quinta-feira, 26 de abril de 2012

" navegação astronómica, cartografia, geografia física, ciência náutica, a declinação magnética e os Descobrimentos Portugueses"


A navegação astronómica

As primeiras descobertas ao longo da costa, foi usado o processo mediterrânico de navegação, que consistiu em seguir determinado rumo e calcular a distância percorrida - navegação por estima.

Mas, como tal processo não servia para navegar no mar largo, houve necessidade de recorrer à navegação astronómica para resolver o problema do "ponto" ou lugar do navio, em qualquer altura do percurso - o que se faz na determinação da latitude geográfica ou altura do pólo, que têm o mesmo valor.

De começo, mediu-se a altura do pólo, latitude, pela estrela Polar, como, tal medição só se podia fazer de noite, e como a Polar se torna invisível quando se ultrapassa o Equador, foi necessário recorrer à altura meridiana do Sol e a uma "tábua de declinações" -processo ainda hoje usado por toda a navegação. 
orientação pela Estrela Polar indicando o Norte Geográfico.
Para medição da altura da Polar e do Sol empregavam-se o "quadrante náutico e o astrolábio e, mais tarde, também a balestilha

Os portugueses foram os primeiros a usar esta arte de navegar pela altura dos astros sendo assim os verdadeiros criadores da ciência astronómica.
A prova irrefutável da sua propriedade, neste ramo da ciência, está nas obras da especialidade, entre as quais: - O regimento do Astrolábio e do Quadrante (edição Munique); o Esmerado de Situ Orbis, de Duarte Pacheco Pereira; o Livro da Marinharia, de João de Lisboa, o Tratado da Spera (edição de Évora; o Tratado da Sphera e outros Tratados, de Pedro Nunes; os Roteiros, de D. João de Castro – todos da primeira metade do séc. XVI. [A. Martins Afonso]

"a cartografia"


A fim de fixar, com exactidão, nas cartas, as terras sucessivamente descobertas, os  nautas  aperfeiçoaram extraordinariamente a cartografia, sendo as cartas portuguesas as primeiras em que se empregou o meridiano graduado, foi um português, Duarte Pacheco Pereira, quem, pela primeira vez, avaliou com notável aproximação a medida do grau do meridiano terrestre.

As linhas loxodrómicas ou rumos, desenhadas radialmente ao longo dos portulanos do Mediterrâneo e do Mar Negro a partir de uma rosa-dos-ventos ou outros pontos de intercepção colocados em diferentes partes do mapa tinham como função corrigir falsas escalas ou falsas orientações inevitáveis numa representação plana da esfera ou parte da esfera. 

Estas linhas designavam o curso de navegação do navio levando-o a alcançar um dado ponto na costa caso seguisse sempre a mesma direcção de acordo com os pontos da bússola indicados na rosa-dos-ventos, ou pelo ponto de intercepção de onde irradiavam rumos através do mapa. 


Além das terras, essas cartas representavam também, em preciosas miniaturas, os navios, as plantas e animais,  por vezes até os homens, as cidades e seus monumentos, constituindo verdadeiras obras-primas.

A cartografia foi largamente cultivada em Portugal, muitos monumentos cartográficos portugueses se encontram espalhados por países estrangeiros.
No séc. XVI possuíam, como nenhuma outra nação, um numeroso escol de cartógrafos, distinguindo-se entre outros: 


Pedro Reinel e Jorge Reinel, Lopo Homem, Diogo Ribeiro, Fernão Vaz Dourado e muitos mais (ver Armando Cortesão – Cartografia e cartógrafos dos séc. XV e XVI).

Toda esta prodigiosa actividade científica desenvolvida pelos Portugueses, no séc. XV e XVI mostra:

Que, tanto ou mais do que à energia individual e à disciplina colectiva, as Descobertas se devem aos instrumentos náuticos e aos Regimentos de bordo;

Que, a arte de navegar dos tempos modernos foi uma criação Portuguesa e foi Portugal que então, se tornou mestre e guia das nações europeias, fornecendo-lhes os indispensáveis meios para o total conhecimento e domínio do nosso planeta.

Sobre a importância da obra científica dos Portugueses, nessa época, foi elucidativo o testemunho de investigadores estrangeiros, como D. Gernez, que depois de mostrar a influência que a cartografia portuguesa exerceu nos cartógrafos espanhóis, franceses e holandeses, declarou justamente:

A constatação de uma tão grande importância dos trabalhos hidrográficos e cartográficos portugueses dos séc. XV e XVI deve pois levar os marinheiros de todas as nações a admirar sem reservas estes demarcáveis trabalhos dos marinheiros e dos cartógrafos de Portugal que têm sido os primeiros de tantos outros e nos traçam e escalonam as grandes rotas do comércio mundial”.[A. Martins Afonso].


