domingo, 20 de março de 2011

Declinação magnética por volta de 1500, as agulhas de marear e a percepção visual da variação, algumas notas sobre as agulhas de marear utilizadas pelos navegadores portugueses, a Volta do Largo - primeiros indícios de existência da variação da agulha?


A simulação de projecções para os valores da declinação magnética para o século XVI (e para séculos anteriores) é um exercício complicado e pouco fiável pois estas projecções são obtidas através de extrapolações a partir de dados que se conhecem do século XVII (primeiro século onde existem registos consistentes).

Dos modelos que aqui apresentamos (um para 1400, dois para 1500 e outro para 1590) e da informação recolhida na época, podemos concluir, com elevado grau de certeza, que a declinação magnética da Península Ibérica por volta de 1500 estaria contida num intervalo entre os três e os sete graus leste. De qualquer forma são evidentes as disparidades observadas em alguns modelos.

Iremos também apresentar uma tabela com dados conhecidos (observados e registados) sobre a declinação magnética em determinados lugares do planeta no século XVI tentando contribuir para a construção de uma matriz de dados sobre a declinação magnética de 1500.
 Historic Declination Map -1590 (US Survey)



Tabela de declinações magnéticas registadas:

Local
Observador
Data
Declinação
Lisboa
João de Lisboa
1514
3º Leste
Lisboa
D. João de Castro
1538
7.5º Leste
Cabo da Boa Esperança
Vários
~1500
Zero
S. Vicente (Cabo Verde)
João de Lisboa
1514
Zero
São Miguel / Santa Maria
João de Lisboa
1514
Zero
Costa do Brasil
Hans Muyr
1505
17º Leste
Costa do Brasil
D. João de Castro
1538
11.5º Leste
Sevilha
Alonso de Santa Cruz
1555
6º Leste
Chaul (India)
Pilotos Portugueses
1545
10º Oeste
Calecut
Pilotos Portugueses
1545
17º Oeste
Malaca
Pilotos Portugueses
1545
20º Oeste
Canárias
D. João de Castro
1538
5.5º Leste


Em função deste valores e da leitura dos diversos modelos disponíveis podemos construir a seguinte tabela resumo:

Valores médios estimados para a declinação

Local
Século XV
Século XVI
Lisboa
3º Leste
7º Leste
Madeira
2º Leste
6º Leste
Açores (Santa Maria)
Zero
3º Leste
Açores (Corvo)
1º Oeste
1º Leste
Canárias
2º Leste
6º Leste
Ceuta
6º Leste
8º Leste
Itália
6º Leste
8º Leste
Norte da Europa
6º Leste
5º Leste

Não se sabe exactamente desde quando se percebeu que o desvio entre o norte da agulha e o norte geográfico era variável de lugar para lugar, dependendo dos locais geográficos onde as agulhas se encontrassem (e da data também). Na instalação e montagem das agulhas de marear, era relativamente fácil detectar o desvio evidenciado pela agulha face ao norte geográfico (conhecido por exemplo através da culminação do Sol ou da Polar). Como havia tempo (assim o assumimos), esta operação podia ser repetida diversas vezes, em diversos dias, até se estabilizar em torno de um valor (que era o da declinação magnética local).
Assumindo que as embarcações portuguesas utilizavam agulhas genovesas, flamengas e francesas no século XV, que sabemos que utilizavam os ferros ferrados fora da flor-de-lis, então podemos concluir que o factor de correcção para a declinação magnética local (ângulo dos ferros com a flor-de-lis) era igual a cerca de seis graus, aproximadamente meia quarta (fig. nº39). A declinação em Lisboa (e Lagos) seria de cerca de 3 graus leste.
(na figura ângulos muito exagerados para facilitar a leitura)

Fig. Nº 39 – declinação 6º Leste

Ao ser instaladas a bordos das embarcações em Lisboa ou em Lagos, poderíamos observar o seguinte, olhando a agulha de marear:

Caso o norte geográfico fosse conhecido então era possível verificar que a flor-de-lis não estava fixa nos pólos. No entanto o ângulo era muito pequeno, cerca de três graus, um quarto de quarta, pelo que acreditamos que na maior parte das vezes, nomeadamente numa fase muito inicial da expansão portuguesa, esta variação não era detectada ou até mesmo ignorada.
Navegando para sul, acompanhando a costa do norte de África, a declinação pouco alterava, mantendo-se praticamente idêntica à de Portugal, eventualmente diminuindo em um grau, mantendo-se as mesmas dificuldades na detecção desta variação ou em condições para que fosse considerada como relevante por parte dos pilotos.
Com a navegação em mar alto, como por exemplo para os Açores e na volta da Mina, esta situação alterou-se radicalmente como iremos seguidamente ver.


Na fase de construção e montagem das agulhas com os ferros fora da flor-de-lis, os ferros faziam um ângulo com a flor-de-lis igual à declinação magnética local. Este factor de correcção acompanhava a agulha de marear enquanto ela fosse sendo utilizada, a flor-de-lis ficava alinhada com o norte geográfico do local de construção. Na época dos Descobrimentos, ninguém sabia que este valor da declinação variava com o local e com o tempo pelo que o factor de correcção incorporado na fase de construção deixava de ser valido assim que a declinação (cuja existência não se conhecia) variasse.
As agulhas (genovesas, flamengas, francesas, alemãs) eram construídas com a flor-de-lis “fixa nos pólos”, corrigindo o valor da declinação local. Qualquer piloto sabia isso pois era visualmente fácil de verificar que os ferros estavam fora (não alinhavam) com a flor-de-lis, mas os mesmos pilotos retinham a importante informação que a flor-de-lis estava alinhada com o norte geográfico (o que só era garantidamente verdade no local de construção da agulha).
No entanto, através da Estrela Polar durante a noite e do Sol durante o dia, seria possível verificar que a flor-de-lis apresentava uma variação em relação ao Norte geográfico. Como iremos ver, só no séc. XV, nomeadamente após Gil Eanes ter dobrado o Cabo Bojador em 1434, é que começaram a existir condições concretas que poderiam permitir aos navegadores portugueses a identificação do fenómeno da variação da agulha.
Retomemos o exemplo de uma embarcação navegando para Oeste, saindo de um porto onde a declinação magnética é igual a seis (6) graus leste.
Vamos comparar o que seria observado caso utilizássemos uma agulha de marear com os ferros ferrados fora da flor-de-lis (flor-de-lis com seis graus para oeste em relação aos ferros como compensação) e outra agulha com os ferros na flor-de-lis.

 Fig. Nº33 – Ferros fora da flor-de-lis




 Fig. Nº34 – Ferros ferrados na flor-de-lis
 No início da viagem (fig. nº33 e nº34), e tendo como referência a flor-de-lis, no caso da agulha com os ferros fora da flor-de-lis torna-se evidente que a agulha estaria a nordestear por meia quarta (feita oriental) embora a embarcação estivesse a navegar por rumos verdadeiros, facto então desconhecido para os pilotos. Através da agulha de marear com os ferros na flor-de-lis a leitura da variação não era tão evidente, era necessário saber onde se encontrava o norte geográfico.
Numa primeira análise, que iremos reforçar de seguida, parece-nos que o facto de agulha não coincidir com a flor-de-lis podia ser um factor gerador de dificuldade na compreensão do fenómeno da declinação magnética. Em termos práticos os pilotos tinham que tirar as suas conclusões com três parâmetros: a flor-de-lis, a agulha e (quando conhecido) o norte geográfico. Com a agulha com os ferros na flor-de-lis o número de parâmetros reduzia-se a dois.
Prossigamos com o exemplo da embarcação navegando para Oeste, mas com a declinação a ficar nula após uns dias de navegação.

