Cronómetro marino
Reloj utilizado en los barcos para ayudar en la navegación.
Cronómetro marino
Cronómetro marino de Charles Frodsham de Londres, que se muestra al revés para revelar el mecanismo. Cronómetro de alrededor de 1844-1860.
ClasificaciónReloj
IndustriaTransporte
SolicitudControl del tiempo
MotorizadoNo
InventorJohn Harrison
Inventado1761

Un cronómetro marino es un reloj de precisión que se lleva en un barco y se utiliza para determinar la posición del barco mediante la navegación astronómica . Se utiliza para determinar la longitud comparando la hora media de Greenwich (GMT) y la hora en la ubicación actual obtenida a partir de observaciones de cuerpos celestes. Cuando se desarrolló por primera vez en el siglo XVIII, fue un logro técnico importante, ya que el conocimiento preciso de la hora durante un largo viaje por mar era vital para una navegación eficaz , a falta de ayudas electrónicas o de comunicaciones. El primer cronómetro verdadero fue el trabajo de toda la vida de un hombre, John Harrison , que abarcó 31 años de experimentación y pruebas persistentes que revolucionaron la navegación naval (y más tarde, la aérea).

El término cronómetro se acuñó a partir de las palabras griegas χρόνος ( chronos ) (que significa tiempo) y metro (que significa medida). El libro Physico-Theology de 1713 del clérigo y científico inglés William Derham incluye una de las primeras descripciones teóricas de un cronómetro marino. [1] Recientemente se ha vuelto más común su uso para describir relojes probados y certificados para cumplir con ciertos estándares de precisión.

Historia

El "Cronómetro" marino de Jeremy Thacker utilizaba cardanes y vacío en una campana de cristal.

Para determinar una posición en la superficie de la Tierra, es necesario y suficiente conocer la latitud , la longitud y la altitud . Naturalmente, las consideraciones de altitud pueden ignorarse para los buques que operan a nivel del mar . Hasta mediados de la década de 1750, la navegación precisa en el mar fuera de la vista de la tierra era un problema sin resolver debido a la dificultad de calcular la longitud. Los navegantes podían determinar su latitud midiendo el ángulo del sol al mediodía (es decir, cuando alcanzaba su punto más alto en el cielo, o culminación ) o, en el hemisferio norte, midiendo el ángulo de Polaris (la estrella del norte) desde el horizonte (generalmente durante el crepúsculo ). Sin embargo, para encontrar su longitud , necesitaban un estándar de tiempo que funcionara a bordo de un barco. La observación de movimientos celestes regulares, como el método de Galileo basado en la observación de los satélites naturales de Júpiter , generalmente no era posible en el mar debido al movimiento del barco. El método de las distancias lunares , propuesto inicialmente por Johannes Werner en 1514, se desarrolló en paralelo al cronómetro marino. La científica holandesa Gemma Frisius fue la primera en proponer el uso de un cronómetro para determinar la longitud en 1530.

El propósito de un cronómetro es medir con precisión la hora de una ubicación fija conocida. Esto es particularmente importante para la navegación. Como la Tierra gira a una velocidad regular predecible, la diferencia horaria entre el cronómetro y la hora local del barco se puede utilizar para calcular la longitud del barco en relación con el Meridiano de Greenwich (definido como 0°) (u otro punto de partida) si se conoce con suficiente precisión, utilizando trigonometría esférica . La navegación celestial práctica generalmente requiere un cronómetro marino para medir el tiempo, un sextante para medir los ángulos, un almanaque [2] que proporcione horarios de las coordenadas de los objetos celestes, un conjunto de tablas de reducción de la vista para ayudar a realizar los cálculos de altura y acimut , y un mapa de la región. Con las tablas de reducción de la vista, los únicos cálculos necesarios son la suma y la resta. La mayoría de las personas pueden dominar los procedimientos de navegación celestial más simples después de uno o dos días de instrucción y práctica, incluso utilizando métodos de cálculo manuales. El uso de un cronómetro marino para determinar la longitud mediante un cronómetro permite a los navegantes obtener una posición razonablemente precisa. [3] Por cada cuatro segundos que la fuente horaria tenga un error, la posición este-oeste puede tener un desfase de hasta poco más de una milla náutica, ya que la velocidad angular de la Tierra depende de la latitud. [4]

La creación de un reloj que funcionara de forma fiable en el mar fue difícil. Hasta el siglo XX, los mejores cronometradores eran los relojes de péndulo , pero tanto el balanceo de un barco en el mar como las variaciones de hasta el 0,2 % en la gravedad de la Tierra hicieron que un simple péndulo basado en la gravedad fuera inútil tanto en la teoría como en la práctica.

