TÍTULO: RED GEODÉSICA COSTERA SHOA Y SU PROYECCIÓN

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1 TÍTULO: RED GEODÉSICA COSTERA SHOA Y SU PROYECCIÓN AUTOR: Teniente 2 Felipe Barrios Burnett, Ingeniero Naval Hidrógrafo y Oceanógrafo Categoría A FIG/OHI. OBJETIVO: Difundir la actividad geodésica del SHOA relacionada con la cartografía náutica, sus aplicaciones y proyección. INTRODUCCIÓN Tal como lo indica desde hace ya más de 30 años atrás el Manual de Hidrografía del entonces Instituto Hidrográfico de la Armada (I. H. A.), ninguna actividad ha tenido tan importante repercusión en el desarrollo marítimo como lo tiene la producción de cartas náuticas. Toda nación marítima que se precie de tal, ejecuta en forma metódica y sistemática trabajos hidrográficos orientados a otorgar la información necesaria para una navegación segura en sus costas y aguas interiores. De acuerdo con lo anterior, y entrando un poco más en lo técnico, para que una carta cumpla con su objetivo de otorgar información y seguridad a la navegación, se deben tener en cuenta 7 cualidades: ser una representación plana, semejante, exacta, completa, clara y al día. Específicamente, en cuanto al posicionamiento y control, la exactitud de una carta va a depender, entre otras cosas, del riguroso trabajo geodésico que permita georreferenciarla correctamente al sistema convenido (adoptado). En la actualidad, los modernos sistemas de navegación implementados en los puentes de gobierno de las naves, embarcaciones y buques de la armada exigen de la cartografía un producto de alta calidad, completo en su información y preciso, compatible con el instrumental disponible, de tal forma que además cumpla con las normativas y estándares acordados internacionalmente (p. e. Organización Hidrográfica Internacional, OHI), permitiendo que la información no sólo tenga valor para los navegantes nacionales, sino que haga posible su uso e intercambio en un lenguaje, referencia y representación universales.

2 ANTECEDENTES Desde el inicio de los levantamientos hidrográficos en nuestro país, en los albores de la Oficina Hidrográfica de la Marina Nacional, orientados de acuerdo a su objetivo fundacional de brindar la información necesaria para una navegación segura por las aguas chilenas, se requirieron apoyos geodésicos que permitieran dar a la cartografía náutica la referenciación geográfica y la exactitud necesarias para lograr un producto útil para los usuarios. Estos apoyos geodésicos se lograban mediante prolongados períodos de observación astronómica y exhaustivos procedimientos de cálculo y estadística; con ellos se lograron los primeros datum de carácter local conocidos como P. de O. (Punto de Observación) y P. de R. (Punto de Referencia), cuya validez es particular para cada carta e independientes entre sí. Con el paso del tiempo, las mejoras en los instrumentos y metodologías, así como también los paulatinos procesos de globalización (antiguamente no se utilizaba este término, pero se refiere a la adopción de estándares y generalización de la información) hicieron que poco a poco se migrara de los P. de O. y P. de R. locales a los conocidos datum topocéntricos PSAD-56 (Provisional South American Datum) y SAD-69 (South American Datum), considerando un elipsoide de referencia común para Sudamérica, apoyándose los trabajos en vértices cuyos datos provenían de aquel lejano punto tangente entre el elipsoide y la superficie terrestre (datum), es decir, la ciudad de La Canoa en Venezuela para el caso del PSAD-56 y Chúa en Brasil para el SAD-69. De este modo ya se podía hablar de una georreferenciación de la información cartográfica (Figura 1); teniendo en cuenta el hecho de que el empleo de este tipo de datum, desde los cuales se efectuaban las vinculaciones para asignar los valores al resto de los vértices, implicaba una propagación regular de errores, tanto instrumentales como de observación, que debían ser compensados de algún modo, estadístico y metodológico, para lograr la confiabilidad y exactitud necesarias para cada caso (hidrografía: tercer orden geodésico). Figura 1 Georreferenciación de la información cartográfica