 Fig. Nº35 – Ferros fora da flor-de-lis
  Fig. Nº36 – Ferros ferrados na flor-de-lis
Mais uma vez confirmamos a nossa percepção de que o facto de agulha não coincidir com a flor-de-lis podia ser um factor gerador de dificuldade na compreensão do fenómeno da variação.
Repare-se que nesta situação se a direcção do norte geográfico fosse conhecida os pilotos concluiriam que a agulha estava fixa nos pólos (fig.nº35 e nº36) mas o facto da flor-de-lis não estar no mesmo enfiamento certamente que poderia gerar alguma confusão, embora esse desvio fosse igual ao factor de correcção. Parece-nos legítimo imaginar que os pilotos se interrogassem sobre as vantagens de uma agulha de marear que não apontava para a flor-de-lis. Por outro lado esta situação deveria originar muitas interrogações sobre os rumos/proas a tomar. Serão precisamente este tipo de interrogações que mais tarde vão dar origem ao aparecimento dos “resguardos”, que constituíam correcções que os pilotos incorporavam nas rotas que navegavam, isto de forma a corrigir as variações (o nordestear ou o noroestear) das agulhas.
Continuemos a navegar para Oeste, mas com a declinação a ficar igual a 6 graus Oeste após mais uns dias de navegação.

Fig. Nº37 – Ferros fora da flor-de-lis

Fig. Nº38 – Ferros fora da flor-de-lis
Os pilotos desconheciam o facto de que neste caso particular (fig. nº22) o erro na utilização da agulha com os ferros fora da flor-de-lis era bem mais significativo do que se utilizassem uma agulha com os ferros na flor-de-lis. Como desconheciam o fenómeno da declinação magnética (a existência de um norte magnético distinto do norte geográfico) só podiam aperceber-se das vantagens e desvantagens das agulhas de marear através dos resultados obtidos com a utilização das mesmas agulhas.
Neste último exemplo, mais uma vez fica evidente que a visualização e compreensão do fenómeno da variação da agulha com os ferros fora da flor-de-lis seria mais difícil ou menos evidente.

Conclusão
As agulhas genovesas, flamengas, francesas e alemãs seriam seguramente as mais utilizadas na navegação costeira ou de cabotagem na Europa durante os séculos XIV e XV. As técnicas de navegação utilizadas até então não sofriam qualquer tipo de impacto negativo pelo facto de existir o fenómeno da variação da agulha, era uma navegação visual, que assentava fundamentalmente na identificação de pontos de referência em terra. Por outro lado, sendo as agulhas feitas na Europa e sendo as viagens na sua maioria feitas em águas europeias, a declinação variava muito pouco pelo que a variação das agulhas, caso alguém estivesse atento, seria de muito difícil detecção.
Só em meados do século XV, com as viagens para os Açores e a volta da Mina, ambas iniciadas pelos marinheiros portugueses, é que estariam reunidas as condições que permitiriam aos pilotos observar o fenómeno da variação das agulhas.
Com o nascimento no século XV da prática da navegação astronómica nos navios portugueses, através da utilização da Polar e do Sol, passou a ser necessário conhecer as passagens meridianas destes dois astros, com o objectivo de cálculo de latitudes.
Assumimos que terá sido precisamente na observação dos momentos das passagens meridianas (e também da aplicação dos Regimentos da Polar), que os pilotos de então se aperceberam que não só o norte geográfico não era coincidente com o norte da agulha como esta diferença era variável com os locais por onde os navios navegavam.


