÍNDICEERROR DE ÍNDICE

• El Error de Índice es la lectura del sextante cuando el horizonte aparece alineado. – Si el Error de Índice es

positivo (está dentro del limbo), se resta de cada lectura del sextante.

– Si el Error de Índice es negativo (está fuera del limbo), se añade a cada lectura del sextante.

Page 44: Sextante Teoria y Ajuste

OBTENCIÓN DELOBTENCIÓN DEL ERROR DE ERROR DE ÍNDICEÍNDICE•Los otros métodos para medir el Los otros métodos para medir el

Error de Índice incluyen:Error de Índice incluyen:• Alinear las imágenes directa y reflejada Alinear las imágenes directa y reflejada

de una estrella o el Solde una estrella o el Sol (para el Sol use los filtros de (para el Sol use los filtros de espejo)espejo)

• Llevar los limbos del Sol para tangentear.Llevar los limbos del Sol para tangentear.

• Los navegantes deben siempre controlar Los navegantes deben siempre controlar el EI antes y después de una serie de el EI antes y después de una serie de observaciones; el promedio del Error de observaciones; el promedio del Error de Índice de las lecturas antes y después Índice de las lecturas antes y después será usado en los cálculos.será usado en los cálculos.