A Cartografia náutica portuguesa
Armando Cortesão definiu quatro grandes marcos na história da ciência náutica e da cartografia: o desenvolvimento da carta portulano, no século XIII, no Mediterrâneo; 
a invenção da navegação astronómica e consequente introdução da escala das latitudes nas cartas, em finais do século XV; 
a descoberta da loxodrómia e a sua representação por uma linha recta na carta desenhada segundo a projecção de Mercator; 
e o aperfeiçoamento do cronómetro, pelo inglês Harrisson, em finais do século XVIII, que permitiu a determinação da longitude no mar. 
Entre estes passos, o segundo é quase exclusivamente português, enquanto que em relação à projecção de Mercator podemos afirmar que ela deve muito aos estudos realizados pelo grande matemático Pedro Nunes, que descobriu o conceito de loxodrómia e cuja obra seria certamente conhecida de Mercator, que nela se teria inspirado para conceber a projecção que celebrizou o seu nome. 
A representação cartográfica dos lugares, que iam sendo descobertos pelos navegadores dos séculos XV e XVI, foi fundamental para o estabelecimento de viagens regulares para esses mesmos locais. 
Só com um conhecimento mais ou menos rigoroso das condições de navegação se pode realizar esta em segurança. 
A cartografia foi, entre diversos outros factores, um dos elementos fundamentais para o sucesso dos Descobrimentos portugueses. 
Herdeira das escolas cartográficas do Mediterrâneo, centro a partir do qual se desenvolveu a cartografia na Idade Média, a cartografia portuguesa teria recebido essa influência a partir da vinda de Mestre Jaime de Maiorca, a pedido do Infante D. Henrique, durante o primeiro quartel do século XV. 
No entanto, deste século são conhecidos poucos exemplares cartográficos de origem portuguesa, embora existam diversas referências nos textos da época que nos permitem deduzir que as cartas eram uma das ferramentas ao dispor dos homens do mar de então para garantirem uma navegação mais segura. 
Se em relação ao século XV os dados disponíveis sobre a cartografia produzida em Portugal são escassos, a situação relativa ao século seguinte é completamente diferente. 
São conhecidas centenas de cartas, reunidas por Avelino Teixeira da Mota e Armando Cortesão na obra Portugaliae Monumenta Cartographica. 
Está identificada a maioria dos autores destas obras, embora ainda existam algumas desenhas de cartas sobre as quais não foi possível descobrir a identidade do cartógrafo que a realizou. 
Sendo a cartografia uma arte, no sentido medieval de trabalho de artesão, não admira que as técnicas utilizadas no desenho e reprodução fossem transmitidas de pais para filhos. 
Por esta razão encontramos diversas famílias de cartógrafos como a família Reinel, a família Homem ou a família Teixeira
Podemos considerar a existência de duas grandes vertentes na cartografia daquela época. Por um lado, uma cartografia de características eminentemente práticas, destinada a uma utilização a bordo dos navios que, todos os anos, em largo número, viajavam nas diversas carreiras praticadas pelos Portugueses. Estas cartas teriam na sua grande maioria destruídas pela sua utilização normal a bordo desses navios. 
O outro tipo de cartas que seriam produzidas teria um fim diferente. Eram destinadas a uma utilização sumptuária e decorativa. Tratava se de autênticas obras de arte. São deste último género praticamente todas aquelas que chegaram até nós, uma vez que como não foram usadas a bordo e como eram consideradas preciosidades pelos seus detentores, foram devidamente conservadas, facto que impediu a sua destruição. 
Uma análise atenta de todos os exemplares cartográficos portugueses conhecidos datados daqueles séculos permite nos conhecer alguns elementos sobre a evolução das técnicas de construção utilizadas e sobre o rigor da informação contida nas cartas. A técnica base de construção era a das cartas portulano, caracterizadas por terem uma “rede” de direcções irradiando a partir de determinados pontos da carta para que os seus utilizadores pudessem facilmente conhecer a direcção que unia quaisquer dois locais representados na carta. 
A posição de um navio no mar, em qualquer instante, pode ser conhecida se soubermos qual a direcção em que ele navegou e qual a distância percorrida desde uma posição anterior. 
Este método é conhecido entre os historiadores da náutica com de rumo e estima. Daí que fosse fundamental que as cartas possuíssem os elementos necessários para que os marinheiros conseguissem marcar essa direcção. 
No entanto, com a progressão das navegações portuguesas, ao longo da costa africana, as distâncias percorridas no alto mar, sem avistar terra para rectificar a posição, foram sendo cada vez mais extensas. Os erros associados à determinação da direcção e da distância percorrida vão se acumulando ao longo do tempo. 
Assim, as posições obtidas recorrendo apenas ao rumo e estima eram afectadas por erros tanto maiores quanto maior fosse o intervalo de tempo decorrido para rectificação da posição. 
Os Portugueses resolveram este problema, ainda durante o século XV, adaptando técnicas astronómicas para uso a bordo dos navios, técnicas essas que permitiam um conhecimento rigoroso da latitude do navio. 
As cartas passaram a reflectir este avanço que se verificou a nível da Arte de Navegar, passando a conter uma escala apropriada para determinação da latitude dos diversos lugares nelas registados. 
A introdução da escala das latitudes e a recolha sistemática de elementos “hidrográficos” para inserir nas cartas levou a um aumento do rigor da informação contida nas mesmas. 
A representação do mundo herdada da obra de Ptolomeu foi completamente ultrapassada. 
As concepções do grande sábio grego, baseadas em elementos que em muitos casos não tinham sido confirmados por observações práticas, foram substituídas por outras que resultavam da observação directa realizada pelos Portugueses que viajavam com uma frequência cada vez maior por quase todo o mundo. 
Além da sua principal função que seria a marcação das posições dos navios no mar, as cartas teriam outro tipo de utilidade. Nelas eram representadas informações diversas, com intuitos decorativos ou com um interesse prático bastante acentuado. Serviam, por exemplo, como suporte para representação de imagens dos habitantes, da fauna e da flora das terras que iam sendo descobertas. Ou seja, as cartas eram uma das formas possíveis de representação do exótico, desses mundos novos, tão ao gosto do homem do Renascimento. 
Por outro lado, nas cartas eram inseridos muitos dos elementos que serviam para a condução da navegação, tais como representações gráficas ou tabelares dos regimentos e das regras práticas de que os pilotos se serviam para determinação de elementos de interesse náutico. Em muitas delas eram ainda representadas vistas de algumas regiões costeiras ou ainda informação de interesse político como é o caso dos elementos que atribuíam a posse de um determinado território a um dado reino europeu.
A cartografia portuguesa da época das grandes descobertas servia perfeitamente para as exigências das técnicas de navegar daquele tempo. No entanto, apresentavam duas grandes limitações que só posteriormente foram resolvidas, fora de Portugal. 
A primeira tem a ver com a existência duma escala de longitudes. As cartas portuguesas não apresentavam esta escala pelo simples facto de a determinação desta coordenada não ser possível naquele tempo. 
O problema apenas foi resolvido no século XVIII. 
Quanto à segunda limitação prende se com a representação de uma superfície esférica num suporte plano. 
Uma vez que a Terra tem uma forma aproximadamente esférica a sua representação sem distorções apenas é possível sobre um globo. 
No século XVI esta foi uma das hipóteses consideradas pela cartografia. 
No entanto, o uso de globos apresenta duas grandes limitações. 
A primeira tem a ver com as dimensões. Como num globo se representa sempre a totalidade da superfície terrestre o seu tamanho teria que ser bastante grande para que fosse possível representar essa superfície com o detalhe suficiente para que o globo tivesse alguma utilidade, o que tornava impraticável o seu uso. 
Por outro lado, a medição ou o traçado de direcções ou distâncias sobre uma esfera, fundamental para o conhecimento da posição do navio, é bastante complexo, razão pela qual os globos nunca tiveram qualquer utilidade prática no mar. 
Pedro Nunes identificou praticamente todas as limitações que as cartas daquela época apresentavam na representação da superfície terrestre. A ele se deve a noção de que a distância mais curta entre dois pontos da superfície terrestre é uma linha curva. 
Percebeu que a técnica utilizada para marcar direcções nas cartas implicava que os meridianos fossem paralelos entre si, quando na realidade eles convergem todos nos pólos. 
Compreendeu que devido a essa convergência uma linha recta representada numa carta, ou seja uma direcção que faça sempre o mesmo ângulo com todos os meridianos, não corresponde a uma recta sobre a superfície do globo mas sim a uma espiral que termina nos pólos. 
O resultado dos estudos de Pedro Nunes tiveram certamente influência no trabalho de Mercator que concebeu uma projecção que permitiu ultrapassar essas limitações das cartas daquele tempo. CORTESÃO, Armando, História da Cartografia Portuguesa, 2 vols., Lisboa, Junta de Investigações do Ultramar, 1969 1970. MOTA, Avelino Teixeira da, “Cartografia e cartógrafos portugueses”, in Joel Serrão [dir.], Dicionário de História de Portugal, vol I, Porto, Livraria Ferreirinhas, [s.d.], pp. 500 506. MOTA, Avelino Teixeira da, CORTESÃO, Armando, Portugaliae Monumenta Cartographica, 6 vols, Lisboa, 1960.

