Una brújula es un dispositivo que muestra los puntos cardinales utilizados para la navegación y la orientación geográfica. Comúnmente consta de una aguja magnetizada u otro elemento, como una carta de los vientos o una rosa de los vientos , que puede girar para alinearse con el norte magnético . Se pueden utilizar otros métodos, incluidos giroscopios, magnetómetros y receptores GPS .
Las brújulas suelen mostrar ángulos en grados: el norte corresponde a 0° y los ángulos aumentan en el sentido de las agujas del reloj , por lo que el este es 90°, el sur es 180° y el oeste es 270°. Estos números permiten que la brújula muestre azimuts o rumbos que comúnmente se expresan en grados. Si se conoce la variación local entre el norte magnético y el norte verdadero , entonces la dirección del norte magnético también proporciona la dirección del norte verdadero.
Entre los cuatro grandes inventos , la brújula magnética se inventó por primera vez como un dispositivo de adivinación ya en la dinastía Han china (desde c. 206 a. C.), [1] [2] y luego fue adoptada para la navegación por la dinastía Song china durante el Siglo 11. [3] [4] [5] El primer uso de una brújula registrado en Europa occidental y el mundo islámico ocurrió alrededor de 1190. [6] [7]
La brújula magnética es el tipo de brújula más familiar. Funciona como un puntero al " norte magnético ", el meridiano magnético local, porque la aguja magnetizada en su corazón se alinea con la componente horizontal del campo magnético de la Tierra . El campo magnético ejerce un torque sobre la aguja, tirando del extremo norte o polo de la aguja aproximadamente hacia el polo magnético norte de la Tierra , y tirando el otro hacia el polo magnético sur de la Tierra . [8] La aguja está montada sobre un punto de pivote de baja fricción, en el mejor de los casos un cojinete de joya , por lo que puede girar fácilmente. Cuando la brújula se mantiene nivelada, la aguja gira hasta que, después de unos segundos para permitir que las oscilaciones desaparezcan, se estabiliza en su orientación de equilibrio.
En navegación, las direcciones en los mapas suelen expresarse con referencia al norte geográfico o verdadero , la dirección hacia el Polo Norte Geográfico , el eje de rotación de la Tierra. Dependiendo de dónde esté ubicada la brújula en la superficie de la Tierra, el ángulo entre el norte verdadero y el norte magnético , llamado declinación magnética , puede variar ampliamente según la ubicación geográfica. La declinación magnética local se da en la mayoría de los mapas, para permitir que el mapa se oriente con una brújula paralela al norte verdadero. Las ubicaciones de los polos magnéticos de la Tierra cambian lentamente con el tiempo, lo que se conoce como variación secular geomagnética . El efecto de esto significa que se debe utilizar un mapa con la información de declinación más reciente. [9] Algunas brújulas magnéticas incluyen medios para compensar manualmente la declinación magnética, de modo que la brújula muestre direcciones verdaderas.
Las primeras brújulas de la antigua China de la dinastía Han estaban hechas de imán , un mineral de hierro naturalmente magnetizado. [2] [10] Las brújulas posteriores estaban hechas de agujas de hierro, magnetizadas golpeándolas con una piedra imán, que apareció en China en 1088 durante la dinastía Song , como lo describe Shen Kuo . [11] Los compases secos comenzaron a aparecer alrededor de 1300 en la Europa medieval y el mundo islámico . [12] [7] Esto fue suplantado a principios del siglo XX por la brújula magnética llena de líquido. [13]
Las brújulas modernas suelen utilizar una aguja o dial magnetizado dentro de una cápsula completamente llena de un líquido (son comunes el aceite para lámparas, el aceite mineral, el aguarrás, el queroseno purificado o el alcohol etílico). Mientras que los diseños más antiguos incorporaban comúnmente un diafragma de goma flexible o un espacio de aire dentro de la cápsula para permitir cambios de volumen causados por la temperatura o la altitud, algunas brújulas líquidas modernas utilizan carcasas más pequeñas y/o materiales de cápsula flexibles para lograr el mismo resultado. [14] El líquido dentro de la cápsula sirve para amortiguar el movimiento de la aguja, reduciendo el tiempo de oscilación y aumentando la estabilidad. Los puntos clave de la brújula, incluido el extremo norte de la aguja, suelen estar marcados con materiales fosforescentes , fotoluminiscentes o autoluminiscentes [15] para permitir la lectura de la brújula de noche o con poca luz. Como el líquido de relleno de la brújula no es comprimible bajo presión, muchas brújulas ordinarias llenas de líquido funcionarán con precisión bajo el agua a profundidades considerables.