O fenómeno da declinação magnética seria do conhecimento, ainda que insípido, dos portugueses seguramente já no século XV, mas só existem referências seguras sobre a sua observação e medição no início do século XVI.
Nos oceanos navegados pelos portugueses no início do século XVI e de acordo com vários modelos de cálculo da declinação magnética, esta atingiria valores máximos que chegariam a ultrapassar os 20 graus oeste no Índico (nomeadamente no Mar Arábico) e valores máximos idênticos, mas com desvio para leste, no centro do Atlântico Sul. Isto significa que as agulhas “noroesteavam” (no Mar Arábico) e “nordesteavam” (no centro do Atlântico Sul) por valores que poderiam ultrapassar os 20 graus.
Em Portugal usavam-se agulhas genovesas, flamengas, francesas e portuguesas. Aparentemente, a partir de determinada altura (finais do século XV?) as agulhas utilizadas pelos portugueses passaram a ter os ferros ferrados na flor-de-lis, com ponta norte da agulha a apontar na direcção Norte-Sul dos ferros (o norte magnético) e coincidente com o norte da rosa-dos-ventos (a flor-de-lis) desenhado no cartão.
No capítulo VII do Tratado da Agulha de Marear, “Regra para saberes cevar a tua agulha de marear”, é dito o seguinte:
saberei que para cevar a agulha perfeitamente, conforme aos padrões de Portugal, há-de ter os ferros da rosa no meio da flor-de-lis, e não afastados dele coisa alguma, como tem algumas que se fazem em Flandres, que não são certas…..”
Através deste texto João de Lisboa confirma que (pelo menos) no início do século XVI a utilização de agulhas com ferros ferrados na flor-de-lis era comum a bordo das embarcações portuguesas (conforme os padrões). Mas no passado não terá sido assim.
Isto mesmo é confirmado por João de Lisboa quando afirma, logo no início do tratado,
“…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”.
Diz também João de Lisboa:
porque costumavam alguns [os antigos], como dito é, tirá-los [os ferros] fora da flor-de-lis por uma quarta e duas e mais, segundo era [a flor-de-lis] fora do meridiano fixo ”.
variação aqui identificada é a declinação magnética, o facto do desvio da agulha (face ao norte geográfico) variar de acordo com os locais por onde se navegava, fenómeno que João Lisboa conhecia, apesar de não o compreender. Os antigos não conheciam esse fenómeno. Por outro lado utilizavam agulhas de marear com ferros ferrados fora da flor-de-lis.
Quem eram os antigos?

João de Lisboa navegava por mares já totalmente dominados pelos portugueses e as cartas de marear que utilizava seriam seguramente cartas “rumadas” (eventualmente já com escala de latitudes) desenhadas por cartógrafos portugueses tendo como base inicial de desenho as cartas-portulano do Mediterrâneo, sobre as quais estes mesmos cartógrafos fizeram incidir as informações e os dados recolhidos durante quase 100 anos, desde as primeiras navegações portuguesas ao longo da costa norte de África em direcção ao Sul (e incursões no Atlântico com a descoberta e povoamento da Madeira e dos Açores).
Seguramente antes de 1450 já os pilotos portugueses (antigos) forneciam aos cartógrafos do Reino informação que ia permitindo a estes último desenhar as costas – “e por esta razão achamos nas cartas todas as costas falsas por uma quarta e por duas” – nas cartas de marear portuguesas de então.
Sendo a quarta igual a 11.25 graus, é interessante notar que João de Lisboa identifica desvios que podem ultrapassar de forma visível os 20 graus (duas quartas = 22.5 graus), constatação que nos vai levar a revisitar este assunto mais adiante.
Fazemos esta referência específica porque concluímos que noutras partes do Tratado se fazem referências a “quartas” de modelos mais antigos de agulhas de marear, modelos de 16 rumos e não de 32 rumos, de certa forma confirmando que a versão mais antiga do Tratado da Agulha de Marear que conhecemos agrega diversas fontes numa época de transição de modelos de agulha de marear (passagem de 16 para 32 rumos) daí os diversos significados que a “quarta” parece tomar ao longo do Tratado (tal como o conhecemos).
No Capítulo II – “Da maneira como se há-de fazer a caixa”, é dito que “Esta caixa há-de ser terçada toda por dentro da redondeza, por cima e por baixo, em 32 partes iguais, para que estas quartas respondam às quartas da rosa”. João de Lisboa identifica claramente a clássica divisão da rosa em 32 quartas neste Capítulo.