Primeros ejemplos

Henry Sully (1680-1729) presentó el primer cronómetro marino en 1716

Christiaan Huygens , tras su invención del reloj de péndulo en 1656, hizo el primer intento de un cronómetro marino en 1673 en Francia , bajo el patrocinio de Jean-Baptiste Colbert . [5] [6] En 1675, Huygens, que recibía una pensión de Luis XIV , inventó un cronómetro que empleaba un volante y un resorte espiral para la regulación, en lugar de un péndulo, abriendo el camino a los cronómetros marinos y los relojes de bolsillo y de pulsera modernos. Obtuvo una patente para su invención de Colbert, pero su reloj siguió siendo impreciso en el mar. [7] El intento de Huygens en 1675 de obtener una patente inglesa de Carlos II estimuló a Robert Hooke , quien afirmó haber concebido un reloj impulsado por resorte años antes, a intentar producir uno y patentarlo. En 1675, Huygens y Hooke entregaron dos aparatos de este tipo a Charles, pero ninguno funcionó bien y ni Huygens ni Hooke recibieron una patente inglesa. Fue durante este trabajo que Hooke formuló la ley de Hooke . [8]

Cronómetro marino H1 de John Harrison de 1735

El primer uso publicado del término cronómetro fue en 1684 en Arcanum Navarchicum , un trabajo teórico del profesor de Kiel Matthias Wasmuth. A esto le siguió una descripción teórica adicional de un cronómetro en trabajos publicados por el científico inglés William Derham en 1713. El trabajo principal de Derham, Physico-theology, or a demonstrate of the being and attribute of God from his works of creation , también propuso el uso del sellado al vacío para garantizar una mayor precisión en el funcionamiento de los relojes. [9] Los intentos de construir un cronómetro marino funcional fueron iniciados por Jeremy Thacker en Inglaterra en 1714, y por Henry Sully en Francia dos años después. Sully publicó su trabajo en 1726 con Une Horloge inventée et executée par M. Sulli , pero ni su modelo ni el de Thacker pudieron resistir el balanceo de los mares y mantener la hora precisa en condiciones a bordo. [10]

Dibujos del cronómetro H4 de Harrison de 1761, publicados en The principles of Mr Harrison's time-keeper , 1767. [11]

En 1714, el gobierno británico ofreció un premio de longitud para un método de determinación de la longitud en el mar, con premios que iban desde £ 10,000 a £ 20,000 (£ 2 millones a £ 4 millones en términos de 2024) dependiendo de la precisión. John Harrison , un carpintero de Yorkshire, presentó un proyecto en 1730, y en 1735 completó un reloj basado en un par de vigas con peso contra-oscilantes conectadas por resortes cuyo movimiento no estaba influenciado por la gravedad o el movimiento de un barco. Sus dos primeros relojes marinos H1 y H2 (completados en 1741) usaban este sistema, pero se dio cuenta de que tenían una sensibilidad fundamental a la fuerza centrífuga , lo que significaba que nunca podrían ser lo suficientemente precisos en el mar. La construcción de su tercera máquina, designada H3, en 1759 incluyó novedosos balances circulares y la invención de la banda bimetálica y los cojinetes de rodillos enjaulados , inventos que todavía se usan ampliamente. Sin embargo, las balanzas circulares de H3 seguían resultando demasiado imprecisas y finalmente abandonó las máquinas grandes. [12]

Cronómetro marino nº 3 de Ferdinand Berthoud , 1763

Harrison resolvió los problemas de precisión con su diseño de cronómetro H4 mucho más pequeño en 1761. El H4 se parecía mucho a un gran reloj de bolsillo de cinco pulgadas (12 cm) de diámetro. En 1761, Harrison presentó el H4 para el premio de longitud de £ 20,000. Su diseño usaba un volante de balanceo de rápido movimiento controlado por un resorte espiral compensado por temperatura. Estas características se mantuvieron en uso hasta que los osciladores electrónicos estables permitieron fabricar relojes portátiles muy precisos a un costo asequible. En 1767, la Junta de Longitud publicó una descripción de su trabajo en Los principios del cronómetro del Sr. Harrison . [13] Una expedición francesa bajo el mando de Charles-François-César Le Tellier de Montmirail realizó la primera medición de longitud utilizando cronómetros marinos a bordo del Aurore en 1767. [14]

