La declinación magnética es el ángulo á ngulo formado entre la meridiana geográfica (o norte geográfico) y la meridiana magnética (o norte magnético). Cuando ese ángulo se presenta al oeste del norte geográfico, se habla de declinación oeste y en el caso opuesto se habla de declinación este. Dado el carácter dinámico del campo magnético m agnético terrestre, la declinación también es cambiante, y para un mismo lugar la declinación medida en una fecha es distinta a la medida en otra fecha distinta, pese a tratarse del mismo punto de la superficie terrestre. Esta variación se mide en una tasa anual, que establece en qué magnitud angular la declinación variará y en qué sentido será el giro (hacia el este o el oeste). ¿Significa esto que el norte no es un único norte? ¿Significa que existen varios tipos de norte? En efecto, existen varios tipos de norte, según el criterio elegido e legido para su establecimiento.
Tipos de Norte y declinación Magnética En cualquier punto de la superficie terrestre si sostenemos una brújula nos dará una dirección de la orientación de su norte. Ese norte es el norte magnético y está determinado por el campo magnético terrestre que hace que la aguja imantada im antada o el limbo imantado que contiene la brújula se alineen con él. Sin embargo, el norte magnético no coincide con el norte verdadero (también llamado norte geográfico), que es el punto donde el eje de rotación sobre el que gira la tierra intercepta la superficie terrestre. Como hemos dicho anteriormente, esa diferencia angular entre norte geográfico y norte magnético es lo que conocemos como declinación magnética. Pero esto no es todo. Como la declinación declin ación magnética es cambiante en el tiempo, el norte magnético es distinto para cada fecha y varía históricamente. Eso implica que para un mismo punto, tenemos múltiples nortes magnéticos en función de la fecha de medición elegida. Por eso es muy importante que cuando hablamos de declinación magnética m agnética o de mapas magnéticos conozcamos muy bien la fecha de referencia de la medición o mediciones.
Junto al norte magnético y el norte n orte geográfico, tenemos también otro tipo de norte: el norte de cuadrícula, que se corresponde con la dirección del eje de ordenadas del sistema de coordenadas empleado por el mapa que estemos utilizando. Generalmente este norte de cuadrícula no coincide con el norte geográfico, y a la diferencia de magnitud angular entre ambos nortes la conocemos como convergencia de cuadrícula o convergencia de meridianos. Técnicamente podemos definir la
convergencia de cuadrícula como el ángulo formado en un punto por la transformada del meridiano que pasa por él (y que apunta al norte geográfico), con el norte de cuadrícula. Dicha convergencia es distinta para cada punto de la superficie terrestre y para cada proyección, por lo que para su cálculo empleamos las fórmulas del sistema cartográfico de representación que estemos utilizando. En resumen, tenemos tres tipos de norte para un mismo lugar, y uno de ellos es cambiante en el tiempo (el norte magnético):
A la declinación magnética se la suele denominar con la letra griega delta, a la convergencia de cuadrícula con la letra omega (o con la theta), y a la diferencia entre el norte magnético y la convergencia de cuadrícula se la suele denominar delta prima.
¿Por qué es importante conocer la Declinación Magnética? En general, el campo magnético terrestre es objeto de estudio primordial para la disciplina de la geofísica, pero también es importante en la disciplina geográfica puesto que permite orientar correctamente la brújula, uno de los intrumentos de medida geográfica más antiguos. Si conocemos cuál es la declinación magnética, con una brújula podemos saber también dónde está la dirección del norte geográfico, el cual es estático y no varía con el tiempo. Por lo tanto, una primera aplicación es dotar de estabilidad cronológica a las mediciones realizadas con brújula. Pero existe otra aplicación más importante aún. Muchas de las mediciones que se realizaron en la antigüedad y que son base de documentos con validez jurídica actual, tales como deslindes municipales, deslindes de montes comunales, deslindes de propiedades, e tc. fueron realizadas utilizando una brújula para medir ángulos y una cuerda o cinta para medir distancias. Para determinar tales deslindes hay que utilizar esos documentos, que todavía tienen validez, y adaptarnos a las condiciones de medida originales, utilizando la brújula como sistema de medida. En esos casos, es preciso declinarla para corregir las diferencias observadas con el norte geográfico. En otros casos, estos documentos históricos ni siqu iera fueron realizados con brújula declinada, sino que sus observaciones son directamente con respecto al norte magnético de su fecha (rumbos) y por lo tanto necesitamos conocer en estos casos la declinación magnética del momento en que se realizaron las medidas.