Muchas brújulas modernas incorporan una placa base y una herramienta transportadora , y se las conoce como diseños de " orientación ", "placa base", "brújula de mapa" o "transportador". Este tipo de brújula utiliza una aguja magnetizada separada dentro de una cápsula giratoria, una "caja" o puerta de orientación para alinear la aguja con el norte magnético, una base transparente que contiene líneas de orientación del mapa y un bisel (esfera exterior) marcado en grados u otras unidades. de medida angular. [16] La cápsula está montada en una placa base transparente que contiene un indicador de dirección de viaje (DOT) para usar en la toma de rumbos directamente desde un mapa. [dieciséis]
Otras características que se encuentran en las brújulas de orientación modernas son escalas de mapa y romer para medir distancias y trazar posiciones en los mapas, marcas luminosas en la cara o biseles, diversos mecanismos de observación (espejo, prisma, etc.) para orientar objetos distantes con mayor precisión, agujas "globales" montadas en cardán para usar en diferentes hemisferios, imanes especiales de tierras raras para estabilizar las agujas de las brújulas, declinación ajustable para obtener rumbos verdaderos instantáneos sin recurrir a la aritmética y dispositivos como inclinómetros para medir gradientes. [17] El deporte de la orientación también ha dado lugar al desarrollo de modelos con agujas estables y de asentamiento extremadamente rápido que utilizan imanes de tierras raras para un uso óptimo con un mapa topográfico , una técnica de navegación terrestre conocida como asociación de terreno . [18] Muchas brújulas marinas diseñadas para su uso en embarcaciones con ángulos en constante cambio utilizan fluidos amortiguadores como isopar M o isopar L para limitar la rápida fluctuación y dirección de la aguja. [19]
Las fuerzas militares de algunas naciones, en particular el ejército de los Estados Unidos, continúan fabricando brújulas de campaña con tarjetas o diales magnetizados en lugar de agujas. Una brújula de tarjeta magnética generalmente está equipada con una mira óptica, lensática o prismática , que permite al usuario leer el rumbo o el acimut de la tarjeta de la brújula mientras simultáneamente alinea la brújula con el objetivo (ver foto). Los diseños de brújulas de tarjeta magnética normalmente requieren una herramienta transportadora separada para poder orientarse directamente desde un mapa. [20] [21]
La brújula lensática militar estadounidense M-1950 no utiliza una cápsula llena de líquido como mecanismo de amortiguación, sino más bien una inducción electromagnética para controlar la oscilación de su tarjeta magnetizada. Se utiliza un diseño de "pozo profundo" para permitir que la brújula se utilice globalmente con una inclinación de la tarjeta de hasta 8 grados sin afectar la precisión. [22] Como las fuerzas de inducción proporcionan menos amortiguación que los diseños llenos de líquido, se coloca un bloqueo de aguja en la brújula para reducir el desgaste, operado por la acción de plegado del soporte de la lente/alza trasera. El uso de brújulas de inducción llenas de aire ha disminuido a lo largo de los años, ya que pueden volverse inoperantes o imprecisas en temperaturas bajo cero o ambientes extremadamente húmedos debido a la condensación o la entrada de agua. [23]
Algunas brújulas militares, como la brújula lensática militar estadounidense M-1950 ( Cammenga 3H), la Silva 4b Militaire y el Suunto M-5N(T), contienen el material radiactivo tritio (3
1h
) y una combinación de fósforos. [24] El M-1950 estadounidense equipado con iluminación autoluminosa contiene 120 mCi (milicurios) de tritio. El propósito del tritio y los fósforos es proporcionar iluminación a la brújula, mediante iluminación radioluminiscente de tritio , que no requiere que la brújula se "recargue" con luz solar o luz artificial. [25] Sin embargo, el tritio tiene una vida media de sólo unos 12 años, [26] por lo que una brújula que contiene 120 mCi de tritio cuando es nueva contendrá sólo 60 cuando tiene 12 años, 30 cuando tiene 24 años, etcétera. En consecuencia, la iluminación de la pantalla se desvanecerá.