Desarrollo adicional

Cronómetro marino Pierre Le Roy , 1766, fotografiado en el Musée des Arts et Métiers de París

En Francia, en 1748, Pierre Le Roy inventó el escape de retén característico de los cronómetros modernos. [15] En 1766, creó un cronómetro revolucionario que incorporaba un escape de retén , el volante compensado por temperatura y el resorte de volante isócrono : [16] Harrison demostró la posibilidad de tener un cronómetro confiable en el mar, pero estos desarrollos de Le Roy son considerados por Rupert Gould como la base del cronómetro moderno. [16] Las innovaciones de Le Roy hicieron del cronómetro una pieza mucho más precisa de lo que se había anticipado. [17]

El cronómetro H5 de Harrison de 1772, actualmente en exposición en el Museo de Ciencias de Londres

Ferdinand Berthoud en Francia, así como Thomas Mudge en Gran Bretaña, también produjeron con éxito cronómetros marinos. [15] Aunque ninguno era simple, demostraron que el diseño de Harrison no era la única respuesta al problema. Los mayores avances hacia la practicidad llegaron de la mano de Thomas Earnshaw y John Arnold , quienes en 1780 desarrollaron y patentaron escapes simplificados, separados y con "detención de resorte" , [18] [19] trasladaron la compensación de temperatura al volante y mejoraron el diseño y la fabricación de los resortes de volante . Esta combinación de innovaciones sirvió como base de los cronómetros marinos hasta la era electrónica.

Ferdinand Berthoud cronómetro núm. 24 (1782), expuesto en el Musée des Arts et Métiers , París

La nueva tecnología fue inicialmente tan costosa que no todos los barcos llevaban cronómetros, como lo ilustra el fatídico último viaje del East Indiaman Arniston , que naufragó con la pérdida de 372 vidas. [20] Sin embargo, en 1825, la Marina Real había comenzado a suministrar rutinariamente cronómetros a sus buques. [21]

A partir de 1820, el Observatorio Real Británico de Greenwich probó cronómetros marinos en un programa de prueba o "competición de cronómetros" instigado por el Almirantazgo, destinado a fomentar la mejora de los cronómetros. En 1840, el séptimo astrónomo real George Biddell Airy inició una nueva serie de pruebas en un formato diferente . Estas pruebas continuaron en gran medida con el mismo formato hasta el estallido de la Primera Guerra Mundial en 1914, momento en el que se suspendieron. Aunque las pruebas formales cesaron, las pruebas de cronómetros para la Marina Real no lo hicieron. [22] [23]

Los fabricantes de cronómetros marinos recurrieron a una serie de observatorios astronómicos ubicados en Europa occidental para realizar evaluaciones de precisión de sus relojes. Una vez que los movimientos de los relojes mecánicos desarrollaron la precisión suficiente para permitir una navegación marina adecuadamente precisa, estas evaluaciones independientes de terceros también se convirtieron en lo que se conoció como "competiciones de cronómetros" en los observatorios astronómicos ubicados en Europa occidental. El Observatorio de Neuchâtel , el Observatorio de Ginebra , el Observatorio de Besançon , el Observatorio de Kew , el Observatorio Naval Alemán de Hamburgo y el Observatorio de Glashütte son ejemplos destacados de observatorios que certificaron la precisión de los relojes mecánicos. El régimen de pruebas del observatorio generalmente duraba entre 30 y 50 días y contenía estándares de precisión que eran mucho más estrictos y difíciles que los estándares modernos, como los establecidos por el Control Oficial Suizo de Cronometros (COSC) . Cuando un movimiento pasaba la prueba del observatorio, se certificaba como cronómetro de observatorio y recibía un Bulletin de Marche del observatorio, que estipulaba el rendimiento del movimiento.