¿Cómo se puede conocer el valor de la Declinación Magnética? Existen dos formas principales de conocer el valor de la declinación magnética: * Mediante la aplicación de alguno de los modelos matemáticos que existen y que permiten extrapolar coeficientes de medida para cualquier punto de la superficie terrestre y estimar el valor de los distintos parámetros del campo magnético tanto para el futuro como para el pasado. * Por el procedimiento empírico de declinar una brújula que luego veremos.
En cuanto a los modelos matemáticos que existen, un ejemplo de aplicación de uno de ellos es la calculadora de declinación que existe arriba de esta página. Se usan fundamentalmente dos tipos de modelos: el modelo WMM (World Magnetic Model) del United States Geological Survey y British Geological Survey, que fue publicado en Enero de 2000 y que será revisado dentro de muy poco, y el IGRF (International Geomagnetic Reference Field) de la Asociación Internacional de Geomagnetismo y Aeronomía, que se revisa cada cinco años y que va por su versión décima. Este segundo modelo (el IGRF) es el empleado por la aplicación de arriba de esta página para estimar los valores de declinación magnética. Dado el carácter de constante cambio del campo magnético terrestre, es necesario mantenerle permanentemente observado para poder determinar su dinámica, así como revisar los modelos periódicamente para ajustar en la medida de lo posible su exactitud.
Otra de las formas en que podemos conocer la declinación magnética es mediante el procedimiento descrito por Ferrer y Piña en Instrumentos Topográficos (Ferrer Torio, R.; Piña Paton, B: Instrumentos Topográficos. ETS Ingenieros de Caminos, Canales y Pu ertos de la Universidad de Cantabria, 1991). Haciendo estación con la brújula en un punto de coordenadas conocidas (que podemos obtener con GPS) y visando hacia varios puntos con coordenadas también conocidas, extraemos en primer lugar el ángulo formado por el norte de cuadrícula con cada visual a los distintos vértices: Para una proyección que en sus transformadas dé lugar a un sistema de coordenadas de representación ortogonal (como el sistema de coordenadas UTM), este ángulo se saca de la forma:
Siendo Xe, Ye las coordenadas del punto de estación del que queremos calcular la declinación, y Xv, Yv las cordenadas del vértice visado también de coordenadas conocidas. Realizamos esta operación con todos los vértices de que dispongamos, obteniendo una serie como la siguiente:
Siendo Xo, Yo las coordenadas del punto de estación (lo que antes llamábamos Xe, Ye) y la serie X1, Y1; X2, Y2; ... ; Xn, Yn los pares de coordenadas de los vértices de coordenadas conocidas hacia los que visamos. Estos ángulos los podemos considerar como una aproximación al acimut o ángulo formado con el norte geográfico, aunque no son tal. La diferencia entre el norte de cuadrícula y el norte geográfico suele ser muy pequeña, pero si queremos tener el acimut verdadero deberíamos calcular la convergencia de cuadrícula en el punto considerado y restársela o sumársela, según proceda, a los ángulos obtenidos anteriormente. Supongamos que pasamos por alto la convergencia de cuadrícula, y prosigamos con el cálculo de la declinación magnética. El siguiente paso sería realizar las mediciones con brújula de los rumbos de cada visual, es decir, mirar con la brújula qué diferencia angular con respecto al norte magnético presenta la alineación del punto de observación con el vértice 1, con el vértice 2, etc. de la forma:
Estos rumbos, a los que llamaremos R1, R2, R3, etc. los sacamos mirando apuntando con cierta precisión la brújula a cada alineación. Hay que tener en cuenta que para este tipo de trabajos se utilizan brújulas profesionales dotadas de anteojo, mira y frecuentemente de un armazón con soporte que permite realizar un estacionamiento rudimentario del apartato. No se pueden uti lizar para estos trabajos brújulas de excursionismo. Una vez obtenidos los rumbos, ya podemos extraer la declinación, con la siguiente composición:
Otros aspectos interesantes del Campo Magnético Terrestre Aunque con menor aplicación en el campo de la Geografía, aparte de la declinación magnética existen otros parámetros del campo magnético terrestre que merecen mención. Así, el campo magnético se caracteriza mediante siete parámetros: declinación, inclinación, intensidad hori zontal, intensidad vertical, componente X de la intensidad horizontal, componente Y de la intensidad horizontal e intensidad total. Sus características han venido cambiando constantemente. En l as zonas geológicas de acreción, como las dorsales oceánicas, la formación de nuevas rocas es permanente a la vez que en las zonas de subducción los materiales pasan a fundirse e incorporarse al manto terrestre. Esta rotación de materiales que da lugar a la tectónica de placas ha permitido que algunos tipos de rocas volcánicas cuando se enfrían por debajo de 700° centígrados guarden en su interior información sobre el campo magnético terrestre. Los basaltos, en sus diversos tipos, son los materiales que mayor información paleomagnética aportan sobre la dirección de la polaridad del campo magnético, su intensidad y otra información esencial.
A partir de ellos y de otra información paleomagnética sabemos que el campo magnético es sumamente cambiante y que incluso han ocurrido muchas veces cambios totales de polaridad, en los cuales los polos positivo y negativo del gran imán que forma la tierra se han alternado sus posiciones respectivas. Es una certeza que una nueva inversión de polaridad se producirá, lo que no se puede predecir es cuándo. Tenemos información geológica que certifica que el patrón temporal de inversiones no es constante. A juzgar por los últimos datos de la serie, parece el ritmo
más acertado podría tener una cadencia de 200.000 a 500.000 años, pero hace unos 780.000 años que no ocurre una inversión total y ciertamente la serie es demasiado irregular como para pensar en un patrón regular. Algunos científicos piensan que pronto se producirá un cambio de polaridad que llevará a un enrrarecimiento del campo magnético terrestre que durará probablemente uno o varios milenios hasta que concluya el intercambio de polos. Ello está justificado por el debilitamiento constante del campo magnético que se viene produciendo desde que tenemos observaciones geomagnéticas. Se supone que durante el tiempo que dura la inversión de polaridad, el debilitamiento del campo será manifiesto, con una intensidad aproximada de un décimo de la actual y un modelo magnético constituido por varios polos positivos y varios negativos, pero parece haber acuerdo entre la comunidad científica de que este debilitamiento y desorden geomagnético no supondrá ningún problema serio para la vida en la tierra. Quizá algunas especies de aves migratorias sufran alguna desorientación, y en nosotros mismos quizá aumenten en un porcentaje muy bajo el número de cánceres de piel. Sin embargo, la atmósfera es nuestra verdadera protección de las agresiones del espacio, equivalente a tener encima una capa de hormigón de 3 ó 3.5 m de grosor. De hecho, todos los días se producen auroras boreales en distintos lugares de la tierra, que no son sino la manifestación de la "debilidad" del campo magnético en las zonas polares, por donde es más fácil penetrar a las partículas de alta energía del sol y reaccionar con la alta atmósfera produciendo las imágenes que todos tenemos en mente. El papel del campo magnético terrestre, sin embargo, es fundamental en un contexto cronológico amplio: su capacidad para desviar la mayor parte de las partículas de alta energía del viento solar protege a la propia atmósfera, colaborando a la conservación de la misma. Desde el punto de vista tecnológico, la mayor parte de nuestros satélites quedarían inutilizados en poco tiempo sin la protección extra que les aporta la magnetosfera. TiS: http://www.teinteresasaber.com/2011/07/que-es-la-declinacion-magnetica.html#ixzz2kMxl9rjo
Una brújula magnética, es uno de los instrumentos más antiguos, en el año 1.000 antes de cristo describieron un artefacto parecido a una brújula. En China en el siglo IX inventaron lo que fue la primera brújula poco a poco fueron mejorando lo que era la primera brújula hasta añadirle una rosa de vientos. Con el paso del tiempo fue de gran utilidad sobre todo los marinos para adentrarse en los océanos y guiarse por este medio. En la actualidad la brújula a sido reemplazada por otros mecanismos de navegación, aunque siempre sirve de gran utilidad para una navegación básica debido a que no le afectan los cambios meteorológico ni está sujeto a los defectos electromecánicos.