Las brújulas de los marineros pueden tener dos o más imanes permanentemente unidos a una carta de la brújula, que se mueve libremente sobre un pivote. Una línea de navegación , que puede ser una marca en la brújula o una pequeña aguja fija, indica el rumbo del barco en la carta de la brújula. Tradicionalmente, la carta se divide en treinta y dos puntos (conocidos como rumbos ), aunque los compases modernos están marcados en grados en lugar de puntos cardinales. La caja (o cuenco) cubierta de vidrio contiene un cardán suspendido dentro de una bitácora . Esto preserva la posición horizontal.
La brújula magnética es muy fiable en latitudes templadas, pero en regiones geográficas cercanas a los polos magnéticos de la Tierra se vuelve inutilizable. A medida que la brújula se acerca a uno de los polos magnéticos, la declinación magnética, la diferencia entre la dirección hacia el norte geográfico y el norte magnético, se vuelve cada vez mayor. En algún punto cercano al polo magnético la brújula no indicará ninguna dirección particular sino que comenzará a desviarse. Además, la aguja empieza a apuntar hacia arriba o hacia abajo a medida que se acerca a los polos, debido a la llamada inclinación magnética . Las brújulas baratas con mala orientación pueden atascarse debido a esto y, por lo tanto, indicar una dirección incorrecta.
Las brújulas magnéticas están influenciadas por cualquier campo distinto al de la Tierra. Los entornos locales pueden contener depósitos minerales magnéticos y fuentes artificiales como resonancias magnéticas , grandes cuerpos de hierro o acero, motores eléctricos o fuertes imanes permanentes. Cualquier cuerpo eléctricamente conductor produce su propio campo magnético cuando transporta una corriente eléctrica. Las brújulas magnéticas son propensas a cometer errores en las proximidades de dichos cuerpos. Algunas brújulas incluyen imanes que se pueden ajustar para compensar los campos magnéticos externos, lo que hace que la brújula sea más confiable y precisa.
Una brújula también está sujeta a errores cuando se acelera o desacelera en un avión o automóvil. Dependiendo de en cuál de los hemisferios de la Tierra se encuentre ubicada la brújula y si la fuerza es aceleración o desaceleración la brújula aumentará o disminuirá el rumbo indicado. Las brújulas que incluyen imanes de compensación son especialmente propensas a estos errores, ya que las aceleraciones inclinan la aguja, acercándola o alejándola de los imanes.
Otro error de la brújula mecánica es el error de giro. Cuando uno gira desde un rumbo este u oeste, la brújula se retrasará con respecto al giro o se adelantará al giro. Los magnetómetros y sus sustitutos, como los girocompás, son más estables en tales situaciones.
Una brújula de pulgar es un tipo de brújula comúnmente utilizada en orientación , un deporte en el que la lectura de mapas y la asociación del terreno son primordiales. En consecuencia, la mayoría de las brújulas de pulgar tienen marcas de grados mínimas o nulas y normalmente se utilizan sólo para orientar el mapa hacia el norte magnético. Una aguja rectangular de gran tamaño o un indicador de norte ayudan a la visibilidad. Las brújulas de pulgar también suelen ser transparentes para que un orientador pueda sostener un mapa en la mano con la brújula y verlo a través de la brújula. Los mejores modelos utilizan imanes de tierras raras para reducir el tiempo de asentamiento de la aguja a 1 segundo o menos.