"A geografia física: meteorologia e hidrografia

Encontrado o tipo de navio e criados os cálculos para navegarem com segurança e certeza, os Portugueses estudaram o regime dos ventos (direcção, força, variações), o curso das correntes marítimas, sondaram os mares, dando assim notável incremento aos estudos meteorológicos e oceanográficos e seu aproveitamento para a ciência das derrotas.

A prioridade e superioridade, neste campo, estão igualmente comprovadas na série notável e única de Roteiros, elaborados por navegadores portugueses, culminando entre todas as suas observações náuticas, magnéticas, meteorológicas e hidrográficas, diários minuciosos que contêm, incontestavelmente, o maior e o mais valioso tesouro de tal espécie (Helman, na sua época).[A. Martins Afonso]

"a ciência náutica peninsular"


 Os árabes cultivaram intensamente as ciências geográficas, traduzindo as principais obras de geografia e astronomia dos autores gregos. Fixados na Península, ali introduziram essa cultura geográfica e astronómica, à qual se dedicaram particularmente os judeus peninsulares e depois os cristãos.

Toledo passou a ser, nos séc. XII e XIII, o principal centro cultural peninsular e na “escola de Toledo” foram traduzidos para latim os textos árabes, divulgando-se assim as principais obras de Aristóteles, Ptolomeu e outros autores antigos.

De todas as obras da Antiguidade, foi a Geografia (Almagesto) de Ptolomeu a que maior influência exerceu na ciência náutica, pois relacionava a Terra com a esfera celeste.

Entre as obras da escola de Toledo distinguem-se as “Libros del Saber de Astronomia”, de Afonso X, o Sábio (fins do séc. XIII), que constituiu o ponto de partida da aplicação prática da astronomia à navegação.

Na Catalunha, grande centro de navegação medieval, Barcelona e Maiorca tornaram-se os mais antigos focos de arte de navegar, e dali veio Jaime de Maiorca para mestre dos primeiros cartógrafos do  infante D. Henrique.

De Espanha, veio também, para astrónomo de D. João II, o judeu Abraão Zacuto autor do Almanach Perpetuum.

A ciência náutica portuguesa teve, assim, as suas primeiras raízes na cultura astronómica e geográfica dos astrólogos peninsulares e na arte de navegar dos povos mediterrâneos durante a Idade Média.

Em Portugal, nos princípios do séc. XIV, foram estudadas a astronomia e a cosmografia como o prova a existência do Almanaque Perdurável e outros Almanaques (1321-1339) com tábuas astronómicas, uma tábua de longitudes e latitudes – lonjuras e ladezas – num códice português da Biblioteca Nacional de Madrid.