3 SITUACIÓN ACTUAL La revolución más significativa que han tenido los principios y métodos de control se produjo con la aparición del GPS (Sistema de Posicionamiento Global). Este sistema satelital es el acertado resultado final de numerosos intentos de sistemas de posicionamiento de similares características, su sistema de referencia involucra un concepto global de datum: el datum geocéntrico, es decir, que el origen es el centro de masas de la Tierra con un solo elipsoide (WGS-84) y no un punto arbitrario en el terreno con un elipsoide adoptado para cada área en particular. A diferencia de lo que se acostumbraba, en que la información pasaba de lo particular a lo general, con el riesgo de propagar e incrementar errores tanto sistemáticos como aleatorios, con un datum global lo que se hace es pasar de lo general a lo particular, minimizando los errores en la medida que se va acotando el área y se densifican las observaciones. Hoy en día se habla de la era GPS, pues este sistema y sus múltiples aplicaciones no sólo afectó a las etapas de obtención de datos y generación de productos, sino que impulsó una considerable evolución tanto en la tecnología disponible como en los sistemas de navegación implementados a bordo. Este nuevo concepto (aunque lleva ya bastantes años) implicó que por parte de los usuarios se exigieran más y mejores productos, pues es ampliamente sabido que esta revolución conceptual y tecnológica ha permitido: - Disminuir los tiempos involucrados en la adquisición de datos en terreno y su procesamiento. - Aumentar significativamente la información disponible, mejorando además su calidad. - Generar cartas a diversas escalas y productos especiales. - Lograr cartografía más exacta y confiable, con valor nacional e internacional. Ahora, contando con los 3 tipos de datum: locales (astronómicos), topocéntricos y geocéntrico, para aquellos con un elipsoide de referencia, su base matemática permite establecer una correspondencia tanto gráfica como analítica entre ellos, con lo cual se pueden obtener parámetros de transformación para pasar las coordenadas referidas en un sistema a otro, facilitando así la actualización de información antigua; no obstante, para el caso de los datum locales esto no es posible, ya que el origen de su referencia es exclusivo para cada carta, en base a la observación astronómica tomada para el lugar, y cuyas coordenadas son independientes de la forma de la tierra, considerando en el área levantada la hipótesis de ser el plano de proyección de la esfera celeste. PROYECCIÓN Hoy por hoy, el trabajo geodésico en terreno y gabinete se ha convertido en el pilar fundamental para georreferenciar correctamente todos los datos obtenidos de un levantamiento hidrográfico y todas las operaciones que ello involucra (batimetría, apoyo aerofotogramétrico, requerimientos cartográficos, clasificación

4 de campo, datos oceanográficos). Desde los primeros y rudimentarios procedimientos hasta la actual geodesia satelital, la incipiente poligonal costera resultante se convirtió en una red de puntos de control bien determinados y adecuadamente distribuidos, prácticamente vinculada en toda su extensión. Esta red, subsidiaria de la red geodésica nacional (RGN), cuenta con 250 vértices, cuyas principales características son: - La mayoría son puntos de fácil acceso costero. - Aparte de cubrir la zona costera continental, existe una importante densificación en las áreas insulares australes (fiordos y canales). - Se encuentran disponibles en WGS-84 y otros datum. - Su valor geodésico es de orden C1. Qué significa que sea de orden C1?: es el grado de exactitud relativa de acuerdo con los estándares establecidos por el Comité Federal de Control Geodésico, el cual es consecuente con la norma establecida por la OHI en cuanto al apoyo horizontal primario (Publicación OHI S-44), que exige una exactitud relativa de 1: , es decir, que el error no exceda los 10 cm para un nivel de confianza de un 95%. A la fecha, la principal aplicación de la red geodésica costera, aparte del apoyo de los trabajos institucionales, es el uso que le dan las empresas particulares y terceras personas para referir sus trabajos relacionados con el ámbito hidrográfico, tales como: concesiones marítimas, planos del borde costero, planos del fondo de investigación pesquera (FIP), batimetrías de precisión y cualquier otro trabajo que requiera la inspección, control, revisión y aprobación por parte del SHOA, de acuerdo con la ley vigente (D. S. N 192 de 1969) y los instructivos publicados para su cumplimiento (Instrucciones Hidrográficas). El Departamento de Levantamiento Hidrográfico, a través de su sección de Trabajos Extrainstitucionales, cumple con la misión asignada al SHOA en este ámbito, efectuando acuciosas revisiones a los planos, archivos, informes, instrumental y procedimientos. (Figura 2) Figura 2 Esquema de la sección de Trabajos Extrainstitucionales

