Introducción

En el siglo VI a.C., se descubrió (por un pastor según cuenta la leyenda) que cierta clase de mineral atraía al hierro. Como fue hallado cerca de la ciudad de Magnesia, en Asia Menor, se llamó piedra de Magnesia, y el fenómeno se denominó magnetismo. Éste fue estudiado por primera vez por Tales de Mileto. Más adelante se descubrió que si un fragmento de hierro o acero se frotaba con el mineral magnético (imán), quedaba magnetizado (imantado). El término español de imán procede de una palabra latina que significa "piedra dura".

También se descubrió que si se permitía a una aguja magnética girar libremente, siempre señalaría la dirección norte sur. Se ignora cómo se produjo el descubrimiento, pero los chinos fueron los primeros en percatarse de esa propiedad. Así se refiere en libros chinos que datan del siglo II.

Los chinos nunca se sirvieron del imán para establecer el rumbo en la navegación. Los Árabes pudieron aprender de ellos aquel fenómeno, y tal vez algunos cruzados lo aprendieron a su vez de los Árabes llegando así a Europa.

En 1180, el sabio ingles Alexander Neckam (1157-1217) fue el primer europeo que hizo referencia a esa capacidad del magnetismo para señalar la dirección. Con el tiempo la aguja magnética se colocó sobre una tarjeta marcada con varias direcciones, la aguja aguja se podía mover libremente en torno de la tarjeta. Al dispositivo se le dio el nombre de Brújula, palabra que deriva de otra latina que significa caja. En la terminología marinera a la brújula se la llama compás (que proviene de una palabra francesa que significa girar).

Hoy en día se dice que la brujula se refiere a una aguja magnetizada que se monta sobre un pivote situado en el centro de una caja cilíndrica. En el fondo de la caja generalmente se ve la rosa de los vientos, (marca los cuatro puntos cardinales y otras 28 direcciones compuestas; también se puede graduar en grados de circunferencia). La aguja indica la dirección del campo magnético de la Tierra.

 

BRÚJULA

Es el instrumento utilizado para la determinación del norte magnético de la Tierra, y por tanto, para la determinación de cualquier dirección con relación a éste. En su forma básica consiste en una aguja magnetizada sujeta en su punto central y con posibilidad de giro sobre una rosa de direcciones.

La brújula puede tener muchos usos, pero todos derivados del hecho de que su aguja imantada siempre apunta al Norte. En orientación su uso se limita a lo más simple, orientar el mapa correctamente, identificar nuestra posición, y darnos una dirección de viaje o rumbo a un punto de referencia.

Llegados a este punto es preciso recordar que el norte o polo magnético y el norte geográfico no coinciden con exactitud, estando este último a la derecha del primero, por lo que debemos tener en cuenta esta variación cuando calculemos un rumbo muy preciso. La brújula se puede utilizar con o sin mapa, aunque con éste las posibilidades de orientación aumentan considerablemente.

Como sabemos los mapas están orientados al Norte y la brújula nos indica siempre el Norte magnético, lo que debemos hacer es hacer coincidir el norte de la brújula con el del mapa y para ello colocamos la brújula sobre el mapa y giramos ambos hasta que la aguja sea paralela al Norte del mapa. Una vez orientado no será difícil identificar nuestra ubicación localizando en el mapa aquellos elementos del paisaje que aparecen ante nuestra vista.

Para hacerlo más fácil la brújula es el instrumento que posee todas las direcciones o rumbos horizontales de la rosa náutica. Se fabrican muchos tipos de brújulas, pero cualquiera tendrá tres elementos fundamentales:

La aguja imantada: inventada por los chinos en el año 150, suele ser de acero y va montada libremente en el limbo, señalando una de sus puntas siempre al Norte magnético, siempre el Sur, a no ser que se use la brújula cerca de objetos metálicos o fuentes de electricidad, que pueden modificar su comportamiento.
El limbo o esfera graduada: círculo donde gira la aguja de la brújula. El sistema habitual de graduación es el sexagesimal que divide el círculo en 360 grados. El limbo puede ser fijo, moviéndose sólo la aguja, o flotante, siendo solidarios el limbo y la aguja.
La caja o chasis : es la estructura donde se aloja los dos elementos anteriores y el resto de elementos si los hubiera. De forma variable, su diseño depende del tipo de brújula.

Además de estos elementos algunas brújulas más completas poseen además de la aguja imantada, el limbo y la caja, un clicómetro con el cual se puede ubicar el norte real con solo girar varias veces el mismo debido a que cada clic establece una diferencia de tres grados, un escalímetro que es utilizado para realizar mapas topográficos y en el cual se encuentran marcadas las escalas en metros, pelo de asimut que sirve para enfocar objetos a distancia y obtener con el mismo su posición en grados, ranura de asimut que contiene el pelo de asimut y es en la que se visualiza el objeto destinado a enfocar.