En el caso de la aviación la brújula forma parte de la instrumentación, aunque los sistemas de navegación actuales son más complejos (lo explicare en otra entrada), se sigue utilizando como ayuda o como instrumentación secundaria en caso de fallo de los instrumentos primarios, pero siempre forma parte de cualquier cabina por muy digitalizada o nueva que sea. La brújula magnética sirve como una herramienta direccional al alinearse por sí sola en la dirección de los polos magnéticos terrestres. A causa de la localización de los polos magnéticos, la aguja de una brújula apuntará al polo norte geográfico sólo en unos pocos sitios. En otros lugares, apuntará al este o al oeste del Norte La diferencia en grados entre la dirección marcada por la aguja de la brújula y la dirección del verdadero Norte se llama variación o declinación. La declinación magnética se define como el ángulo que existe entre el norte magnético y el norte verdadero (geográfico). Se marca como D y se considera positivo cuando el ángulo medido está hacia el Este del norte verdadero, y negativo en caso contrario. En términos prácticos esto significa que si la brújula marca un rumbo de 115º, y sabemos que la declinación magnética en ese punto es 4º Este, el rumbo verdadero serán 119º.
Por conveniencia de los navegantes, se ha m edido la declinación en muchas partes del mundo, y se han preparado cartas que muestran los puntos conectados con declinación similar. En los mapas se presentan líneas que unen puntos que tienen la misma declinación magnética. Dichas líneas son denominadas Líneas Isógonas o Líneas Isogónicas. Adicionalmente, si una línea corresponde a puntos con declinación 0º, se habla de Línea Agónica.
Por otra parte, la brújula también se ve afectada a su plano horizontal lo que llamaremos inclinación magnética. La inclinación magnéticase define como el ángulo que existe entre el plano horizontal y el vector del campo magnético, tomando positivo cuando el vector está apuntando hacia la Tierra (hacia ``abajo''). Este concepto se marca con una y significa que el vector del campo ``sale'' de la Tierra en el polo sur magnético, se va haciendo paralelo a la superficie terrestre cerca del ecuador, y ``entra'' de nuevo a la Tierra en el polo norte magnético (Como se ve en la imagen). Adicionalmente, es posible unir mediante una línea los puntos que poseen la misma inclinación magnética, y a tales líneas se les llam a isoclinas. En particular, la isoclina que posee inclinación I = 0º recibe el nombre de línea aclínica y equivale al ecuador magnético.
Este instrumento está formado por una caja hermética, en cuyo interior hay una pieza formada por dos agujas de acero magnetizadas alrededor de las cuales se ha ensamblado una rosa de rumbos. Este conjunto se apoya a través de una piedra preciosa, para minimizar rozamientos, sobre un eje vertical acabado en punta, de forma que su equilibrio sea lo más estable posible. La caja suele estar llena de un líquido no acido, normalmente queroseno, para reducir las oscilaciones, amortiguar los movimientos bruscos, aligerar el peso de la rosa de rumbos, y lubricar el punto de apoyo.