Com a “Escola de Sagres”, do infante D. Henrique e, depois, com a Junta dos Cosmógrafos de D. João II, a ciência náutica tomou em Portugal um desenvolvimento inigualável, em todas os seus vários aspectos, de harmonia com as exigências da nossa expansão marítima. Esta implicou a resolução de uma série de problemas.
A bússola foi inventada pelos chineses mais de 1500 anos antes da época dos descobrimentos. A bússola na idade média indicava até doze regimes de ventos. Os portugueses através da observação e experimentação utilizavam a rosa-dos-ventos, indicando 16 e 32 rumos, e tinham conhecimento da declinação magnética que traduz a diferença entre o Norte magnético e o Norte geográfico, que varia com a  longitude. Para diminuir os erros de leitura, a bússola era construída numa caixa e afastada das peças de artilharia, âncoras e outros materiais metálicos.
O astrolábio era um antigo instrumento para medir a altura dos astros acima do horizonte, utilizado na Idade Média para fins astrológicos e astronómicos, era também utilizado para resolver problemas geométricos, como calcular a altura de um edifício ou a profundidade de um poço. O astrolábio náutico foi uma versão simplificada do tradicional e tinha a possibilidade de apenas medir a altura dos astros para determinar a localização em alto mar, que foi sendo aperfeiçoado pelos portugueses, ajustando a graduação de acordo com as tabelas de declinações dos astros e tornando-o mais pesado (em cobre), para melhorar a precisão de leitura. 
O Quadrante era um instrumento em madeira, com a forma de um  quarto de círculo, com uma escala graduada com a mesma função do astrolábio. 
A  Balestilha é um instrumento posterior ao astrolábio, tudo indica que teve contribuição portuguesa e foi inspirado no Kamal (balestilha de mouro). Foi um importante auxiliar de orientação em alto mar través da observação das estrelas e do sol. Para medir o sol, a operação era feita de costas para o astro, para não ferir a vista.

Na época dos descobrimentos não existiam relógios. A Ampulheta era um instrumento para medir o tempo e regular toda a vida a bordo. Existiam ampulhetas para tempos de uma, duas ou mais horas, mas as mais usadas eram as de meia hora, também conhecidas por relógio. Ao virar a Ampulheta, o marinheiro tocava o sino: uma badalada às meias horas e par de badaladas à hora. 

Para calcular a velocidade, os marinheiros jogavam ao mar um pedaço de madeira amarrado a uma corda cheia de nós, contando o numero de nós que passavam por entre os dedos durante um período de meia hora, medindo o tempo com o auxílio de uma ampulheta colocada no convés. Ainda hoje a velocidade dos navios é medida em "nós".

Os instrumentos náuticos como a bússola, o quadrante e a balestilha, embora conhecidos há muito tempo, alguns desde o século XI, outros desde a Antiguidade, só tiveram utilização corrente a partir do final do século XV.

Ninguém sabe ao certo, no entanto, de quando data a quem tem a prioridade no emprego de um ou de outro desses instrumentos.

O cálculo da latitude era muito impreciso, geralmente feito após  o desembarque na terra descoberta, e mesmo assim os erros eram extremamente comuns. De qualquer forma, não se tratava ainda de astronomia aplicada à navegação, pois o cálculo eram feitos em terra firme.

A mais remota notícia de determinação da latitude nos remete a 1462, no registo feito por Diogo Gomes, em sua viagem à costa da Guiné.
Também a latitude tomada por Vasco da Gama, na baía de Santa Helena, a Norte da cidade do Cabo, África do Sul, com o auxílio do astrolábio, tornou-se famosa, o que demonstra que o uso deste aparelho, mesmo em terra, era ainda recente entre os portugueses.

O aparecimento do astrolábio náutico ocorreu em data entre 1480 e 1529 e seu uso corrente nas viagens marítimas é posterior a esse último ano.
Embora a declinação magnética já fosse conhecida, suas variações em diferentes lugares tornava a bússola um instrumento pouco confiável! Os cálculos de longitude eram ainda mais incomuns, mesmo porque o século XVI não conheceu nenhum método prático para cálculo de distância, que continuou sendo feito à estima, sumamente difícil em águas e regiões desconhecidas.
Na verdade, navegantes e marinheiros dos séculos XV e XVI não sabiam exactamente para onde iam e, quando sabiam, não tinham como ter certeza. Navegaram, porém, pois essa insegurança assim como outras, não era vista propriamente como obstáculo, mas como parte dos azares inevitáveis da vida no mar. Navegaram porque o êxito dessas navegações se fez com base na técnica revelada, não na invenção do instrumento náutico, mas na habilidade do seu manuseio, não somente no desenho do barco, mas na perícia do seu manejo e manobra, não no traçado de mapas e portulanos, mas no  conhecimento prático dos ventos e das correntes.   