Las pequeñas brújulas que se encuentran en relojes, teléfonos móviles y otros dispositivos electrónicos son brújulas de sistemas microelectromecánicos de estado sólido (MEMS), generalmente construidas con dos o tres sensores de campo magnético que proporcionan datos para un microprocesador. A menudo, el dispositivo es un componente discreto que emite una señal digital o analógica proporcional a su orientación. Esta señal es interpretada por un controlador o microprocesador y se usa internamente o se envía a una unidad de visualización. El sensor utiliza componentes electrónicos internos altamente calibrados para medir la respuesta del dispositivo al campo magnético de la Tierra.
Además de las brújulas de navegación, también se han diseñado otras brújulas especiales para adaptarse a usos específicos. Éstas incluyen:
Se necesita una varilla magnética para construir una brújula. Esto se puede crear alineando una varilla de hierro o acero con el campo magnético de la Tierra y luego templandola o golpeándola. Sin embargo, este método produce sólo un imán débil, por lo que se prefieren otros métodos. Por ejemplo, se puede crear una varilla magnetizada frotando repetidamente una varilla de hierro con una piedra imán . Luego, esta varilla magnetizada (o aguja magnética) se coloca sobre una superficie de baja fricción para permitirle girar libremente y alinearse con el campo magnético. Luego se etiqueta para que el usuario pueda distinguir el extremo que apunta al norte del extremo que apunta al sur; En la convención moderna, el extremo norte suele estar marcado de alguna manera.
Si se frota una aguja sobre una piedra imán u otro imán, la aguja se magnetiza. Cuando se inserta en un corcho o un trozo de madera y se coloca en un recipiente con agua se convierte en una brújula. Estos dispositivos se utilizaron universalmente como brújula hasta la invención de la brújula en forma de caja con una aguja pivotante "seca" alrededor del año 1300.
Originalmente, muchas brújulas estaban marcadas únicamente en cuanto a la dirección del norte magnético o de los cuatro puntos cardinales (norte, sur, este, oeste). Posteriormente, estos se dividieron, en China en 24 y en Europa en 32 puntos equiespaciados alrededor de la brújula. Para obtener una tabla de los treinta y dos puntos, consulte puntos de la brújula .
En la era moderna, se impuso el sistema de 360 grados. Este sistema todavía se utiliza hoy en día para los navegantes civiles. El sistema de grados espacia 360 puntos equidistantes ubicados en el sentido de las agujas del reloj alrededor del dial de la brújula. En el siglo XIX, algunas naciones europeas adoptaron el sistema " grad " (también llamado grado o gon), donde un ángulo recto mide 100 grados para dar un círculo de 400 grados. En los ejércitos también se ha utilizado la división de grados en décimas para obtener un círculo de 4000 decigrados .
La mayoría de las fuerzas militares han adoptado el sistema francés " millieme ". Esta es una aproximación de un mili-radian (6283 por círculo), en el cual el dial de la brújula está espaciado en 6400 unidades o "mils" para mayor precisión al medir ángulos, colocar artillería, etc. El valor para los militares es ese angular mil subtiende aproximadamente un metro a una distancia de un kilómetro. La Rusia imperial utilizó un sistema derivado de dividir la circunferencia de un círculo en cuerdas de la misma longitud que el radio. Cada uno de ellos se dividió en 100 espacios, dando un círculo de 600. La Unión Soviética los dividió en décimas para dar un círculo de 6000 unidades, generalmente traducidas como "mils". Este sistema fue adoptado por los países del antiguo Pacto de Varsovia (por ejemplo, la Unión Soviética , Alemania Oriental ), a menudo en sentido antihorario (ver imagen de la brújula de muñeca). Esto todavía se utiliza en Rusia.
