CICLO DE LA PUNTUALIDAD Y LA CULTURA

UNIVERSIDAD NACIONAL

DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO ACADEMICO

DE MECANICA DE SUELOS

GEOLOGIA APLICADA

PRI

BRUJULA BRUNTON

DOCENTE:

ING. JULIO CESAR ZEDANO CORNEJO

ESTUDIANTE:

BRIAN ERICK GOMEZ RIOS

(20102555F)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

pág. 1 Geología Aplicada

PRIMERA SALIDA DE CAMPO: BRUJULA BRUNTON

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Aspectos teóricos del magnetismo terrestre

Instrumentación para usar el magnetismo terrestre

Base teórica y ejemplos

INFORME DE LA SALIDA DE CAMPO Nº 1

FUNDAMENTO TEORICO

I. Magnetismo terrestre

El magnetismo es uno de los fenómenos más particulares de nuestro querido planeta

Tierra, sobretodo considerando que la Tierra misma es un imán gigantesco.

Nuestro planeta crea su propio campo magnético gracias a las corrientes eléctricas que

son creadas por el núcleo de hierro-niquel líquido, y como dijimos anteriormente la

Tierra es como un imán gigantesco con dos polos: un polo Norte y uno Sur; aunque,

como sabrán, estos polos magnéticos no están alineados con los polos geográficos. Las

diferencias son:

Polo Norte Geográfico: es definido por la latitud 90º y es el axis por el que la

Tierra hace el movimiento de rotación.

Polo Norte Magnético: este polo es donde el campo magnético de la Tierra

apunta verticalmente hacia abajo.

Polo Sur Magnético: se encuentra cercano a la costa de Adélie, en la Antártida,

a unos 2600 kilómetros del Polo Sur Geográfico

Por ejemplo, las agujas de las brújulas se guían en la dirección de las líneas de campos

magnéticos, las cuales son diferentes a las del Polo Norte Geográfico como pudimos

ver anteriormente. Algo curioso que tiene que ver con el sistema de brújulas es que la

aguja de las mismas está magnetizada con la punta norte pintada roja, y es atraída por

el polo norte magnético; por lo que si hablamos puramente de lo magnético, el polo

norte magnético es un polo sur que atrae a las agujas. Lo llamamos "polo norte"

simplemente porque está cercano al norte geográfico.

Por otro lado, el fenómeno del magnetismo terrestre también crea variadas

curiosidades que tienen que ver con nuestro planeta. Una de las más impresionantes

es la de las auroras boreales, las cuales no existirían si no fuera por las partículas del

espacio atraídas por nuestra querida y magnética Tierra.

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II. Brújula o Compas

Es un instrumento de ingeniería que basa su funcionamiento en el magnetismo

terrestre, tiene utilidad para determinar la orientación para lo cual usa una aguja

imantada que indica la dirección del norte magnético, el cual es diferente para cada

zona del planeta y del norte geográfico.

La historia señala a China como la civilización que dio origen a la invención de la

brújula, aproximadamente en el siglo IX con el fin de determinar las direcciones en mar

abierto, inicialmente consistía en una aguja imantada flotando en una vasija llena de

agua. Más adelante fue mejorada para reducir su tamaño e incrementar su practicidad,

cambiándose la vasija de agua por un eje rotatorio, y añadiéndose una «rosa de los

vientos» que sirve de guía para calcular direcciones.

Muchas de las antiguas brújulas chinas eran utilizadas en el marco conjunto de la

magia y de la ciencia y la protociencia, por ejemplo la brújula magnética es un

instrumento fundamental en la geomancia y el feng shui; las brújulas chinas

tradicionales para el feng shui en lugar de los puntos cardinales (N-E-S-W) suelen tener

por marco los hexagramas binarios del I Ching, es decir tales brújulas chinas están en el

centro del diagrama llamado Pa Kua y el punto cardinal que suelen utilizar de

referencia es el Sur ya que para la tradición China el Norte era nefasto (por el frío se

asociaba a la muerte) y por oposición el Sur era (como el Este) fasto o bienaventurado

(de allí consideraban que venía el calor y con ello la vida).

El primer uso de una brújula de navegación de 48 posiciones en el mar está

mencionado en un libro titulado «Las aduanas de Camboya», escrito por Zhou Daguan,

diplomático de la dinastía Yuan. Allí se describe su viaje en 1296 desde Wenzhou hasta

Angkor Thom, donde un marinero tomó una dirección de la aguja de «ding wei»,

equivalente a 22.5° SO. Luego de arribar en Baria, el marinero tomó un dato de la

«Aguja (brújula) de Kun Shen», o 52.5° SO.8.

Existe un gran debate acerca de qué ocurrió con la brújula luego de su aparición en

China. Diferentes teorías incluyen:

Viaje de la brújula desde China hasta el Medio Oriente a través de la Ruta de la

Seda, y luego a Europa.

Transferencia directa de la brújula de China a Europa, y luego de Europa al

Medio Oriente.

Creación independiente de la brújula en Europa, y luego paso de ésta al Medio

Oriente.

Las dos últimas teorías se basan en evidencias de aparición de la brújula en trabajos

europeos antes que en arábigos. La primera mención europea de una aguja

magnetizada y su uso entre marineros ocurre en De naturis rerum (Las cosas naturales)

, de Alexander Neckam, probablemente escrito en París en 1190.Otra evidencia para

esto incluye la palabra árabe para «brújula» (al-konbas), similar al kompass o compass

de las lenguas germánicas, posiblemente derivada de la palabra italiana compasso, por

la forma circular de la caja de la brújula.