Desde o século XIV que os marinheiros portugueses navegavam ao longo da costa africana até ao arquipélago das Canárias, este já então sobejamente conhecido. Quanto mais para Sul se navegava mais complicada era a viagem de regresso pois quer os ventos quer as correntes eram contra (fig. nº 40).



Fig. Nº40 – Correntes e ventos dominantes nas Canárias, Açores e Madeira.

É fácil deduzir que o descobrimento da Madeira (1418) e dos Açores (1425) está directamente relacionado com o regresso das expedições portuguesas das viagens de exploração do norte de África, nomeadamente as que se dirigiam às Canárias. Com o passar dos anos foi naturalmente aumentando o conhecimento sobre os ventos e as correntes e percebeu-se que o regresso a Portugal seria muito mais fácil através de uma volta de mar (que mais tarde iria dar origem à Volta da Mina) que levasse as embarcações para oeste até à longitude dos Açores, navegando então para norte até alcançar a latitude deste arquipélago e daí navegando para levante até se atingir a costa de Portugal.

Em 1434 Gil Eanes dobra o Cabo Bojador e as voltas de mar cada vez se fazem mais ao largo, conforme mais se navegava para sul, chegando esta volta eventualmente a atingir os 40º Oeste de Longitude.

É interessante notar que em 1452 as ilhas das Flores e do Corvo são descobertas, o que nos permite concluir que por essa altura os processos de navegação associados à volta pelo largo já estavam sobejamente amadurecidos. Convém também referir que o povoamento dos Açores (Santa Maria) só se iniciou em 1439 apesar de ter sido descoberto doze anos antes, mostrando claramente a dificuldade em navegar de forma rotineira para este arquipélago. A solução passava seguramente por viagens iniciadas com rotas para o sul, eventualmente até com escala na Madeira. (fig. nº41).



Fig. Nº41 – Rotas de regresso a Portugal

Tendo em consideração a passagem do Cabo Bojador em 1434 e o início do povoamento dos Açores em 1439, podemos então com muito segurança estabelecer que a meio do século XV as viagens pelo largo, de regresso a Portugal, já eram uma prática normal na época.

O esforço inicial português na exploração da costa africana teve participação apreciável dos genoveses, especialmente no que respeita às expedições às Canárias. As agulhas de marear então utilizadas nas nossas embarcações seriam seguramente genovesas, com ferros ferrados fora da flor-de-lis por um ângulo provavelmente igual a meia quarta visto a declinação em Génova ser cerca de seis graus leste.

Na viagem de regresso a Portugal, a volta pelo largo que os portugueses introduziram, nomeadamente quando se atingia o limite em termos de longitude, as proas dos navios seriam na direcção do Norte. Nas singraduras em que as proas fossem exactamente Norte (360º), um piloto mais atento, através de simples observação visual, teria notado que o norte da agulha (ou a flor-de-lis) não coincidia com a estrela Polar. De facto, nas proas para norte, a declinação magnética seria nula ou mesmo de Oeste pelo que a diferença entre a proa (360º) e o norte geográfico poderia ser quase igual a uma quarta, representando o factor de correcção implementado na agulha genovesa.

Vejamos um quadro muito resumido, de comparações de rumos de agulha com rumos verdadeiros, de uma hipotética viagem da Lisboa às Canárias com regresso a Lisboa por volta pelo largo, utilizando uma agulha genovesa com um factor de correcção igual a 6º.



A flor-de-lis e os ferros fariam um ângulo entre si igual a seis graus, que é o valor estimado da declinação em Génova para a época (séc. XV), fig. nº 42.