A declinação magnética e os Descobrimentos Portugueses

por Lusitanian Express, em 21.03.16, Luís D. Lopes
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As técnicas e os conhecimentos colocados em prática pelos marinheiros portugueses na utilização das agulhas de marear ou agulhas magnéticas, na gíria popular mais conhecidas por “bússolas”, merecem seguramente um lugar muito mais destacado do que aquele que normalmente lhe tem sido destinado na história dos Descobrimentos Portugueses. A navegação astronómica, as cartas (mapas) marítimas, os roteiros, os regimentos, têm ocupado desde sempre, e merecidamente diga-se, um lugar muito destacado na história dos Descobrimentos Portugueses mas a utilização das agulhas de marear por parte dos marinheiros portugueses exige um estudo muito mais aprofundado visto a mesma utilização ter contribuído de forma significativa para o sucesso dos descobrimentos nas suas fases iniciais e nomeadamente durante o século XV.
Originalmente conhecidas pelos Chineses por volta do ano 1000 antes do nascimento de Cristo, foram provavelmente introduzidas pelos Árabes na Europa, seguramente nos finais do século XI, revolucionando a navegação marítima. A sua utilização baseia-se no princípio segundo o qual um ferro natural ou artificialmente magnetizado tende a orientar-se segundo a direcção do campo magnético da Terra.
Pelo facto de o pólo magnético terrestre normalmente não coincidir com o pólo geográfico, na maior parte das situações a agulha não apontará exactamente na direcção Norte-Sul. Ao ângulo que se observa entre as direcções Norte Sul verdadeira e magnética chama-se declinação magnética, que varia no espaço e também no tempo. Nos lugares onde a declinação magnética é nula o Norte geográfico é coincidente com o Norte magnético, as agulhas magnéticas apontarão correctamente na direcção do Norte geográfico. Os lugares geográficos com a mesma declinação magnética estão graficamente ligados através das linhas isogónicas. Se a declinação for nula esta linha denomina-se de agónica.
Durante centenas de anos de utilização das agulha magnéticas o fenómeno da declinação magnética não era conhecido ou compreendido. Desde logo era necessário conhecer com rigor a direcção do Norte Geográfico, e então perceber que na maior parte das situações a agulha magnética não apontava nessa direcção. O processo de detecção deste fenómeno deverá até ter ocorrido na sentido inverso, ou seja numa primeira fase pensou-se que as agulhas magnéticas apontariam correctamente para Norte. Com a utilização de técnicas que permitiam a determinação de direcção do Norte geográfico na maior parte dos lugares, percebeu-se que existia um desvio na direcção para a qual as agulhas magnéticas apontavam, desvio este algumas vezes bastante significativo. O que era absolutamente desconhecido era que este desvio variava com o passar do tempo e com o local, sendo usualmente atribuído a Cristóvão Colombo a descoberta prática desta variação, atribuição sobre a qual discordamos convictamente.
Alguns construtores de bússolas, como os flamengos, genoveses e alemães pelo menos desde o início do século XV que sabiam que o norte geográfico não coincidia com a ponta norte das agulhas de marear que construíam, a prova disso reside nas técnicas utilizadas na sua construção e montagem, tal como veremos mais adiante. Os marinheiros europeus do século XV, eventualmente até já no século XIV, sabiam que as agulhas de marear tinham comportamentos diferentes conforma a sua origem, se flamengas, genovesas, alemãs ou portuguesas. O que não era conhecido por estes marinheiros ou pelo menos não era compreendido, era o facto de o comportamento das agulhas de marear variar com os locais por onde os navios iam passando e com o correr do tempo.
O conjunto de textos que iremos publicar concentram-se fundamentalmente na tentativa de identificação e compreensão de referências que estejam directa ou indirectamente relacionadas com o conhecimento que os pilotos portugueses teriam sobre a declinação magnética nas fases iniciais dos Descobrimentos.
Focado o nosso objectivo, alertamos que ao longo dos textos fazemos algumas considerações que derivam da intuição ou do conhecimento empírico mas que não podem ser ou ainda não foram demonstradas ou provadas de forma rigorosa e indiscutível. Algumas vezes, porém, é possível aceitarmos algo como certo através da sua negação, ou seja concluíndo-se pela aceitação de uma suposição inicial pelo facto de a sua negação não ser possível ou ser absurda.