En aquella época, era habitual que los barcos observaran una bola horaria , como la del Observatorio Real de Greenwich , para comprobar sus cronómetros antes de partir en un largo viaje. Todos los días, los barcos anclaban brevemente en el río Támesis en Greenwich, esperando a que la bola del observatorio cayera exactamente a la 1 de la tarde. [24] Esta práctica fue en pequeña parte responsable de la posterior adopción del horario medio de Greenwich como estándar internacional. [25] (Las bolas horarias se volvieron redundantes alrededor de 1920 con la introducción de las señales horarias por radio , que en gran medida han sido reemplazadas por la hora GPS ). Además de fijar la hora antes de partir en un viaje, los cronómetros de los barcos también se comprobaban rutinariamente para comprobar su precisión mientras estaban en el mar realizando observaciones lunares [26] o solares. [27] En el uso típico, el cronómetro se montaba en un lugar protegido debajo de las cubiertas para evitar daños y exposición a los elementos. Los marineros utilizaban el cronómetro para poner en hora un reloj de a bordo que se llevaba en cubierta para realizar las observaciones astronómicas. Aunque era mucho menos preciso (y menos costoso) que el cronómetro, el reloj de a bordo era satisfactorio durante un breve período de tiempo después de ponerlo en hora (es decir, el tiempo suficiente para realizar las observaciones).

Racionalización de los métodos de producción

Patrón de cronómetro Einheitschronometer MX6 cronómetro marino producido en masa en la Unión Soviética después de la Segunda Guerra Mundial
Funcionamiento interno del cronómetro marino Hamilton Modelo 21 fabricado en serie en Estados Unidos durante y después de la Segunda Guerra Mundial

Aunque los métodos de producción industrial comenzaron a revolucionar la relojería a mediados del siglo XIX, la fabricación de cronómetros siguió siendo artesanal durante mucho más tiempo y estuvo dominada por fabricantes británicos y suizos. A principios del siglo XX, los fabricantes suizos como Ulysse Nardin dieron grandes pasos hacia la incorporación de métodos de producción modernos y el uso de piezas totalmente intercambiables, pero fue solo con el inicio de la Segunda Guerra Mundial que la Hamilton Watch Company en los Estados Unidos perfeccionó el proceso de producción en masa , lo que le permitió producir miles de sus cronómetros Hamilton Modelo 21 y Modelo 22 a partir de 1942 para las ramas del ejército y la marina mercante de los Estados Unidos, así como otras fuerzas aliadas durante la Segunda Guerra Mundial. El Hamilton 21 Marine Chronometer tenía un caracol de transmisión por cadena y su segundero avanzaba en incrementos de 1 ⁄ 2 segundo sobre una subesfera marcada con 60 segundos. En Alemania, donde los cronómetros marinos se importaban o utilizaban componentes clave extranjeros, se desarrolló un Drei-Pfeiler Werk Einheitschronometer (cronómetro unificado de movimiento de tres pilares) mediante una colaboración entre las empresas Wempe Chronometerwerke y A. Lange & Söhne para hacer posible una producción más eficiente. El desarrollo de un Einheitschronometer preciso y económico fue una iniciativa impulsada por el mando naval alemán y el Ministerio de Aviación en 1939. La producción en serie comenzó en 1942. Todas las piezas se fabricaron en Alemania y eran intercambiables. [28] Durante el transcurso de la Segunda Guerra Mundial, se aplicaron modificaciones que se hicieron necesarias cuando las materias primas escasearon y el trabajo fue obligatorio y, a veces, compartido voluntariamente entre varios fabricantes alemanes para acelerar la producción. La producción de cronómetros de diseño unificado alemán con sus componentes armonizados continuó hasta mucho después de la Segunda Guerra Mundial en Alemania y la Unión Soviética, que confiscaron los dibujos técnicos originales del Einheitschronometer y establecieron una línea de producción en Moscú en 1949 que produjo los primeros cronómetros soviéticos MX6 que contenían movimientos fabricados en Alemania. [29] Desde 1952 hasta 1997, los cronómetros MX6 con pequeñas modificaciones ideadas por el НИИ ЧАСПРОМ (NII Chasprom, instituto de relojería de la era soviética) se produjeron a partir de componentes fabricados en su totalidad en la Unión Soviética. [30] El cronómetro alemán EinheitschronometerEn última instancia, se convirtió en el diseño de cronómetro marino mecánico producido en mayor volumen, con aproximadamente 58.000 unidades producidas. De estas, menos de 3.000 se produjeron durante la Segunda Guerra Mundial, aproximadamente 5.000 después de la guerra en Alemania Occidental y Oriental y aproximadamente 50.000 en la Unión Soviética y más tarde en la Rusia postsoviética. [31] Del Hamilton 21 Marine Chronometer durante y después de la Segunda Guerra Mundial, se produjeron aproximadamente 13.000 unidades. A pesar del Einheitschronometer y del éxito de Hamilton, los cronómetros fabricados a la antigua usanza nunca desaparecieron del mercado durante la era de los cronómetros mecánicos. Thomas Mercer Chronometers fue una de las empresas que continuaron fabricándolos.