 Fig. Nº42 – Agulha Genovesa com compensação para seis graus leste (séc. XV)

Em Lisboa, após instalada a agulha a bordo, utilizando a mesma como referência, podia ser observado o seguinte:


Fig. Nº43 – Agulha Genovesa com compensação para seis graus leste (séc. XV), em Lisboa

Tendo como referência a flor-de-lis (figura nº 44) poderíamos observar que a Polar (norte geográfico) culminava ligeiramente à direita, e a ponta norte da agulha apontava ainda mais para a direita (devido ao factor de correcção incorporado em Génova, seis graus).


Fig. Nº44 – Agulha Genovesa com compensação para seis graus leste (séc. XV), em Lisboa

Nas proas a norte, quando a declinação era nula ou mesmo de Oeste (dependia da longitude atingida na volta pelo largo), o rumo verdadeiro afastava-se da agulha cerca de 8 graus, cerca de ¾ de quarta. Estando a Polar a uma altura situada no intervalo [20º, 40º], de acordo com a latitude, seria muito fácil observar visualmente que a Polar se encontrava por estibordo quase uma quarta. (fig. nº45)
 (ângulos exagerados para facilidade de leitura)



Fig. Nº45 – Agulha Genovesa com compensação para seis graus leste (séc. XV), a 40º Oeste de Longitude, latitude dos Açores, navegando para Norte, declinação 2º Oeste

Mesmo considerando que fosse ignorado pelos pilotos que a Polar não estava exactamente situada no norte geográfico, o ângulo de afastamento da Polar (do Norte Geográfico) face à proa navegada seria sempre possível de ser observado. É evidente que este processo de avaliação visual seria mais correcto, quanto às conclusões alcançadas, se fosse conhecido o momento da passagem meridiana da Polar, isto porque em termos práticos a Polar descrevia um círculo no céu, em torno do Norte Geográfico, com um raio aproximadamente igual a 3.5 graus (figura nº45). Como já foi dito, esse facto só foi considerado nos cálculos náuticos com o aparecimento dos regimentos da Polar. São conhecidos diversos Regimentos do século XVI, mas não se conhece qualquer referência ao assunto em textos anteriores ao mesmo século. Apesar deste facto, podemos afirmar que a utilização de regimentos da Polar é seguramente muito anterior ao século XVI.

Claro que através da passagem meridiana do Sol seria também possível obter uma ideia muito concreta sobre a variação da agulha mas a utilização do Sol na navegação astronómica só deverá ter começado no último quartel do século XV, portanto uns trinta ou quarenta anos depois do início da utilização das voltas pelo largo. A vantagem de observar a Polar quando a embarcação navegava para norte (ou para sul) residia no facto de ser um processo muito simples, expedito, visual, sem recurso a cálculos ou conhecimento mais apurado.

A constatação que a Polar não estava alinhada com a proa (direcção) da embarcação quando esta supostamente navegava para norte, numa primeira instância teria sido efectuada de forma inadvertida, mas certamente que se terá transformado num processo corrente através de sucessivas e continuadas observações. Mais tarde, com a introdução dos regimentos da Polar, os pilotos passariam a ter um processo mais rigoroso que lhes iria permitir, através de continuadas observações da Polar, concluir pela existência de um afastamento angular entre as agulhas e o norte geográfico, variável de acordo com o local de observação. 
Parece-nos correcto afirmar que seguramente vários pilotos terão observado este fenómeno, que era mais evidente quanto mais para oeste fosse efectuada a volta pelo largo. Esta constatação poderá ter decisivamente contribuído para a opção de ferrar os ferros na flor-de-lis, processo amplamente implementado nas agulhas de marear de origem portuguesa ou utilizadas pelos marinheiros portugueses, já no decurso do século XVI.

Em conclusão, diremos que o fenómeno da existência da declinação magnética poderá ter sido observado pelos pilotos portugueses de forma evidente e consistente a partir de 1440 com a introdução da volta pelo largo, isto cerca de 50 anos antes de Colombo, a quem usualmente é atribuído o primeiro testemunho sobre o fenómeno (o noroestear e nordestear das agulhas).

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