A agulha de marear

por Lusitanian Express, em 21.03.16, Luís D. Lopes
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Foi a utilização da agulha magnética que originou a extraordinária evolução que se verificou na navegação marítima no século XI. Os pilotos deixaram de se «orientar» pela linha de costa, passando a «nortear» o caminho do navio pela agulha e linhas de rumo magnéticas dispostas nas cartas marítimas de então. As primitivas agulhas de marear eram de ferro e tinham uma forma que se assemelhava uma grande agulha de costura, em cada extremidade podiam existir uma ou duas pontas, e eram estas pontas que se magnetizavam (cevavam), isto é, que se tocavam com uma pedra íman. Eram colocadas a flutuar em recipientes com água, rodando e indicando o norte magnético. Nas cartas marítimas dos séculos XI, XII e XIII, o Levante, o Leste ou o Oriente simbolizado pela cruz que assinalava a Terra Santa, foi sendo progressivamente substituído pelo Norte assinalado pela flor-de-lis.
A utilização da agulha magnética na navegação marítima está também na origem do aparecimento da rosa-dos-ventos nas cartas marítimas. A rosa-dos-ventos corresponde à volta completa do horizonte e surgiu da necessidade de indicar exatamente um sentido ou direcção nas cartas marítimas.
Dos oito rumos das primitivas rosas-dos-ventos, que indicavam os pontos cardeais e os inter-cardiais ou quadrantais, passou-se, posteriormente, aos 16 rumos, que referenciavam os pontos colaterais ou meias partidas, tendo-se generalizado, já no século XV, as agulhas de 32 rumos ou quartas.
Da divisão dos 360 graus pelos 32 intervalos, resultaram outros tantos ângulos de 11,25 graus, ou 11º 15’ (onze graus e quinze minutos), a que se deu o nome de quartas. Consideramos que o erro mínimo cometido no governo (condução) do navio seria na ordem dos 5 a 6 graus, valor equivalente a meia quarta, que seria eventualmente a melhor definição (interpolação) visual de rumo que se poderia obter da leitura da rosa. Definições de rumos na ordem de quartos de quarta parece-nos serem absolutamente impossíveis de considerar na perspectiva do governo dos navios de então.
Tentando fazer a correspondência com os dias de hoje, um rumo para Norte (360º) seria governado eficazmente pelo homem do leme das naus do século XV, com a rosa-dos-ventos apontando ao norte, à flor-de-lis, no entanto um rumo de 7 ou 8 graus já seria de muito difícil governo, na prática seria governado pela primeira quarta para leste.
A interpolação visual que seria obrigatoriamente feita pelo homem do leme era efectivamente difícil, não esquecendo as dificuldades na leitura da agulha de marear colocadas pelo próprio balanço do navio. Daí o nosso convencimento que a meia quarta seria a melhor definição de rumo que se poderia transmitir ao homem do leme.
A eficácia da agulha magnética aumentou notavelmente quando passou a ser suportada, no seu centro de gravidade, por um fino pináculo vertical, no qual se apoiava o centro da rosa-dos-ventos, gravada em cartão, em cuja face superior se encontrava inscrito o Norte em forma de flor-de-lis
Na base deste cartão circular, na superfície inferior, encontravam-se dispostos pequenos ferros temporariamente magnetizados, alinhados com a direcção Norte-Sul (magnética) do local de construção e montagem do conjunto, e desta forma  o conjunto que constituía a agulha de marear alinhava naturalmente no eixo definido pelos ferros. O conjunto formado pela rosa-dos-ventos e pelos ferros tinha movimento isolado do movimento do navio.
Os autores portugueses da época referem-se sempre "aos ferros" daqui se inferindo que utilizavam agulhas com dois ferros ligados ao cartão da rosa-dos-ventos.
“…se tomarão dois fios de aço delgado, limpos e todos eguais, os quais dobrados de modo a que fiquem juntos nas pontas e largos no meio, se porão as suas pontas debaixo do rumo Norte Sul…”
Simão de Oliveira (1606) sobre a construção de uma agulha magnética.
A curvatura que os dois fios de aço apresentavam deveria ter como objectivo permitir a passagem do pináculo vertical onde o centro da rosa-dos-ventos estava apoiado. A forma como os dois ferros eram montados ou colocados (a sua orientação em relação à rosa-dos-ventos) por debaixo do cartão da rosa-dos-ventos iria ser um factor absolutamente crítico nos resultados obtidos na navegação marítima, como iremos verificar mais adiante.
É curioso notar que as extremidades dos ferros se repeliam entre si mas esta repulsão não diminuía a eficácia das agulhas de marear, considerando que os ferros estavam colocados de forma fixa na rosa-dos-ventos.
Como estes ferros não eram ímanes permanentes, necessitavam de ser periodicamente magnetizados, utilizando-se para o efeito um íman natural que existia a bordo, a que se dava o nome de pedra de cevar, designando, assim, a operação destinada a conferir-lhes magnetização. 
Para magnetizar uma barra de ferro de forma temporária basta deslizar um íman sobre a barra da ponta A em direcção à outra ponta B, repetidas vezes, sempre de A para B, criando temporariamente um campo magnético pelo que a operação de magnetizar tem que ser repetida diversas vezes de acordo com a utilização que se pretende dar a essa barra de ferro.
As pedras de cevar usadas a bordo das embarcações portuguesas eram normalmente provenientes do Alvito, no Alentejo.
As pedras de cevar eram na realidade magnetites, que são cristais com alto teor de ferro e com propriedades magnéticas, sendo o mineral existente no nosso planeta com maiores capacidades magnéticas. Estas propriedades magnéticas foram adquiridas por estas pedras ao longo dos milhares de anos que permaneceram depositadas nos locais onde eram posteriormente recolhidas. As características magnéticas das pedras de cevar resultavam do efeito do campo magnético local.
Diz João de Lisboa, no Capítulo VII – Regra para saberes cevar a tua agulha de marear – do Tratado da Agulha de Marear de 1514 (que iremos diversas vezes abordar ao longo destas publicações):
“…e para bem cevar a minha agulha de marear, tomarei a pedra de cevar a qual com um relógio mo tira bem ao norte da dita pedra; e depois de o ter achado [o norte geográfico] olharei a marca que tem a pedra para o norte e tocá-la-ei com a ponta do ferro da rosa…”
João de Lisboa descreve desta forma o processo de cevar das agulhas, no caso concreto uma agulha de um só ferro. Uma vez magnetizado o ferro, a agulha magnética iria estabilizar na direcção do norte magnético. Repare-se que numa primeira instância a necessidade de se conhecer a direcção do norte geográfico, conhecimento que João de Lisboa obtém através da utilização de um relógio de Sol, e o respectivo alinhamento da pedra de cevar tinha como preocupação resolver a ambiguidade que poderia resultar na magnetização dos ferros fazendo com que a flor-de-lis da agulha magnética apontasse para o sul e não para o norte, situação que poderia acontecer visto a agulha alinhar com o “meridiano” magnético.
Desconhecia-se que existia um norte magnético, mas já se sabia, embora não fosse conhecida a razão para tal fenómeno, que localmente (onde era efectuada a operação de cevar) se detectava um desvio entre o norte da agulha e o norte geográfico, excepto se a declinação fosse nula, situação em que o norte magnético coincide com o norte geográfico. Na realidade, para o observador a agulha não se fixava nos “pólos”, excepto se a declinação magnética local fosse nula.
Ainda até agora se não deu na causa porque esta pedra de cevar não atira direita ao pólo do mundo, e nem por que atira para o norte, muitos dão muitas razões, mas nenhuma delas acerta” - Manuel de Figueiredo (Chronographia e repertório dos tempos, 1603)

