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Octante
Breve descripción
Un octante (también conocido históricamente como cuadrante de reflexión) es un instrumento de navegación astronómica diseñado para medir la altura angular del Sol, la Luna o las estrellas sobre el horizonte marítimo. Ideado de forma independiente hacia 1730 por John Hadley en Inglaterra y Thomas Godfrey en Pensilvania, el octante incorporó el principio revolucionario de la doble reflexión. Su arco físico graduado de 45 grados (la octava parte de un círculo completo) permite medir ángulos reales de hasta 90 grados, facilitando el cálculo preciso de la latitud en alta mar incluso sobre cubiertas de barcos en continuo balanceo.
Uso / Función
- Determinación de la Latitud: Medición del paso meridiano del Sol al mediodía o la altura polar para fijar la posición latitudinal del navío.
- Observaciones Astronómicas en Mar: Toma de alturas angulares de astros sobre el horizonte visible sin los errores de balanceo que inutilizaban ballestillas y astrolabios.
- Navegación Costera: Medición de separaciones angulares horizontales entre puntos de referencia terrestres, faros o cabos geográficos.
- Escala: Instrumental indispensable para barcos de exploración, marina mercante y flotas militares.
Principio de funcionamiento
- Ley de Reflexión Óptica: En un espejo plano, el ángulo de reflexión de la luz es exactamente igual a su ángulo de incidencia.
- Duplicación por Doble Reflexión: Si un haz luminoso se refleja consecutivamente en dos espejos situados en el mismo plano que forman un ángulo $\theta$ entre sí, la desviación angular total del rayo emergente es exactamente $2\theta$.
- Espejo Móvil y de Horizonte: La luz del horizonte llega en línea recta al ojo a través de la mitad transparente del vidrio de horizonte. La luz del astro incide en el espejo de alidada móvil, se refleja hacia la mitad azogada del vidrio de horizonte y de ahí converge hacia el ojo del observador.
- Coincidencia Visual: El navegante desplaza la alidada hasta que la imagen reflejada del astro coincide visualmente con la línea directa del horizonte marino.
- Lectura Angular Directa: Gracias a la duplicación angular, cada medio grado grabado en el limbo de 45° equivale a un grado completo de elevación celeste (abarcando de 0° a 90°).
Cómo crearlo
- Construir el Bastidor: Cortar y ensamblar un armazón triangular rígido con un arco curvo de 45 grados en caoba, ébano u otra madera densa y estable.
- Instalar el Eje y la Alidada: Fijar un brazo radial de latón pivotado en el vértice geométrico del arco, cuyo extremo inferior recorre el limbo graduado.
- Colocar el Espejo de Índice: Montar un espejo plano de vidrio azogado rígidamente fijado en el eje de rotación de la alidada, perpendicular al plano del instrumento.
- Montar el Vidrio de Horizonte: Colocar sobre el armazón un espejo dividido (mitad espejo azogado y mitad vidrio transparente) paralelo al espejo de índice cuando la alidada marca cero grados.
- Graduar la Escala: Trazar con compás de puntas y regla las divisiones del arco de 45°, numerando cada división de medio grado como un grado entero (0° a 90°).
- Añadir Filtros Oscuros y Mira: Instalar una pínula de mira o tubo ocular, e incorporar filtros de vidrio coloreado abatibles para proteger la vista durante la observación solar.
Materiales necesarios
- Esenciales: Madera estacionada de alta densidad (ébano, palisandro o caoba) o Metal (latón fundido) para el bastidor; Vidrio plano para los espejos reflectores y filtros de sombra.
- Herramientas: Compás de puntas para trazado micrométrico, transportador, sierra de marquetería, tornillería de latón, limas de ajuste.
- Sustitutos: Placas de metal de espéculo pulido a espejo en lugar de vidrio azogado; incrustaciones de hueso o marfil para grabar la graduación sobre madera.
Variantes y mejoras
- Cuadrante de Reflexión de Hadley: Diseño fundacional con armazón de madera, filtros de sol basculantes y pínula de observación.
- Octante con Espejo Retrógrado: Dotado de un segundo espejo auxiliar para tomar alturas de espaldas cuando la niebla oculta el horizonte bajo el Sol.
- Sextante Marino: Ampliación del arco a 60 grados (la sexta parte del círculo) permitiendo medir ángulos hasta 120°, indispensable para el método de las distancias lunares.
- Octante de Latón con Nonio: Sustitución de escalas transversales por nonios de latón y anteojos telescópicos de precisión.
Límites y riesgos
- Error de Índice: Cualquier ligera desalineación o desvío del paralelismo de los espejos en la posición cero introduce un error sistemático que debe verificarse y compensarse antes de cada medición.
- Daño Retiniano: Observar el Sol sin interponer filtros oscuros de vidrio tintado provoca quemaduras irreversibles en la retina y ceguera.
- Dependencia del Horizonte: Inutilizable cuando el horizonte marítimo queda oculto por niebla cerrada, bruma espesa o tinieblas nocturnas salvo que se use un horizonte artificial de mercurio o aceite.