La rosa de rumbos está graduada de 5º en 5º, con marcas más grandes cada 10º, y cada 30º un número sin el cero final. Las orientaciones de los cuatro puntos cardinales se representan con sus iniciales (N=North,S=South, E=East, W=West). Esta situada en el campo de visión del piloto, en el frontal visible de la caja, un cristal, en el cual se ha pintado o grabado una marca o línea de fe, hace posible la lectura de los rumbos. Se diseña para ser montada por encima del nivel de los ojos, de forma que su lectura se pueda realizar directamente. En muchas ocasiones, la brújula dispone de una pequeña lámpara para poder realizar lecturas nocturnas. La brújula está sujeta a errores provocados por la aceleración, la desaceleración y la curvatura del campo magnético terrestre en especial en altas latitudes. También suele oscilar, converger o retrasarse en los virajes y su lectura es especialmente difícil durante turbulencias o maniobras. Los errores de tipo físico se deben principalmente a la fricción del liquido sobre la rosa de rumbos, a la falta de amortiguación de este líquido, o porque el propio líquido forma remolinos debido a turbulencias o maniobras bruscas. Estas circunstancias provocan balanceos y oscilaciones en la brújula que dificultan su lectura. Con independencia de los errores físicos, lo que más complica la navegación con la brújula son los errores de tipo magnético. Estos se conocen como errores debidos a la inclinación (viraje) y a la aceleración o desaceleración. Error de inclinación o viraje: Las líneas de fuerza del campo magnético terrestre tienen
un componente vertical que es 0 en el Ecuador pero que constituyen el 100% de la fuerza total en los Polos. Esta tendencia de la brújula a inclinarse hacia abajo por efecto de la atracción magnética, produce en los virajes el siguiente comportamiento:
Volando en un rumbo Norte, si se realiza un giro hacia el Este o el Oeste, la indicación inicial de la brújula se retrasará o indicará un giro hacia el la do contrario. Este desfase se va aminorando de manera que al llegar al rumbo Este u Oeste no existe error.
Si se hace un giro hacia el Sur desde cualquier dirección, a medida que nos vamos aproximando al Sur la brújula se adelanta e indica un rumbo más al Sur que el real. Para sacar al avión en el rumbo deseado, el giro debe ser terminado con una indicación de la brújula pasado dicho rumbo.
Volando en un rumbo Sur, al realizar un giro al Este o el Oeste, la brújula se adelanta e indica un rumbo más allá al realmente seguido. Este adelanto también se va aminorando de forma que al llegar al rumbo Este u Oeste tampoco existe error.
Si se hace un giro hacia el Norte desde cualquier dirección, cuando nos vamos aproximando al Norte la indicación de la brújula es de un rumbo más atrás del real. Para sacar al avión en el rumbo deseado, el giro debe ser terminado con una indicación de la brújula anterior a dicho rumbo.
Los errores de viraje se producen en rumbos Norte y Sur siendo prácticamente nulos en rumbos Este y Oeste. La cantidad de grados de retraso o adelanto es máxima en rumbos Norte (0º) y Sur (180º), y esta cantidad depende del ángulo de alabeo usado y de la latitud de la posición del aeroplano. Como colofón a las explicaciones anteriores, podríamos concluir que el error de viraje produce que en el semicírculo Norte de la rosa de rumbos la brújula gire más despacio que el avión e indique rumbos retrasados; igual en rumbos Este y Oeste indicando rumbos correctos, y más deprisa en el semicírculo Sur indicando rumbos adelantados. La regla nemotécnica para sacar al avión del viraje en rumbo correcto es: Norte (NO me paso) Sur (Si me paso) Error de aceleración/deceleración: Debido a su montaje pendular, cuando se cambia de velocidad acelerando o decelerando, la brújula se inclina sobre su pivote y esta inclinación provoca que las agujas imantadas no coincidan correctamente con las líneas magnéticas terrestres. Este error es más aparente en los rumbos Este y Oeste, siendo prácticamente nulo en rumbos Norte y Sur. Cuando un avión manteniendo un rumbo Este u Oeste acelera o asciende, la brújula indicará en principio como si se estuviera virando al Norte. Cuando decelera o desciende, la brújula indica un viraje al Sur.