Desvios das Agulhas Magnéticas

por Lusitanian Express, em 21.03.16, Luís D. Lopes
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As massas de ferro que existem nos navios adquirem durante a fase de construção dos mesmos (ou caso os navios estejam imobilizados no mesmo local muito tempo) uma magnetização por influência do campo magnético local. Assim surge o fenómeno do desvio da agulha que é causado pelo campo magnético do próprio navio, e varia conforme a proa (direcção/rumo) do navio. Estes desvios são passíveis de ser eliminados ou reduzidos através de operações de compensação da agulha, tentando fazer com que apenas o campo magnético terrestre actue sobre a agulha magnética.
Este processo de compensação (que não iremos aprofundar) era inexistente nos tempos das descobertas portuguesas, mas também se pode concluir que até à introdução generalizada das peças de artilharia (canhões) a bordo, o valor do desvio da agulha seria muito pequeno ou insignificante, pela ausência de quantidades significativas de massas de ferro a bordo dos navios de então. Os ferros de fundear (as âncoras) seriam uma das poucas excepções a esta ausência de significativas massas de ferro a bordo.
Por outro lado deveremos também fazer referência às anomalias magnéticas locais, que estão relacionadas com perturbações causadas por rochas magnetizadas na crusta terrestre que interferem no campo magnético, afastando o seu valor do valor médio previsto para uma determinada área. É de toda a justiça recordar que um dos primeiros exploradores/navegadores a detectar este fenómeno das anomalias locais (sem o compreender) foi o grande explorador português D. João de Castro, no século XVI, ao detectar o efeito que as peças de artilharia tinham sobre a estabilidade das agulhas de marear.
D. João de Castro, no dia 22 de Dezembro de 1538, registou no Roteiro de Goa a Diu a sua surpresa por ter encontrado acentuada diferença entre as leituras observadas na agulha de marear obtidas em dois lugares vizinhos, nos arredores de Baçaim, concluindo só poder ser atribuída esta diferença ao facto de ter feito as leituras «muito chegado com a terra, onde tinha por vizinho um rochedo e penadia», e a possível natureza férrea dos penedos atrair «para si o ferro da agulha».
Podemos então resumir tudo desta forma:
Variação Total = Declinação magnética local + Campo Magnético do navio
Rumo verdadeiro = Rumo da Agulha Magnética + Variação Total
Em termos práticos, o rumo verdadeiro é efectivamente o rumo real ou o "caminho" navegado ou percorrido. Existe uma palavra inglesa que define na perfeição o rumo verdadeiro, o "tracking". O rumo definido pela agulha, seja esta magnética ou de outra natureza, tem a designação inglesa de "heading", e que significa direcção. Repare-se que na navegação marítima e aérea, a diferença observada entre o tracking e o heading é também afectada por factores como as marés e os ventos (o efeito provocado por estes últimos é muito importante na navegação aérea).
Nos próximos textos vamos apenas abordar a declinação magnética e o seu efeito nas agulhas de marear nos séculos XV e XVI, ignorando o efeito do próprio campo magnético do navio.
Assim, utilizaremos a seguinte igualdade:
Rumo Verdadeiro = Rumo da Agulha + Declinação magnética

Orientação dos ferros face à rosa-dos-ventos

por Lusitanian Express, em 21.03.16, Luís D. Lopes
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Sabemos que os ferros que faziam parte do conjunto de elementos que compunham a agulha de marear não eram ímanes permanentes, necessitavam de ser periodicamente magnetizados, utilizando-se para o efeito um íman natural que existia a bordo, efectuando-se o cevar da agulha, operação destinada a conferir magnetização aos referidos ferros.
É importante destacar que as características magnéticas das pedras de cevar que eram levadas a bordo, resultavam do efeito da declinação magnética do local onde estas pedras estiveram depositadas ao longo de muitos milhares de anos. No sentido figurativo, podemos afirmar que as pedras de cevar tinham a capacidade de memorizar as características magnéticas do local onde se encontravam antes de serem recolhidas.
Concluída a operação de cevar, a agulha ficava a apontar na direcção Norte-Sul dos ferros (naturalmente alinhando com o norte magnético). Caso a declinação magnética local fosse diferente de zero a agulha não apontaria para o norte geográfico (cuja direcção era conhecida por exemplo através das sombras na culminação do Sol ou pelo culminar da Polar, processos que serão detalhados noutros capítulos). A agulha ficaria ou não fixa nos pólos em função do valor da declinação magnética no local.
Em relação à disposição dos ferros (ímanes) face à flor-de-lis (norte da rosa-dos-ventos) vamos identificar duas situações possíveis nas agulhas da época:
  • Agulhas com os ferros ferrados na flor-de-lis, resultando que a orientação da rosa-dos-ventos era exactamente igual à orientação dos ferros, com estes permanentemente alinhados com a direcção Norte-Sul gravada na rosa-dos-ventos – flor-de-lis. A flor-de-lis apontava sempre na direcção do norte magnético;
  • Agulhas com os ferros ferrados fora da flor-de-lis, o cartão da rosa-dos-ventos estava inicialmente orientado na forma que fosse considerada como mais conveniente. Os ferros (e a agulha) faziam um ângulo com a flor-de-lis cujo valor era igual ao valor(*) da declinação magnética do local de construção e montagem da agulha de marear. O cartão da rosa-dos-ventos era rodado de tal forma que a flor-de-lis apontava ao norte geográfico no local de construção e montagem da agulha. Na realidade, estas agulhas tinham um factor de correcção para a declinação magnética mas esse factor de correcção era apenas válido precisamente no local de construção e montagem da agulha (ou quando se cevavam os ferros), isto porque a declinação varia conforme a localização geográfica.
(*) - tal como já referido, na realidade o ângulo observado resultava do efeito combinado da declinação magnética no local, de eventuais anomalias magnéticas locais e do campo magnético do navio.
As agulhas de marear com os ferros ferrados na flor-de-lis foram utilizadas pelos Portugueses, de forma generalizada, seguramente ainda antes do século XVI. A não utilização das agulhas com os ferros ferrados fora da flor-de-lis, em oposição às genovesas, poderá ter sido motivada pelo facto de que no nosso território e nos mares navegados pelos portugueses durante grande parte do século XV, a declinação magnética era muito pequena, quase residual. O Sol culminava praticamente no Norte (ou Sul) magnético. O desvio existente entre o Norte Geográfico e Magnético seria de muito difícil detecção, se considerarmos que as agulhas de marear estavam dividas em quartas. Em termos práticos, as navegações dos marinheiros na costa portuguesa e no norte da África era feita utilizando rumos que poderemos considerar como verdadeiros. Esta terá sido a principal razão para a excepcional qualidade das cartas marítimas portuguesas da época, tema que aprofundaremos num outro texto.
Fenómeno da declinação magnética desconhecido ou ignorado
Na fase de montagem de uma agulha de marear, e após a operação de cevar, não se conhecendo que existia um desvio face à direcção do Norte geográfico (ou sendo o desvio observado localmente muito pequeno), optava-se por rodar o cartão da rosa até a flor-de-lis coincidir com a ponta norte da agulha, ficando os ferros magnetizados permanentemente nessa posição.
Se a declinação magnética fosse igual a 15ºW, caso o piloto da embarcação decide-se governar para norte (360º) na realidade a embarcação iria navegar por 345º. A navegação estimada do piloto teria logo um erro inicial de 15º em relação ao rumo.
A equação é simples:
Rumo verdadeiro = Rumo da agulha + declinação (+ E, - W)
360⁰ – 15⁰ (w) = 345⁰

