TEMA 4: LA BRÚJULA

INTRODUCCIÓN:

La brújula o compás magnético es un instrumento que sirve de orientación y que tiene su fundamento en la propiedad de las agujas magnetizadas; la aguja imantada indica la dirección del campo magnético terrestre, apuntando hacia los polos norte y sur. En esta práctica queremos demostrar esta teoría de una manera sencilla y dinámica.

OBJETIVOS:

• Demostrar de una manera clara, rápida y concisa el funcionamiento de una brújula.
• Comprobar la presencia del campo magnético terrestre.

DESCRIPCIÓN DE LA BRÚJULA:

La brújula es un instrumento de orientación que utiliza una aguja imantada para señalar el norte magnético terrestre. Su funcionamiento se basa en el magnetismo terrestre, por lo que señala el norte magnético que corresponde con el norte geográfico y es improductivo en las zonas polares norte y sur debido a la convergencia de las líneas de fuerza del campo magnético terrestre.

HISTORIA:

Fue inventada en China aproximadamente en el siglo IX con el fin de determinar las direcciones en mar abierto, e inicialmente consistía en una aguja imantada flotando en una vasija llena de agua. Más adelante fue mejorada para reducir su tamaño y facilitar el uso, cambiándose la vasija de agua por un eje rotatorio, y añadiéndose una «rosa de los vientos» que sirve de guía para calcular direcciones. Actualmente las brújulas han recibido pequeñas mejoras que, si bien no cambian su sistema de funcionamiento, hacen más sencillas las mediciones a realizar. Entre estas mejoras se encuentran sistemas de iluminación para toma de datos en entornos oscuros, y sistemas ópticos para mediciones en las que las referencias son objetos situados en la lejanía.

COMO FUNCIONA LA BRÚJULA


La Tierra posee un enorme campo magnético que la rodea. Es grande pero no demasiado fuerte, razón por la cual la brújula utiliza ligerísimas agujas muy sensibles al movimiento. Esta aguja de la brújula tiene normalmente dos partes, una policromada en rojo y la otra en negro o blanco. La parte roja de la aguja de la brújula siempre apunta al Norte magnético de la Tierra. Pero hay que tener en cuenta que el Norte magnético es diferente para cada zona de la Tierra, y distinto del Norte geográfico, que se encuentra en el Polo Norte.
La brújula no se puede usar ni en el Polo Norte ni en el Polo Sur, debido a que la convergencia de las líneas de fuerza del campo magnético terrestre anula su funcionalidad y es incapaz de alinearse ni señalar correctamente el Norte.

La brújula en general:

Una brújula mide la dirección del campo magnético terrestre. La aguja se orienta de acuerdo de la orientación del campo magnético del sector donde se ubica. Eso significa en términos teoréticos que el aparato "brújula" se compone de dos sistemas principales independientes: Una agua y el "cuerpo" - la cáscara con la escala etc. Interesante es que (sí pensamos bien) la aguja es la parte fija en una brújula. La aguja siempre marca Norte-Sur (sin contar movimientos de arreglo). la parte móvil "suelta" en una brújula es el cuerpo, la cáscara. 

La escala de las brújulas normalmente es azimutal - es decir entre 0º hasta 360º o entre 0g hasta 400g. La escala azimutal tiene que ser orientada en el sentido contrarreloj - eso implique que este (E) y oeste (W) se ve cambiado. La escala del sentido contrarreloj permite una lectura directa, azimutal. Es decir el valor donde apunta la aguja es el valor final. Foto: A= Escala azimutal contrarreloj

La aguja de la brújula necesita generalmente un contrapeso: El campo magnético tiene una componente vertical de acuerdo a la distancia hacia los polos. Entonces en latitudes entre 15º hasta 90º del hemisferio norte y sur la aguja muestra una fuerte inclinación hacia arriba y choca con el vidrio de protección de la brújula. Para que la aguja se ubica horizontal se usa un contrapeso. Durante viajes del hemisferio norte a sur y viceversa hay que cambiar el peso de un lado al otro.
En algunas partes del mundo hay que aplicar una permanente corrección azimutal a causa de la distancia entre polo magnético y polo geográfico. (los polos magnéticos se ubican bastante lejos del eje rotacional de la tierra). Este corrección se puede hacer directamente en la brújula - girando la rosa (escala azimutal) de acuerdo del error (recomendado). El valor normalmente sale en las cartas topográficas correspondientes. Pero también se puede corregir los valores después - en el programa computacional.