Importancia histórica

Cronómetro marino mecánico en caja utilizado en el yate real de la Reina Victoria HMY Victoria and Albert , fabricado alrededor de 1865

Los cronómetros marinos de los barcos son los relojes mecánicos portátiles más exactos jamás producidos y en un entorno estático solo fueron superados por los relojes de péndulo de precisión no portátiles para observatorios. Sirvieron, junto con el sextante, para determinar la ubicación de los barcos en el mar. Las naciones marineras invirtieron abundantemente en el desarrollo de estos instrumentos de precisión, ya que señalar la ubicación en el mar proporcionó una ventaja naval decisiva. Sin su precisión y la precisión de las hazañas de navegación que permitieron los cronómetros marinos, se puede argumentar que el ascenso de la Royal Navy , y por extensión el del Imperio británico , no podría haber ocurrido de manera tan abrumadora; la formación del imperio mediante guerras y conquistas de colonias en el extranjero tuvo lugar en un período en el que los barcos británicos tenían una navegación confiable debido al cronómetro, mientras que sus oponentes portugueses, holandeses y franceses no. [32] Por ejemplo: los franceses estaban bien establecidos en la India y otros lugares antes que Gran Bretaña, pero fueron derrotados por las fuerzas navales en la Guerra de los Siete Años .

La clasificación y el mantenimiento de los cronómetros marinos se consideraron importantes hasta bien entrado el siglo XX, ya que después de la Primera Guerra Mundial el trabajo del Departamento de Cronómetros del Observatorio Real Británico se limitó en gran medida a la clasificación de cronómetros y relojes que el Almirantazgo ya poseía y a proporcionar pruebas de aceptación. [33] [34] En 1937, el Departamento de Hora creó por primera vez un taller para la reparación y el ajuste de los cronómetros y relojes emitidos por las fuerzas armadas británicas. Estas actividades de mantenimiento se habían subcontratado anteriormente a talleres comerciales. [35]

A partir de los años 1960, los cronómetros marinos mecánicos con resorte fueron reemplazados y suplantados gradualmente por cronómetros basados ​​en técnicas y tecnologías de ingeniería eléctrica. [36] En 1985, el Ministerio de Defensa británico invitó a licitación para la eliminación de sus cronómetros marinos mecánicos Hamilton Modelo 21. La Marina de los EE. UU. mantuvo sus cronómetros marinos Hamilton Modelo 21 en servicio como respaldo del sistema de navegación por radio hiperbólica Loran-C hasta 1988, cuando se aprobó la fiabilidad del sistema de navegación por satélite global GPS. A fines del siglo XX, la producción de cronómetros marinos mecánicos había disminuido hasta el punto en que solo se fabricaban unos pocos por pedido especial en la Primera Fábrica de Relojes de Moscú 'Kirov' ( Poljot ) en Rusia, Wempe en Alemania y Mercer en Inglaterra. [37]

La colección internacional más completa de cronómetros marinos, incluidos los H1 a H4 de Harrison, se encuentra en el Observatorio Real de Greenwich , en Londres , Reino Unido.

Características

Diagrama de un mecanismo de cronómetro (texto en alemán ). Nótese el mecanismo para transformar la tensión variable del resorte en una fuerza constante.
Cronómetro marino con patrón Einheitschronometer (A. Lange & Söhne, 1948) que muestra su segundero avanzando en incrementos de 1 ⁄ 2 segundo sobre una subesfera marcada con 60 segundos para una sincronización óptima de las mediciones de ángulos de objetos celestes en el GFZ

El problema crucial era encontrar un resonador que no se viera afectado por las condiciones cambiantes que se encuentran en un barco en el mar. El volante , conectado a un resorte, resolvió la mayoría de los problemas asociados con el movimiento del barco. Desafortunadamente, la elasticidad de la mayoría de los materiales de los resortes de volante cambia en relación con la temperatura. Para compensar la fuerza cambiante del resorte, la mayoría de los volantes de cronómetros usaban tiras bimetálicas para mover pequeños pesos hacia y desde el centro de oscilación, alterando así el período del volante para que coincidiera con la fuerza cambiante del resorte. El problema del resorte de volante se resolvió con una aleación de níquel y acero llamada Elinvar por su elasticidad invariable a temperaturas normales. El inventor fue Charles Édouard Guillaume , quien ganó el Premio Nobel de Física en 1920 en reconocimiento a su trabajo metalúrgico.