Debido a que la inclinación y la intensidad del campo magnético de la Tierra varían en diferentes latitudes, las brújulas a menudo se equilibran durante la fabricación para que el dial o la aguja estén nivelados, eliminando el arrastre de la aguja que puede dar lecturas inexactas. La mayoría de los fabricantes equilibran las agujas de su brújula para una de cinco zonas, que van desde la zona 1, que cubre la mayor parte del hemisferio norte , hasta la zona 5 que cubre Australia y los océanos del sur. Este equilibrio de zona individual evita la inmersión excesiva de un extremo de la aguja, lo que puede provocar que la tarjeta de la brújula se pegue y proporcione lecturas falsas. [30]
Algunas brújulas cuentan con un sistema especial de equilibrio de agujas que indicará con precisión el norte magnético independientemente de la zona magnética particular. Otras brújulas magnéticas tienen un pequeño contrapeso deslizante instalado en la propia aguja. Este contrapeso deslizante, llamado 'rider', se puede utilizar para contrarrestar la aguja contra la inclinación provocada por la inclinación si la brújula se lleva a una zona con mayor o menor inclinación. [30]
Como cualquier dispositivo magnético, las brújulas se ven afectadas por materiales ferrosos cercanos, así como por fuertes fuerzas electromagnéticas locales. Las brújulas utilizadas para la navegación en tierras silvestres no deben usarse cerca de objetos de metales ferrosos o campos electromagnéticos (sistemas eléctricos de automóviles, motores de automóviles, pitones de acero , etc.), ya que eso puede afectar su precisión. [31] Las brújulas son particularmente difíciles de usar con precisión en o cerca de camiones, automóviles u otros vehículos mecanizados, incluso cuando se corrige la desviación mediante el uso de imanes incorporados u otros dispositivos. Grandes cantidades de metal ferroso combinadas con los campos eléctricos intermitentes causados por los sistemas de encendido y carga del vehículo generalmente resultan en errores significativos de la brújula.
En el mar, la brújula de un barco también debe corregirse de los errores, llamados desvíos , provocados por el hierro y el acero en su estructura y equipamiento. El barco se balancea , es decir, se gira alrededor de un punto fijo mientras se anota su rumbo alineándolo con puntos fijos en la orilla. Se prepara una tarjeta de desviación de la brújula para que el navegante pueda convertir entre rumbos magnéticos y de brújula. La brújula se puede corregir de tres formas. Primero, se puede ajustar la línea de pesca para que esté alineada con la dirección en la que viaja el barco, luego se pueden corregir los efectos de los imanes permanentes mediante pequeños imanes instalados dentro de la caja de la brújula. El efecto de los materiales ferromagnéticos en el entorno de la brújula se puede corregir mediante dos bolas de hierro montadas a cada lado de la bitácora de la brújula junto con imanes permanentes y una barra de Flinders . [32] El coeficiente representa el error en la línea lubber, mientras que los efectos ferromagnéticos y el componente no ferromagnético. [33]
Se utiliza un proceso similar para calibrar la brújula en aviones ligeros de aviación general, con la tarjeta de desviación de la brújula a menudo montada de forma permanente justo encima o debajo de la brújula magnética en el panel de instrumentos. Las brújulas electrónicas Fluxgate se pueden calibrar automáticamente y también se pueden programar con la variación local correcta de la brújula para indicar el rumbo verdadero.
Una brújula magnética apunta al polo norte magnético, que está aproximadamente a 1.000 millas del verdadero polo norte geográfico. El usuario de una brújula magnética puede determinar el norte verdadero encontrando el norte magnético y luego corrigiendo la variación y desviación. La variación se define como el ángulo entre la dirección del norte verdadero (geográfico) y la dirección del meridiano entre los polos magnéticos. Los valores de variación para la mayoría de los océanos se calcularon y publicaron en 1914. [34] La desviación se refiere a la respuesta de la brújula a los campos magnéticos locales causados por la presencia de hierro y corrientes eléctricas; Estos se pueden compensar en parte colocando cuidadosamente la brújula y colocando imanes de compensación debajo de la propia brújula. Los navegantes saben desde hace mucho tiempo que estas medidas no cancelan por completo la desviación; por lo tanto, realizaron un paso adicional midiendo el rumbo de la brújula de un punto de referencia con un rumbo magnético conocido. Luego dirigieron su barco al siguiente punto de la brújula y midieron nuevamente, graficando sus resultados. De esta forma se podrían crear tablas de corrección, que serían consultadas cuando se utilizara brújula al viajar por esas localidades.
