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ara que la expansión ibérica se viera coronada por el éxito no bastaba con el mejoramiento de los barcos, sino que también era preciso integrar conocimientos acumulados a través de los siglos y saber utilizar nuevos instrumentos de navegación como la brújula, el sextante, la sonda y el astrolabio.
La brújula hizo posible la navegación de altura o gran navegación.
Especialmente útiles para la navegación del siglo XV resultaron la brújula y el astrolabio. Ambos instrumentos posibilitaron un nuevo tipo de travesía cual es la de "altura", es decir, navegar lejos de las costas sin otro punto de referencia que las estrellas. La brújula consistía en una aguja imantada que siempre señalaba el norte. El astrolabio, en tanto, permitía calcular la altura de las estrellas, cosa importante para poder determinar la latitud geográfica. Gracias a estos instrumentos, los marinos pudieron estimar mejor su posición en el mar, el rumbo a seguir y el tiempo que tomaría su periplo.
Dentro de la sabiduría de la época, a la cartografía le cupo un lugar muy importante. Su columna vertebral era una obra del siglo II de nuestra era: el Almagesto del griego nacido en Egipto Claudio Ptolomeo. Se trataba de una descripción del mundo conocido, acompañada de diversos mapas donde se podían apreciar Europa, Asia, África y mares como el Mediterráneo y el Índico. Sin embargo, contenía una serie de imprecisiones, como por ejemplo, el tamaño de Asia, que aparecía más extensa de lo que era o el hecho que el Océano Índico figurara como un mar cerrado.
Paolo del Pozzo Toscanelli, famoso científico de su época que realizó cálculos de distancia entre Europa y las Indias.
Recién en el siglo XV, el Almagesto de Ptolomeo fue enriquecido con los aportes del Cardenal Pierre d’ Ailly y su obra de 1410 Imago Mundi. En ésta, se corrigieron algunos de los errores en que había incurrido Ptolomeo, lo cual convirtió a d’ Ailly en el principal geógrafo teórico de su tiempo. También hay que mencionar los trabajos de Alfayran, geógrafo musulmán, y de Martín Behaim, a quien se atribuye la elaboración del primer globo terráqueo en 1492. Finalmente, la escuela náutica italiana otorga mucha importancia al florentino Paolo dal Pozzo Toscanelli, de gran prestigio científico. Toscanelli trazó un mapa, indicando una distancia de 5.000 millas náuticas (9.000 kilómetros) entre China y Europa en vez de las 11.500 que son en realidad. Este error animó a gente como Fernão Martins o Cristóbal Colón a emprender la travesía por el Océano Atlántico.
Las obras mencionadas contribuyeron a afianzar la convicción en la redondez de la tierra, abandonándose la creencia de que era un disco plano. Como es bien sabido, en la época de los grandes viajes ultramarinos ya no había dudas sobre la forma de nuestro planeta y sólo se discutía acerca de sus dimensiones.
Los portulanos, cartas náuticas de las costas mediterráneas, llegaron a ser tan exactos que no fueron superados hasta el siglo XVIII.
Por otra parte, hacia fines del siglo XIII, comenzaron a aparecer en la Europa cara las cartas náuticas o portulanos, que sorprendieron por la exactitud con que fueron trazados los contornos costeros. Los portulanos eran dibujados sobre la base de distancias calculadas tras una larga experiencia de navegación y cómputos direccionales realizados con brújulas. De Cataluña y Mallorca, de Génova y Venecia, salieron los más notables maestros de este tipo de mapas que tuvieron su máximo florecimiento desde principios del siglo XIV hasta mediados del siglo XVI.
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