jueves, 17 de octubre de 2013

La AGUJA MAGNÉTICA: Declinación Magnética, Desvío, Corrección Total.



Magnetismo es la propiedad que tienen ciertos cuerpos llamados imanes de atraer al hierro y otros metales análogos. Los imanes pueden ser naturales (piedra imán) o artificiales, que se obtienen frotando una barra de acero con un imán o sometiéndola bajo ciertas condiciones a la acción de una corriente eléctrica. Los dos extremos de los imanes en donde se concentra la fuerza magnética se llaman Polos (donde aparece acumulada la fuerza magnética), mientras que en la parte media (zona neutra) no se manifiesta fuerza atractiva. 

La región de espacio en el que se manifiesta la acción magnética de un imán recibe el nombre de campo magnético de dicho imán.

Todo campo magnético queda representado por líneas de fuerza que van del Polo Norte al Polo Sur por el exterior del imán del polo Sur al Norte por su interior.

Si se deja una barra de hierro o acero dentro del campo magnético de un imán, se convierte a su vez en un imán cuyos polos son de nombre contrario a los productores del campo. Esta propiedad se conoce como inducción magnética y el magnetismo adquirido por la barra se le llama magnetismo inducido

Frente a la inducción, no todos los cuerpos se comportan de igual manera:
·         

          Unos tardan en imantarse, pero difícilmente pierden el magnetismo que han adquirido. Al magnetismo que éstos adquieren se le llama Magnetismo Permanente y un ejemplo de material que adquiere este tipo de magnetismo es el Hierro duro
·         Otros hierros se imantan fácilmente, pero también pierden rápidamente el magnetismo adquirido en cuanto dejan de estar afectados por el campo magnético. Hablaríamos de Magnetismo Accidental y de Hierros Dulces.

En el interior de la tierra se genera un campo magnético que se propaga al exterior en forma dipolar. Puede imaginarse que la tierra contiene un imán (dipolo), con su línea de los polos magnéticos (PNm-PSm), formando un ángulo con el eje de rotación de la tierra, cuyos extremos son los Polos Geográficos ( PN-PS).
Las líneas de fuerza de imán terrestre imaginario rodean la tierra partiendo del PSm (Rojo) y entrando por el PNm (Azul). A estas líneas se les llaman Meridianos Magnéticos

En ausencia de materiales férricos o ferrosos en su proximidades, el extremo Norte de una aguja magnética suspendida libremente de su centro de gravedad, se orientará según la dirección de los meridianos magnéticos. La aguja se orienta en el plano horizontal apuntando su Norte al PNm.
Las líneas de fuerza del campo magnético terrestre serán verticales a la superficie terrestre en los polos magnéticos y aproximadamente a mitad de camino entre ambos polos, serán horizontales y en cualquier otro lugar formarán un ángulo θ < 90º con el horizonte aparente.
Los polos magnéticos del imán terrestre no coinciden con los polos geográficos en los lugares en los que la inclinación  θ = 90º

El  Ecuador Magnético es el lugar geométrico de los puntos en los que la inclinación ( θ ) es nula

El campo magnético terrestre real es muy complejo y en su totalidad (incluyendo los polos) sufre variaciones que pueden ser producidas tanto por factores externos como internos y tienen un carácter periódico o irregular


De los expuesto se resume que : 

·         Existen en la tierra meridianos geográficos y magnéticos y por lo tanto una línea N-S geográfica y otra línea N-S Magnética producida por el campo magnético de la tierra.
·         Los meridianos de las cartas mercatorianas indican el N-S geográfico o verdadero.
·         Los elementos magnéticos terrestre son los que permiten que la aguja magnética se oriente, haciéndola útil para la navegación. En ausencia de materiales férricos, el extremo norte de una aguja magnética, suspendida libremente de su centro de gravedad se orientará según la dirección de las líneas de fuerza del campo magnético terrestre.
Debido a las irregularidades del campo magnético terrestre los meridianos magnéticos cortan a los meridianos geográficos, formando ángulos variables en función del lugar. En un lugar dado al ángulo formado por el meridiano geográfico (Nv) y el Magnético (Nm) se le llama DECLINACION MAGNETICA (dm) y su valor es variable con el tiempo debido a las variaciones temporales del campo magnético terrestre. En las cartas de navegación la encontramos representada mediante una rosa de los vientos con la información de la misma en el interior:


  • NW (-): El Norte magnético queda al W o izquierda del verdadero 
  • NE (+): El Norte magnético queda al E o derecha del verdadero
 
La DECLINACIÓN MAGNÉTICA depende del lugar por el que naveguemos y viene dada en las cartas. Además de no ser constante para cada lugar, varía también para cada lugar al transcurrir el tiempo


VARIACIÓN ANUA: Es lo que varía la dm en un año (6 a 9 minutos al año) y puede ser positiva  o negativa:
  • Variación anua (+)  o Incremento anuo.- La dm aumenta sin tener en cuenta su signo
  • Variación anua (-) o Decremento anuo.- La dm disminuye sin tener en cuenta su signo
La dm hay que corregirla para el año en curso.


EJEMPLO:


 Carta del Estrecho 1966 dm: 9º 45´ decremento anuo: 7´. Corregir la dm para el año 1980
1980- 1966 =14 añosx7 = 98 minutos= 1 º 38´NW (-)
9º 45´- 1º 38´= 8º 10´NW  para 1980








Para calcular la dm en 2011: 

2011 – 1992 = 19 años
19 años x 8’ = 152’ E = 2º 32’ E
6º 40’ W – 2º 24’ E = 4º 08’ W para esa zona en 2011


















LINEAS ISOGONAS.- Unen puntos de igual dm.

 Magnetismo Inducido por los Aceros del Buque
La orientación de la aguja magnética instalada a bordo de un buque se verá afectada por el magnetismo terrestre y por el magnetismo inducido por los materiales empleados en la construcción del  barco (tipo de acero y su posición en relación con las líneas de fuerza del campo magnético terrestre). En la construcción naval se utilizan tanto aceros duros como aceros dulces, por lo que el magnetismo inducido será tanto permanente como accidental.
Debido exclusivamente al magnetismo terrestre la aguja magnética suspendida libremente de su centro de gravedad se orienta según la línea N-S magnética formando con la línea N-S geográfica o verdadera un ángulo que hemos llamado declinación magnética.
Debido al magnetismo inducido por los aceros del buque el Norte de la aguja magnética de a bordo no señala el Norte Magnético sino el llamado Norte de Aguja (Na)
Tenemos por lo tanto tres tipos de Nortes:


  • Norte Verdadero o geográficos.- Lo indican las cartas por los meridianos. Correspondientes a los meridianos obtenidos del Polo Norte de la tierra
  • Norte Magnético.- Lo señala la aguja magnética  cuando está colocada en algún lugar desprovisto de materiales magnéticos
  • Norte de Aguja.- Lo señala la aguja magnética cuando esta abordo. Es diferente al Nm porque todo buque tiene materiales de hierro que hacen el efecto de imanes y la aguja señala la dirección resultante entre las fuerzas del campo magnético terrestre y la de los materiales magnéticos del buque en que está instalada
DESVIO (∆):El ángulo que forma la dirección de la aguja magnética cuando está a bordo (Na) con el meridiano magnético (Nm) se llama  Es el ángulo que separa del meridiano magnético (Nm) una aguja imantada en condiciones de girar libremente en la horizontal (Angulo que forma el Nm y el Na). Se cuenta desde el Nm al Na. Es ocasionado por la existencia a bordo de campos magnéticos distintos del terrestre. Depende del rumbo del barco
Los valores del desvío se tabulan en función del rumbo de aguja y del rumbo magnético:

+  : Cuando el  Na está a la derecha (al E) del Nm (NE+)
-   : Cuando el Na está a la izquierda (al W) del Nm (NW-)



Para reducir el magnetismo permanente y accidental que producen los aceros del barco sobre la aguja, se recurre a un procedimiento llamado COMPENSACIÓN que consiste en colocar en sus proximidades imanes y aceros dulces (esferas y barras Flinders) que generan a su vez un magnetismo permanente y a accidental de signo contrario.

A pesar de la compensación siguen existiendo desvíos residuales y a tal efecto se construyen TABLAS DE DESVÍOS producidos a diferentes rumbos. El desvío variará con el rumbo.