A los marineros les preocupan las mediciones muy precisas; sin embargo, los usuarios ocasionales no necesitan preocuparse por las diferencias entre el norte magnético y el norte verdadero. Excepto en áreas de variación extrema de declinación magnética (20 grados o más), esto es suficiente para protegerse de caminar en una dirección sustancialmente diferente a la esperada en distancias cortas, siempre que el terreno sea bastante plano y la visibilidad no se vea afectada. Al registrar cuidadosamente las distancias (tiempo o pasos) y los rumbos magnéticos recorridos, uno puede trazar un rumbo y regresar al punto de partida utilizando únicamente la brújula. [35]
La navegación con brújula junto con un mapa ( asociación de terreno ) requiere un método diferente. Para tomar un rumbo en el mapa o un rumbo verdadero (un rumbo tomado en referencia al norte verdadero, no magnético) a un destino con una brújula transportadora , el borde de la brújula se coloca en el mapa de modo que conecte la ubicación actual con el destino deseado. (algunas fuentes recomiendan trazar físicamente una línea). Luego, las líneas de orientación en la base del dial de la brújula se giran para alinearse con el norte real o verdadero alineándolas con una línea de longitud marcada (o el margen vertical del mapa), ignorando por completo la aguja de la brújula. [36] El rumbo verdadero resultante o el rumbo del mapa se puede leer en el indicador de grados o en la línea de dirección de viaje (DOT), que se puede seguir como un azimut (rumbo) hasta el destino. Si se desea un rumbo norte magnético o un rumbo de brújula , la brújula debe ajustarse según la cantidad de declinación magnética antes de usar el rumbo para que tanto el mapa como la brújula coincidan. [36] En el ejemplo dado, la montaña grande en la segunda foto fue seleccionada como destino objetivo en el mapa. Algunas brújulas permiten ajustar la escala para compensar la declinación magnética local; Si se ajusta correctamente, la brújula indicará el rumbo verdadero en lugar del rumbo magnético.
La moderna brújula transportadora de mano siempre tiene una flecha o indicador de dirección de viaje (DOT) adicional inscrito en la placa base. Para comprobar el progreso de uno a lo largo de un rumbo o azimut, o para asegurarse de que el objeto a la vista sea efectivamente el destino, se puede tomar una nueva lectura de la brújula hasta el objetivo si está visible (en este caso, la montaña grande). Después de apuntar al objetivo con la flecha DOT de la placa base, la brújula se orienta de modo que la aguja quede superpuesta a la flecha de orientación en la cápsula. El rumbo resultante indicado es el rumbo magnético hacia el objetivo. Nuevamente, si se utilizan rumbos "verdaderos" o de mapa, y la brújula no tiene una declinación preestablecida y preajustada, se debe sumar o restar adicionalmente la declinación magnética para convertir el rumbo magnético en un rumbo verdadero . El valor exacto de la declinación magnética depende del lugar y varía con el tiempo, aunque la declinación frecuentemente se indica en el propio mapa o se puede obtener en línea desde varios sitios. Si el excursionista ha estado siguiendo el camino correcto, el rumbo indicado (verdadero) corregido por la brújula debe corresponder estrechamente al rumbo verdadero obtenido previamente del mapa.