El escape tiene dos funciones. En primer lugar, permite que el tren avance de forma fraccionaria y registre las oscilaciones del volante. Al mismo tiempo, proporciona cantidades minúsculas de energía para contrarrestar las pequeñas pérdidas por fricción, manteniendo así el impulso del volante oscilante. El escape es la parte que hace tictac. Dado que la resonancia natural de un volante oscilante sirve como el corazón de un cronómetro, los escapes de cronómetro están diseñados para interferir con el volante lo menos posible. Hay muchos diseños de escapes de fuerza constante y separados, pero los más comunes son el de retención de resorte y el de retención pivotante. En ambos, un pequeño retén bloquea la rueda de escape y permite que el volante oscile completamente libre de interferencias, excepto por un breve momento en el centro de oscilación, cuando es menos susceptible a las influencias externas. En el centro de oscilación, un rodillo en el eje del volante desplaza momentáneamente el retén, lo que permite que pase un diente de la rueda de escape. Luego, el diente de la rueda de escape imparte su energía a un segundo rodillo en el eje del volante. Como la rueda de escape gira en una sola dirección, el volante recibe impulso en una sola dirección. En la oscilación de retorno, un resorte pasante en la punta del retén permite que el rodillo de desbloqueo en el eje se mueva sin desplazar el retén. El eslabón más débil de cualquier cronometrador mecánico es la lubricación del escape. Cuando el aceite se espesa por el tiempo o la temperatura o se disipa por la humedad o la evaporación, la velocidad cambiará, a veces drásticamente a medida que el movimiento del volante disminuye debido a una mayor fricción en el escape. Un escape con retén tiene una gran ventaja sobre otros escapes, ya que no necesita lubricación. Un impulso desde la rueda de escape hasta el rodillo de impulso es casi inerte, lo que significa que poca acción deslizante necesita lubricación. Las ruedas de escape y los resortes pasantes de los cronómetros suelen ser de oro debido a la menor fricción deslizante del metal en comparación con el latón y el acero.

Los cronómetros solían incluir otras innovaciones para aumentar su eficiencia y precisión. Se utilizaban piedras duras como el rubí y el zafiro como cojinetes de las joyas para reducir la fricción y el desgaste de los pivotes y el escape. El diamante se utilizaba a menudo como piedra de tapa para el pivote del eje del volante inferior para evitar el desgaste debido a los años de pesado volante girando sobre el extremo del pivote pequeño. Hasta el final de la producción de cronómetros mecánicos en el tercer cuarto del siglo XX, los fabricantes siguieron experimentando con cosas como cojinetes de bolas y pivotes cromados.

Los relojes normalmente se protegían de los elementos y se guardaban bajo cubierta en una posición fija en una caja tradicional suspendida de cardanes (un conjunto de anillos conectados por cojinetes). Esto mantiene al cronómetro aislado en una posición horizontal de "marcación hacia arriba" para contrarrestar los errores de sincronización inducidos por los movimientos de inclinación (balanceo) del barco en el volante .

Los cronómetros marinos siempre contienen una energía de mantenimiento que mantiene el cronómetro en funcionamiento mientras se le da cuerda, y un indicador de reserva de energía para mostrar cuánto tiempo continuará funcionando el cronómetro sin que se le dé cuerda.

Estas disposiciones técnicas suelen dar lugar a cronómetros marinos mecánicos con una precisión de 0,5 segundos por día. [38] [39]

Clasificación del cronómetro

En términos estrictamente horológicos, "clasificar" un cronómetro significa que antes de que el instrumento entre en servicio, se observa la tasa promedio de adelanto o atraso por día y se registra en un certificado de clasificación que acompaña al instrumento. Esta tasa diaria se utiliza en el campo para corregir la hora indicada por el instrumento para obtener una lectura precisa de la hora. Incluso el cronómetro mejor hecho con la mejor compensación de temperatura, etc., presenta dos tipos de error, (1) aleatorio y (2) constante. La calidad del diseño y la fabricación del instrumento mantiene los errores aleatorios bajos. En principio, los errores constantes deberían poder eliminarse mediante un ajuste, pero en la práctica no es posible hacer el ajuste con tanta precisión que este error se elimine por completo, por lo que se utiliza la técnica de clasificación. La tasa también cambiará mientras el instrumento esté en servicio debido, por ejemplo, al espesamiento del aceite, por lo que en expediciones largas la tasa del instrumento se verificará periódicamente con la hora exacta determinada por observaciones astronómicas.