Las brújulas profesionales generalmente tienen un botón para liberar o fijar la aguja. Una aguja fijada es un poco más protegido y no se suelta de su eje durante fuertes movimientos. (En la foto "D")

Existen una serie de niveles: Nivel esférico para orientar la brújula perfectamente horizontal y niveles tubulares que se usan en conjunto del clinómetro (véase abajo). Véase en la foto arriba "E".

Adicionalmente las brújulas para usos geológicos o geotécnicos tienen un sistema para medir ángulos verticales (buzamiento, manteo): El más conocido es el clinómetro (en la foto "C"). Pero también existe un sistema con una escala lateral en interacción de la tapa de la brújula.

Actualmente se puede elegir entre dos tipos principales de brújulas:
a) "Tipo Brunton" y
b) "Tipo Freiberger".
La empresa Brunton ofrece además una brújula que es el conjunto de ambos métodos el "Geo-Brunton".



Brújula del tipo Brunton:

La brújula "Brunton" se usa generalmente para mediciones del rumbo y manteo. Es decir mediciones del tipo "medio circulo" y del " tipo americano". También mediciones del concepto "circulo completo" son posible. La brújula "Brunton" existe en la versión azimutal (de 0 hasta 360º)  y en la versión de cuadrantes (cada cuadrante tiene un rango entre 0-90º) el "rumbero". 

La brújula Brunton tiene un clinómetro, un botón para fijar/liberar la aguja. La escala es azimutal / contrarreloj. Adentro de la escala un poco escondido se nota la escala del clinómetro y las niveles.

Véase uso del Brunton:

Americano (normal) rápido

Americano (normal) detallado

Notación circulo completo para Brunton

Brújula del tipo Freiberger: 

imagen en grande	Para mediciones de circulo completo(dirección de inclinación/ manteo). Con la brújula Freiberger se puede medir en una vez la dirección de inclinación y el manteo. Pero también se puede tomar excepcionalmente datos del tipo americano (Rumbo, Manteo, dirección). Con la brújula Freiberger se mide más rápido y más fácil. Los datos del tipo circulo completo son más corto y fácil para manejar. Manual de uso: rápido / detallado
	Foto arriba izquierda: Escala del manteo A= placa para medir; B = línea de lectura; C= sector rojo La brújula "Freiberger": A = botón para liberar / fijar la aguja, B= Escala del manteo o buzamiento (rojo y negro); C= Nivel esférico; D = placa para medir.

TIPOS DE BRÚJULAS

Aunque todas se basan en el mismo principio, el magnetismo, existen diversos tipos de brújulas en el mercado, desde pequeñas brújulas de limbo, como las que teníamos de pequeños o van en llaveros, con una precisión no muy buena, hasta brújulas electrónicas o digitales, tremendamente precisas y costosas.
En el mundo de la orientación, el trekking, la montaña en general, nos centraremos en tres tipos:

• Brújula cartográfica
• Brújula lensática
• Brújula de dedo (carreras de orientación)

 BRÚJULA CARTOGRÁFICA

Brújula cartográfica y mapa topográfico

Este tipo de brújula cartográfica se usa en conjunto con un mapa topográfico, de ahí que su base sea transparente, para no dejar de ver el mapa mientras la usamos sobre él. Son bastante precisas y muy usadas en el mundo de la orientación. El tener una base transparente nos facilita el cálculo de orientaciones sobre el mapa.
NOTA: en el siguiente post veremos rumbos, azimut y orientaciones, qué son y cómo se calculan.

PARTES DE LA BRÚJULA CARTOGRÁFICA 

• Aguja imantada: Algo básico en las brújulas, todas tienen una, sino no seria una brújula. Esta aguja se siente atraída por el campo magnético de la tierra por lo que la parte pintada de rojo señala el Norte.
• Limbo giratorio: Anillo giratorio que no deja de ser un transportador de ángulos. Normalmente viene dividido en marcas de dos grados sexagesimales hasta completar los 360º de la circunferencia. Cuanto más pequeña sea esta división mas precisa sera la medición de ángulos.
•  Flecha de Norte: Flecha que señala el norte en el limbo giratorio. Esta fijo a este y sirve para calcular rumbos y orientaciones.
• Lineas auxiliares: Lineas paralelas fijas en el interior del limbo que sirven para trabajar con los meridianos de los mapas topográficos a la hora de orientarlos, por ejemplo.
• Marca de dirección: Marca o flecha, depende del modelo, que sirve para determinar nuestra dirección a la hora de obtener rumbos.
• Base transparente: Es la principal característica de este tipo de brújulas y que la hace perfecta para interactuar con un mapa.
• Escalímetros: Reglas especiales para medir distancias sobre mapas en diversas escalas. En la foto, escalas 1:25000 y 1:50000, las más usadas a nivel de orientación en la naturaleza.