Vejamos com mais detalhe:
Considerando não existir mais nenhum efeito (vento, correntes marítimas, mau governo, etc.) além da declinação magnética, o navegador iria calcular (e colocar na carta de marear) a sua posição estimada segundo um rumo de 360 graus, à velocidade Y durante X tempo, e estaria a cometer um erro que é representado na figura nº 22. Não devemos ignorar que a velocidade também era estimada.

Fig. nº 22 – Erros de estima
Assumindo uma hipotética viagem entre os pontos A e B, cujo rumo seria sempre igual a 270 graus, e caso a declinação variasse no intervalo entre 5 graus oeste e 5 graus leste, os resultados obtidos, em termos de rumos verdadeiros, seriam os seguintes:
nav4.png
Como se pode facilmente compreender, a variação da declinação magnética poderia acabar por compensar os erros cometidos em fases anteriores de navegação estimada (ver matriz acima) mas nem sempre era assim. Os desvios iniciais poderiam ser anulados pelos desvios finais mas isso dependia muito da forma como a declinação variava ao longo da viagem.

Norte Geográfico conhecido
Conhecida a direcção do norte geográfico e se a declinação magnética local fosse diferente de zero, rodando o cartão da rosa-dos-ventos até que a agulha apontasse à flor-de-lis, verificava-se que a agulha não “estava fixa” nos pólos, o norte geográfico não estava na mesma direcção da agulha. (fig. nº23)
Fig. nº23 – Agulha não estava fixa nos pólos
Verificada a diferença rodava-se o cartão pelo valor desta diferença, ou seja até que a flor-de-lis ficasse a apontar para o norte geográfico (fig. nº24). Concluída esta rotação, os ferros eram fixados (ferrados) na parte inferior do cartão da rosa-dos-ventos.
Fig. nº24 – Flor-de-lis coincidente com os pólos
Através deste engenhoso processo de correcção da declinação magnética, a flor-de-lis coincidia com os pólos em termos de leitura na rosa-dos-ventos mas a ponta norte da agulha não apontava à flor-de-lis. A flor-de-lis estaria desviada para leste ou para oeste em relação à ponta norte da agulha caso o norte magnético estivesse para oeste ou para leste do norte geográfico.
Os ferros eram então fixados (ferrados) na rosa-dos-ventos com um desvio permanente em relação à flor-de-lis. Esta correcção seria eficaz caso a declinação magnética fosse constante.
Os responsáveis pela montagem e instalação deste tipo de agulhas de marear, ao anular o efeito da declinação magnética local, estavam a fazer com que temporariamente os rumos navegados através destas bússolas fossem verdadeiros, isto enquanto a declinação magnética não alterasse (com o local e com o tempo).
Vamos novamente considerar uma hipotética viagem entre os pontos A e B. Sendo a declinação do local de partida (A) igual a 5 graus Oeste, vamos considerar que esta correcção foi introduzida na agulha de marear, ou seja os ferros foram ferrados na rosa-dos-ventos de uma forma tal que a flor-de-lis ficou a apontar para o norte geográfico, fazendo um ângulo de 5 graus (para leste) com a ponta norte da agulha (fig. nº25).
Fig. nº25 – Declinação 5º Oeste
Recordemos que na viagem entre os pontos A e B, o rumo será sempre igual a 270 graus, e a declinação irá variar no intervalo entre 5 graus oeste e 5 graus leste.
Rumo verdadeiro = Rumo da agulha + declinação (+ E, - W) + factor de correcção
nav8.png
Como se pode verificar, os rumos iniciais aproximam-se do rumo verdadeiro mas esta situação deteriora-se com a alteração continuada da declinação.
Na época não se conhecia a existência da declinação magnética, e que esta variava de acordo com os diversos locais por onde o navio iria navegar e com o tempo. Se a declinação magnética fosse única e constante, então este tipo de agulhas forneceria sempre rumos verdadeiros.
Existem evidências que indicam que a operação de rodar o cartão da rosa-dos-ventos era efectuada a bordo, durante a vida útil da agulha.
“…e porque os antigos não sentiram esta variação, andavam mudando os ferros das agulhas fora da flor de liz, para que naqueles meridianos onde as cevavam fossem fixas nos pólos do mundo; e por esta razão achamos nas cartas todas as costas falsas por uma quarta e por duas” -. João de Lisboa, Tratado da Agulha de Marear, 1514.

Noutro texto iremos aprofundar o significado desta afirmação, mas João de Lisboa deixa claro que após cada operação de cevar, a orientação da rosa-dos-ventos era ajustada constituindo um factor de correcção que acompanhava a agulha de marear enquanto ela fosse sendo utilizada até nova operação de cevar. Os ferros eram fixados (ferrados) com um determinado ângulo face à flor-de-lis e assim permaneciam durante algum tempo.

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