Uso del cronómetro marino en la actualidad

Omega 4,19 MHz (4 194 304 = 2 22 resonador de cuarzo de alta frecuencia) Cronómetro marino para buques que ofrece una precisión autónoma de menos de ± 5 segundos por año, emitido por la Armada francesa en 1980. El segundero puede avanzar en incrementos de 1 ⁄ 2 segundo para una sincronización óptima de las mediciones de los ángulos de los objetos celestes.

Desde la década de 1990, los barcos y buques pueden utilizar varios sistemas globales de navegación por satélite (GNSS) para navegar por todos los lagos, mares y océanos del mundo. Las unidades GNSS marítimas incluyen funciones útiles en el agua, como la función de "hombre al agua" (MOB) , que permite marcar instantáneamente el lugar donde una persona ha caído al agua, lo que simplifica las tareas de rescate. Los GNSS pueden conectarse al mecanismo de gobierno automático del barco y a los chartplotters mediante la interfaz NMEA 0183 , y también pueden mejorar la seguridad del tráfico marítimo al habilitar sistemas de identificación automática (AIS).

Incluso con estas convenientes herramientas tecnológicas del siglo XXI, los navegantes prácticos modernos suelen utilizar la navegación celestial utilizando fuentes de tiempo alimentadas por electricidad en combinación con la navegación por satélite. [40] Pequeñas computadoras de mano, portátiles, calculadoras de navegación e incluso calculadoras científicas permiten a los navegantes modernos "reducir" las visualizaciones del sextante en minutos, automatizando todos los pasos de cálculo y/o búsqueda de datos. [41] El uso de múltiples métodos de fijación de posición independientes sin depender únicamente de sistemas electrónicos sujetos a fallos ayuda al navegante a detectar errores. Los navegantes profesionales aún deben ser competentes en pilotaje tradicional y navegación celestial, lo que requiere el uso de un cronómetro autónomo o corregido periódicamente por señal horaria externa, ajustado y calificado con precisión. [42] Estas habilidades siguen siendo un requisito para ciertas certificaciones internacionales de navegantes , como Oficial a cargo de la guardia de navegación y Oficial de cubierta Capitán y Primer Oficial , [43] [44] y complementa a los capitanes de yates de alta mar en yates de crucero privados de larga distancia. [45]

Los cronómetros marinos modernos pueden basarse en relojes de cuarzo que se corrigen periódicamente mediante señales horarias satelitales o señales horarias de radio (ver reloj de radio ). Estos cronómetros de cuarzo no siempre son los relojes de cuarzo más precisos cuando no se recibe señal, y sus señales pueden perderse o bloquearse. Sin embargo, existen movimientos de cuarzo autónomos, incluso en relojes de pulsera, que tienen una precisión de 5 o 20 segundos por año. [46] Al menos un cronómetro de cuarzo fabricado para navegación avanzada utiliza múltiples cristales de cuarzo que son corregidos por una computadora utilizando un valor promedio, además de las correcciones de la señal horaria del GPS . [47] [48]

Véase también

Referencias

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Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Cronómetros marinos .
  • Museo Marítimo Nacional, Greenwich
  • Henri MOTEL n°258 Chronomètre de Marine 40 heures [ enlace muerto permanente ] (en francés)
  • Cronómetro marino Caliber 100 - Presentación de cronómetros marinos de "Glashütter Uhrenbetriebe VEB" con imagen y explicación (en alemán)
  • Un cronómetro en funcionamiento, Museo Nacional de Australia Archivado el 28 de octubre de 2011 en Wayback Machine . Cortometraje en formato MPEG que muestra un cronómetro Barraud de 1825 en funcionamiento. (el enlace está desactualizado)
  • Significado de cronómetro marino en Wikcionario
  • Cronómetro web
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