BRÚJULA LENSÁTICA



Es la conocida como brújula militar o brújula de marcha debido a que está especialmente preparada para marcar rumbos a puntos distantes y seguir la dirección minimizando el error. Es un modelo muy preciso cuyo error puede variar, dependiendo de la forma de medición, ya sea facial o ventral, entre 3 y 10 grados. Por contra, puede resultar un poco mas complicada de usar que la cartográfica, aunque no mucho más. Lo veremos en sucesivos post.



Partes de la brújula lensática

• Limbo flotante con aguja imantada: A diferencia de otras brújulas, la lensática tiene la aguja imantada integrada en el limbo flotante. El limbo de estas brújulas esta dividido en grados sexagesimales y en grados milesimales o milésimas artilleras. NOTA: la circunferencia tiene 360º sexagesimales, 6400ºº milésimas o 400g grados centesimales.
• Corona dentada móvil: Es la circunferencia móvil independiente del limbo. Contiene una marca luminosa para mediciones. Tiene 120 dientes o muescas. Si dividimos 360º entre estas 120 muescas nos dice que cada muesca equivale a  3º, cada click de la corona son 3º. Esto nos sera útil a la hora de tomar rumbos bajo condiciones de poca o nula visibilidad, como veremos en siguientes post.
• Marca luminosa fija: Marca que determina nuestro rumbo medido en el limbo.
• Alambre y punto de mira trasero: Estas dos partes funcionan en conjunto para lograr apuntar al objetivo de la forma más precisa y así determinar el rumbo con más exactitud.
• Lente: Nos facilita la lectura de los grados de nuestro rumbo en el limbo.
• Marcas luminosas: Tanto las marcas luminosas de esta como de otras brújulas nos sirven para utilizarlas bajo condiciones de visibilidad bajas.

BRÚJULA DE DEDO

Aunque este tipo de brújulas es extremadamente sencillo, la incluyo por el uso que se le da en carreras de orientación, una disciplina que me gusta bastante aunque no la practico tanto como me gustaría. En otra ocasión escribiré un post sobre este deporte bastante desconocido fuera de los círculos de la montaña.



Brújula de dedo Silva
  
Lo que se hace con este tipo de brújula es mantener el mapa siempre orientado de manera que podamos mantener nuestra dirección al objetivo con el menor error posible y avanzar lo mas rápido que podamos. Para ello, debemos sujetar la brújula con el pulgar de la mano con la que vayamos a sujetar el plano. La flecha de dirección debe marcar la linea en el mapa entre nuestro punto y el punto objetivo, después solo queda girar sobre nosotros mismos hasta que la aguja imantada se ponga paralela a las lineas de los meridianos norte-sur del plano. Entonces sabremos que estamos mirando en la dirección en la que se encuentra nuestro objetivo. Solo queda empezar a caminar procurando que la aguja no abandone la marca de color del limbo que señalaba cuando estaba paralela a los meridianos. Es una referencia para poder ir más rápido.

- Existe una gran variedad de tipos de brújulas, veamos mas algunos ejemplos:
    

Brújulas de marcha		Brújulas cartográficas
La más sencilla consiste en una aguja imantada suspendida sobre un círculo graduado( muy económica)	Esta misma brújula puede tener la aguja suspendida en líquido, con lo que se consigue una mayor precisión	De placa transparente	De placa con tapa y espejo

Brújulas especiales (de precisión)
Naúticas	Militares	Topográficas	Geológicas	Forestales

Brújulas digitales

www.gisiberica.com

BIBLIOGRÁFICA:

http://www.labrujuladeicaro.org/condiciones.html
https://es.wikipedia.org/wiki/Br%C3%BAjula
http://deperdidosalbosque.blogspot.com/2014/09/tipos-brujulas-caracteristicas.html
http://www.gisiberica.com/brujulas/tipos_de_br%FAjulas.htm