5 En el futuro, uno de los alcances más importantes que puede llegar a tener esta red geodésica costera es su vinculación con la red mareográfica nacional, de tuición del SHOA, teniendo en cuenta que: - La red mareográfica nacional, establecida a lo largo de la costa chilena, cuenta con 20 estaciones permanentes de registro del nivel del mar. (Figura 3) - Cada una de las estaciones que la integran poseen registros de largo período, con sus planos de marea determinados (Nivel de Reducción de Sondas: NRS, Nivel Medio del Mar: NMM, etc.), apoyados por las cotas de mareas instaladas para su control. Figura 3 Red Mareográfica Nacional y Red Geodésica Costera SHOA Luego, en base al desarrollo de una proyección de campañas, será posible efectuar una vinculación sistemática entre ambas redes por medio de mediciones GPS, lo que permitiría establecer un sistema de control tanto vertical como horizontal unificado. Su trascendencia radica en las aplicaciones posibles, tales como: aproximar los datos para establecer el comportamiento del geoide en nuestro territorio y, por lo tanto, generar un modelo geoidal local para nuestro país, ajustando los procesos de gabinete a dicho modelo, más acorde con la realidad geográfica nacional; por otra parte, convertirse en un importante apoyo para el Grupo de Trabajo III del proyecto SIRGAS (Sistema de Referencia geocéntrico para las Américas): datum vertical; y por último, para fines de carácter científico como el sistema mundial de observación del nivel del mar (GLOSS).

6 CONCLUSIONES - En primer lugar, la actividad marítima, siempre en desarrollo, ha necesitado permanentemente de cartas náuticas que le permitan un desplazamiento seguro por las rutas de navegación. - Esta navegación segura debe estar respaldada por cartas publicadas con información producto de un acucioso trabajo en terreno, y cuyos datos cumplan con las normas y estándares establecidos por la comunidad internacional. - El SHOA lleva 130 años de ininterrumpida labor hidrocartográfica orientada a satisfacer las demandas de los usuarios, produciendo cartas náuticas y otros planos a diversas escalas, lo que de acuerdo a lo anterior, le ha otorgado un reconocido prestigio a todo nivel. - Estos 130 años de existencia del SHOA, en una labor que evoluciona día a día a la par con el desarrollo científico y tecnológico, han significado un permanente desafío para mantenerse a la vanguardia en las materias de su competencia. - Lo anterior ha implicado el desarrollo creciente y actualizado de la actividad geodésica, arrojando como resultado la configuración una red fundamental de apoyo para los trabajos hidrográficos institucionales, georreferenciar las tareas nacionales que lo requieran y también disponible para las actividades particulares que desarrolla la empresa privada y que guardan relación con la labor del SHOA, contribuyendo de esta forma al progreso del país. - La vinculación entre la red mareográfica nacional y la red geodésica costera SHOA, la cual a su vez se desprende de la red geodésica nacional, permitiría establecer un control vertical en la región y determinar el comportamiento del geoide en el territorio nacional. Esto trae como consecuencia seguir aportando al trabajo de las ciencias del mar y de la tierra, generando además un enorme potencial para el desarrollo científico del país.