CORRECCIÓN TOTAL (Ct) al ángulo que se forma entre el norte de aguja y el norte geográfico o verdadero. La corrección total de un aguja magnética será:


Ct = ∆+ dm.- Es la separación entre el Nv y el Na
  • +: El Na queda a la derecha (al E) del Nv
  • -  : El Na queda a la izquierda (al W) del Nv




Para pasar las lecturas de aguja ( que tienen como referencia el norte de aguja) a la carta ( que tiene como referencia el norte verdadero o geográfico) y viceversa, habrá que aplicar la corrección total



La Aguja Magnética o Compas Magnético o Magistral


La aguja magnética es un instrumento cuyo propósito fundamental es determinar o medir direcciones horizontales. Como esta direcciones se expresan como el ángulo entre la línea que sigue una dirección de referencia, la función primordial de la guja debe indicar esa dirección. E resto de las direcciones podrá determinarse colocando un círculo graduado (rosa de los vientos) orientado en la dirección de referencia.
En un compás magnético, el elemento orientado es la aguja imantada, cuyo norte señala la dirección de referencia (Na) debido a la combinación del efecto del campo magnético terrestre que la hace orientarse según el meridiano magnético (Nm) y al efecto perturbador del magnetismo inducido por los aceros del buque que, a pesar de ser compensado, produce desvíos residuales que varían con el rumbo.
La utilidad mayor de la aguja es permitir conocer direcciones horizontales y por tanto debe de tener un fuerte elemento orientador en este plano y la posibilidad de medir las direcciones así como los medios necesarios para mantenerlo horizontal, evitando que oscile.
Además de los requisitos básicos de exactitud y confianza, una buena aguja debe de satisfacer dos condiciones:
  •    Sensibilidad: Capacidad de la aguja para acusar las más pequeñas variaciones en la dirección que sigue el buque
  •  Estabilidad: Hace que la oscilación de la aguja, debida por ejemplo a los movimientos irregulares del buque en la mar, sea mínima.
Para conseguir un fuerte elemento orientador, en lugar de consistir éste en una simple aguja imantada, está formado por una serie de éstas que, siendo sus ejes paralelos, se comportan como una unidad. 

Este sistema de agujas va solidario a un disco graduado de 000º a 360º que represente el horizonte, denominado Rosa de tal forma que la línea N-S (000º a 180º ) quede paralela al eje de las agujas.

En el centro del sistema rosa-aguja, va colocada un pieza de metal llamada Chapitel que tiene una piedra dura (ágata o zafiro) en el punto de suspensión. En este punto, el sistema rosa-agujas se apoya en la punta de una barrita de metal duro (acero o iridio) llamado Estilo, que va firme en el centro del fondo de una caja de material no magnético (cobre y cristal) llamado Mortero que es cilíndrico, con un diámetro interior poco mayor que de la rosa que contiene. 

En su parte superior, el mortero tiene una tapa de cristal y su parte inferior es plana o cóncava. Las paredes están pintadas de blanco, y tiene una línea negra marcada, perfectamente visible, que corresponde con la línea longitudinal proa-popa llamada Línea de fe.

Las agujas más comunes son las de líquido, que llevan el mortero lleno de una mezcla de agua destilada y alcohol para evitar la congelación. En estas agujas la rosa suele llevar un flotador que disminuye el rozamiento entre chapitel y estilo.

El  COMPAS MAGISTRAL es un compás magnético montado en una bitácora que contiene los necesarios dispositivos compensadores, debe asimismo estar dotado de un dispositivo apropiado de lectura azimutal. En las agujas magistrales el mortero va colocado en un mueble llamado Bitácora, mediante una suspensión cardán, a fin de que el mortero permanezca horizontal a pesar de los balances y cabezadas del buque.

Esta suspensión consiste en dotar al mortero de dos muñones horizontales en los extremos de un mismo diámetro, los cuales descansan sobre un arco de metal que lleva, a su vez, otros dos muñones en un diámetro perpendicular al anterior, que descansan en la bitácora.

La bitácora es un mueble de madera destinado a sostener la aguja a una altura conveniente. La bitácora se afirma en cubierta y tiene unos orificios para alojar correctores longitudinales, transversales y verticales para compensar el efecto del magnetismo permanente inducido por los aceros duros del buque. En su exterior tiene otros elementos como las esferas o la barra Flinders, para compensar el efecto del magnetismo accidental inducido por los aceros dulces del buque.

La bitácora se cierra por su parte superior con una cubierta llamada cubichete, que tiene por la cara de popa una ventana de cristal que defiende a la aguja de la intemperie y permite leer sus indicaciones. La rosa suele disponer de iluminación para su lectura por la noche.

Las normas de rendimiento y emplazamiento de los compases magnético a bordo están reguladas en la  Resolución A.382 (X) de la IMO


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