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En el mundo árabe, la más temprana referencia al dispositivo se encuentra en «El libro

tesaurus de los mercaderes» (conocido por su transcripción al inglés como: The Book

of the Merchant's Treasure), escrito en árabe por Baylak al-Kibjaki en El Cairo en 1282.

Dado que el autor describe haber presenciado el uso de una brújula en un viaje en

barco 40 años antes, algunos eruditos se inclinan a anteceder la posible fecha de

aparición del objeto consecuentemente. También hay una mención musulmana a una

brújula con forma de pez de hierro en un libro persa de 1232.

En Europa, la brújula es oficialmente conocida desde el Renacimiento, inicialmente se

creyó que obraba por brujería de allí su nombre más común que es un diminutivo de

bruja; desde fines de la Edad Media y hasta aproximadamente mediados del siglo XIX

se creyó que la aguja imantada apuntaba hacia el Polo Norte y se creía que esto

ocurría porque -se suponía- existía en el Polo Norte una gigantesca montaña de hierro

o de magnetita en medio de una isla (imaginaria) a la que se llamó Rupes Nigra.

La brújula seca fue inventada en Europa alrededor del año 1300. Este artilugio consta

de tres elementos: una aguja magnetizada, una caja con cubierta de vidrio y una carta

náutica con la rosa de los vientos dibujada en una de sus caras. La carta se adhería en

la aguja, que a su vez se encontraba sobre un eje de forma que podía rotar libremente.

Como la brújula se ponía en línea con la quilla del barco y la carta giraba siempre que

el barco cambiaba de dirección, el aparato indicaba en todo momento el rumbo que

llevaba el barco. A pesar de que el sistema de agujas en cajas ya había sido descrito por

el erudito francés Peter Peregrinus en 1269, fue el italiano Flavio Gioja, piloto marino

originario de Amalfi, quien perfeccionó la brújula de navegación suspendiendo la aguja

sobre la carta náutica, dándole al aparato su apariencia familiar.

Ese modelo de brújula, con la aguja atada a una tarjeta rotatoria, también se describe

en un comentario de la Divina Comedia de Dante (1380), y en otra fuente se habla de

una brújula portátil en una caja (1318), soportando la noción de que la brújula seca era

conocida en Europa por esa época.

III. Tipos de brújulas

Exiten diferentes tipos de brújulas entra las cuales las que más resaltan su uso en la

ingeniería son:

1. Brújula 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 círculo 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).

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Con la brújula Freiberger se mide más rápido y más fácil. Los datos del tipo círculo

completo son más rápidos y fáciles de manejar.

Fig. 1 Brújula Freiberger

Uso de la brújula freiberger

a) Placa para medir tiene que ser junto con la roca

Fig. 2 Alineación de la Brújula

b) 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.

Fig. 3 Nivelacion

c) Aguja está libre

d) Se fija la aguja

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e) Se verifica la escala del manteo: rojo=aguja roja o negro: aguja negra

Fig. 4 Utilización de la Escala de Manteo

f) Se toma la lectura de la aguja (negra o roja; véase e) = valor de la

dirección de inclinación Este valor está entre 0º y 360º: entonces por ejemplo: 287 / 82

g) 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

2. Brújula Brunton

Una Brújula Brunton, también conocida como Brújula de geólogo, o tránsito de

bolsillo Brunton, es un tipo de brújula de precisión hecha originalmente por la

compañía Brunton, Inc. de Riverton, Wyoming.

El instrumento fue patentado en 1894 por un geólogo canadiense llamado David

W. Brunton, el cual realizo el artificio de cambiar el este por oeste y viceversa, con

este simple artificio el uso de la brújula se volvió más sencillo. Este instrumento

posee una aguja imantada que se dispone en la dirección de las líneas de

magnetismo natural de la Tierra. A diferencia de la mayoría de las brújulas

modernas, el tránsito de bolsillo Brunton utiliza amortiguación de inducción

magnética en lugar de líquido para amortiguar la oscilación de la aguja

orientadora. Se usa principalmente para medir orientaciones geográficas,

triangular una ubicación, medir lineaciones estructurales, planos y lugares

geométricos de estructuras geológicas.

Aunque la compañía Brunton Inc. manufactura muchos otros tipos de brújulas

magnéticas, el tránsito de bolsillo Brunton es un instrumento especializado, usado

ampliamente por aquellos que necesitan hacer mediciones precisas de ángulos.

Actualmente es manufacturada por diversas compañías. Los usuarios principales

de esta herramienta de medición son los geólogos, arqueólogos, ingenieros

agrimensores e inspectores de campo. El ejército de Estados Unidos adopto el

tránsito de bolsillo modelo M2 para el uso de su personal de artillería.

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Fig. 5 Brujula Brunton

Uso de la brújula Brunton

a) Se orienta la brújula en dirección a la falla, junto a la roca

b) Se ajusta el nivel esferico

c) La aguja se estabiliza libremente o podemos ayudarnos del botón

d) Observamos lo que marca la brujula y usamos la nomenclatura convecional

N . . . E ó N . . . O (Valida para el I y IV cuadrante)

S . . . E ó S . . . O (Valida para el II y III cuadrante)

Ejemplos:

N30E –S30O

e) Luego colocamos la brújula perpendicular al rumbo para poder medir el

buzamiento

f) Se usa el clinómetro

g) Se manipula el nivel tubular hasta q este se encuentre calibrado

h) Seguidamente tomamos la lectura del clinómetro

i) Finalmente orientamos la lidada en dirección del buzamiento y

observamos la orientación que nos marca y esta puede se N, NE, E, SE, S,

SO, O, NO.