  • Con las brújulas más sencillas para determinar un rumbo entre el punto donde estamos y el punto donde queremos ir, seguiremos tres pasos:
  • Colocamos la brújula sobre el mapa con uno de los cantos más largos de la brújula o una línea de dirección uniendo los dos puntos.
  • Giramos el limbo hasta que las líneas Norte-Sur de su interior sean paralelas a las líneas Norte-Sur del mapa. La flecha Norte de la brújula debe ser paralela y apuntar al Norte del mapa, sino el rumbo sería contrario.

. Levantamos la brújula del mapa y la mantenemos en la mano, nivelada horizontalmente. Giramos sobre nosotros mismos hasta que el Norte de la aguja magnética coincida con la flecha Norte de la brújula. La dirección a seguir (rumbo) nos vendrá marcada por la flecha de dirección.

Para tomar los datos tectónicos de planos geológicos en terreno se usa la brújula. Existen dos tipos de brújulas para tomar las medidas: La brújula del tipo Brunton (generalmente para mediciones con el rumbo) y la brújula tipo Freiberger (generalmente para mediciones con la dirección de inclinación).

 

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 entre 0-90º).

a) Brunton para tipo americano

1. La brújula está en orientación del rumbo, junto a las rocas

 

2. La burbuja del nivel esférico tiene que ser en el centro

3. La aguja tiene que ser libre

4. Se toma el valor del rumbo N.....E o N.....W

Para tomar el valor del rumbo se usan solo los cuadrantes I (entre 0 hasta 90º) o el cuadrante IV (entre 270º hasta 360º). Significa la aguja que marca entre 0-90º o entre 270-360º es la aguja de la lectura. Puede ser la aguja negra o la aguja blanca. Existen dos posibilidades:

Caso 1: Una de las agujas marca entre 0-90º azimutal (cuadrante I): Automáticamente se toma N [valor] E. En este caso siempre sale un "E"

Caso 2: Una de las agujas marca entre 270º-360 azimutal (cuadrante IV): Tenemos usar la distancia entre norte y la aguja o como formula: N [360º-valor] W. En este caso siempre sale un "W".

Algunos ejemplos de la notación del tipo americano con la brújula del tipo Brunton:

5. Se pone la brújula perpendicular al rumbo

 

6. Se usa el clinómetro

7. La burbuja del nivel tubular tiene que ser en el centro

8. Se toma la lectura del clinómetro como manteo

La lectura del clinómetro se toma en la escala del clinómetro, abajo de la escala azimutal. Este valor, no mayor de 90º es el manteo:

Entonces: N....E; mt

9. Se estima la dirección de inclinación en letras (N,NW,E,SE,S,SW,W,NW)

Al ultimo se estima con ayuda de la brújula la dirección de inclinación del plano medido. Pero se usa solo letras como N, NE, E, SE, S, SW, W, NW) para indicar la dirección de inclinación:  N.....E;mt

b) Brunton como círculo completo

1. Se usa el espejo como placa para medir

 

2. El espejo tiene que ser junto con la roca

3. La burbuja del nivel esférico tiene que ser en el centro

 

4. La aguja está libre

5. Se fija la aguja

6. Se estima la dirección de inclinación del plano

 

7. Se elige la aguja más cerca de la estimación como valor de la dirección de inclinación

Por ejemplo: Se estima una dirección de inclinación del plano alrededor de SW (entre 270º hasta 180º). La aguja blanca de la brújula Brunton marca hacia 220º, la aguja negra hacia 40º. La estimación indica que la aguja blanca con 220º es la aguja correcta.

Ejemplo

Entonces se nota: 220 /

8. Se toma este valor: dirección de inclinación

9.Se mide con el clinómetro el manteo: Nivel tubular tiene que ser en el centro

10. Se toma la lectura del clinómetro como manteo.

c) Brújula del tipo Freiberger:

La Brújula Freiberger es una herramienta bastante útil. Permite tomar los datos en una forma  rápida y segura. Principalmente se toman datos del tipo circulo completo, pero también sirve para tomar los datos de otros conceptos.
 

 

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.

Vista general de la brújula tipo Freiberger:

 

A= Placa para medir
B= Botón para fijar la aguja
C= Nivel
D = Escala de manteo

Aguja roja y negra
Escala para la dirección se inclinación: 1 = 10º, 2= 20º .....

La escala del manteo:

R1= Sector rojo de la escala de manteo
R2= Sector rojo (en algunas brujúlas no se marcaron rojo!)
N= Sector negro

1.Placa para medir tiene que ser junto con la roca

2 Nivel esférico tiene que ser en el centro.

Se mueve la brújula vertical (v) o horizontal (h) hasta la burbuja del nivel esférico está en el centro.

3. Aguja está libre

4. Se fija la aguja

5. Se verifica la escala del manteo: rojo=aguja roja o negro: aguja negra

 

6. Se toma la lectura de la aguja (negra o roja; véase 5.) = valor de la dirección de inclinación

Este valor está entre 0º y 360º: entonces por ejemplo: 287 /

7. Se toma la lectura de la escala del manteo: Valor del manteo.

El valor del manteo puede ser entre 0º hasta 90º: Entonces por ejemplo: 287 / 82

Los datos tectónicos: tipos de notaciones
Existen lamentablemente varias maneras para definir un plano geológico. En la misma manera no hay un concepto único en las notaciones. Importante es el uso correcto de un tipo de notaciones, sin mezclar con los demás. Se prefiere notaciones simples para no complicar el traspaso a la computadora.

Existen tres tipos de notaciones de datos tectónicos:

  1. Círculo completo: dirección de inclinación/manteo (ej. 320/65)

     

    El tipo de notación mas fácil y más eficiente. Solo dos números permiten la descripción de cualquier plano. El primer número (ejemplo: 320/...) es la dirección de inclinación (dip direction), el valor azimutal en ºgrados hacia donde el plano se inclina. Un plano con inclinación hacia al norte entonces tiene 0º hacia este=90º; hacia al sur 180º; hacia oeste= 270º. Entonces el primer número (la dirección de inclinación) puede llagar hasta 360º. 
    El manteo siempre es el ángulo pequeño entre la horizontal y el plano geológico. Nunca puede ser superior de 90º. 
    Este tipo de notación es fácil y rápido por tener solo dos números. Es muy recomendable usar este tipo de notación. No hay tantos errores a gracias de una definición fácil y única. 
    Cuidado: Algunos usan manteo - Dirección de Inclinación: (Ejemplo: 65 - 320)
  2. Medio círculo: Rumbo/manteo dir. (ej. 50/65NW)

 

Este tipo de medición hoy casi no se usan, pero existe todavía: El primer número (ejemplo 50) es el rumbo en una forma azimutal, podría ser un número entre 0º hasta 180º. Siempre hay un rumbo en este segmento. El segundo número es el manteo. Las letras al fin definen la dirección de inclinación. Eso es necesario porque el rumbo es bidireccional y siempre resultan dos posibilidades hacia donde se inclina el plano.

c) Tipo americano: N rumbo E/W; manteo dir. (ej. N50E;65NW)

 

El tipo de notación más usado en Chile es el tipo americano. N significa el inicio (punto cero) del dato (para planos geológicos siempre se puede usar N; para lineaciones también se necesita "S"). El primer número (ejemplo: 50) significa el rumbo a partir del N. Hay dos posibilidades hacia E como este o hacia W como oeste. El rumbo en este tipo de notación nunca es mayor de 90º. Entonces en el ejemplo tenemos 50º hacia el este. Después del ";" viene el manteo como se conoce, y como último la dirección de inclinación en letras. El problema de este notación es la gran cantidad de letras y números para definir el plano. Además en el cuadrante N....W se cuenta contra-reloj, en el cuadrante N...E en el sentido del reloj, eso también complica un poco este norma. El uso de este tipo de notación siempre necesita atención y sería mejor verificar los datos tomados o traspasados (especialmente en la tarde).

Los tres tipos de notaciones tectónicos definen matemáticamente la orientación un plano geológico. Para definir un plano se usan una línea fija, que marca la orientación en el plano: La primera posibilidad es el rumbo, la otra es la dirección de inclinación.

El Rumbo es la línea horizontal de un plano y marca hacía dos direcciones opuestos. Planos horizontales entonces no tienen un rumbo ( o mejor una cantidad infinita de rumbos).

(Definición original: El rumbo es la línea o lineación que resulta por la intersección del plano de interés con un plano horizontal o vertical)

 

Conclusión

Brújula, instrumento que indica el rumbo, empleado por marinos, pilotos, cazadores, excursionistas y viajeros para orientarse.

Dentro de los tipos de brújula destacan la de Brunton de Freiberger y SouthGeoSystems

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 entre 0-90º).

La Brújula Freiberger es una herramienta bastante útil. Permite tomar los datos en una forma  rápida y segura. Principalmente se toman datos del tipo circulo completo, pero también sirve para tomar los datos de otros conceptos.

Finalmente se tiene que la brújula puede tener muchos usos, pero todos derivados del hecho de que su aguja imantada siempre apunta al Norte. En orientación su uso se limita a lo más simple, orientar el mapa correctamente, identificar nuestra posición, y darnos una dirección de viaje o rumbo a un punto de referencia.

 

Brujulas