Se debe colocar una brújula sobre una superficie nivelada de modo que la aguja solo descanse o cuelgue del cojinete fusionado a la carcasa de la brújula; si se usa inclinada, la aguja podría tocar la carcasa de la brújula y no moverse libremente, por lo que no apuntará. al norte magnético con precisión, dando una lectura errónea. Para ver si la aguja está bien nivelada, mírela de cerca e inclínela ligeramente para ver si se balancea libremente de lado a lado y si no hace contacto con la carcasa de la brújula. Si la aguja se inclina en una dirección, incline la brújula leve y suavemente en la dirección opuesta hasta que la aguja de la brújula esté horizontal, a lo largo. Los elementos que se deben evitar cerca de las brújulas son los imanes de cualquier tipo y cualquier dispositivo electrónico. Los campos magnéticos de la electrónica pueden alterar fácilmente la aguja, impidiendo que se alinee con los campos magnéticos de la Tierra, provocando lecturas inexactas. Las fuerzas magnéticas naturales de la Tierra son considerablemente débiles, miden 0,5 gauss y los campos magnéticos de los aparatos electrónicos domésticos pueden superarlas fácilmente, dominando la aguja de la brújula. La exposición a imanes fuertes o interferencias magnéticas a veces puede hacer que los polos magnéticos de la aguja de la brújula difieran o incluso se inviertan. Evite los depósitos ricos en hierro al utilizar una brújula, por ejemplo, ciertas rocas que contienen minerales magnéticos, como la magnetita . Esto suele estar indicado por una roca con una superficie oscura y con un brillo metálico; no todas las rocas que contienen minerales magnéticos tienen esta indicación. Para ver si una roca o un área está causando interferencia en una brújula, salga del área y observe si la aguja de la brújula se mueve. Si es así, significa que el área o roca en la que se encontraba anteriormente la brújula está causando interferencia y debe evitarse.
Hay otras formas de encontrar el norte además del uso del magnetismo, y desde el punto de vista de la navegación existen un total de siete formas posibles [37] (donde el magnetismo es una de las siete). Dos sensores que utilizan dos de los seis principios restantes a menudo también se denominan brújulas, es decir, girocompás y brújula GPS.
Un girocompás es similar a un giroscopio . Es una brújula no magnética que encuentra el norte verdadero mediante el uso de una rueda de giro rápido (impulsada eléctricamente) y fuerzas de fricción para aprovechar la rotación de la Tierra. Los girocompáss se utilizan ampliamente en los barcos . Tienen dos ventajas principales sobre las brújulas magnéticas:
Los barcos grandes suelen depender de un girocompás, utilizando la brújula magnética sólo como respaldo. Cada vez más, las brújulas fluxgate electrónicas se utilizan en embarcaciones más pequeñas. Sin embargo, las brújulas magnéticas todavía se utilizan ampliamente, ya que pueden ser pequeñas, utilizar tecnología simple y confiable, son comparativamente baratas, a menudo son más fáciles de usar que el GPS , no requieren suministro de energía y, a diferencia del GPS, no se ven afectadas por objetos, por ejemplo, árboles, que pueden bloquear la recepción de señales electrónicas.
Los receptores GPS que utilizan dos o más antenas montadas por separado y combinan los datos con una unidad de movimiento inercial (IMU) ahora pueden alcanzar 0,02° en precisión de rumbo y tienen tiempos de inicio en segundos en lugar de horas para los sistemas de girocompás. Los dispositivos determinan con precisión las posiciones (latitud, longitud y altitud) de las antenas en la Tierra, a partir de las cuales se pueden calcular los puntos cardinales. Fabricados principalmente para aplicaciones marítimas y de aviación, también pueden detectar el cabeceo y el balanceo de los barcos. Los receptores GPS pequeños y portátiles con una sola antena también pueden determinar direcciones si se están moviendo, aunque solo sea al ritmo de una caminata. Al determinar con precisión su posición en la Tierra en momentos con unos pocos segundos de diferencia, el dispositivo puede calcular su velocidad y el rumbo verdadero (en relación con el norte verdadero ) de su dirección de movimiento. Con frecuencia es preferible medir la dirección en la que se mueve realmente un vehículo, en lugar de su rumbo, es decir, la dirección en la que apunta su morro. Estas direcciones pueden ser diferentes si hay viento cruzado o corriente de marea.
Las brújulas GPS comparten las principales ventajas de los girocompás. Determinan el norte verdadero [37] , a diferencia del norte magnético, y no se ven afectados por las perturbaciones del campo magnético de la Tierra. Además, en comparación con los girocompás, son mucho más baratos, funcionan mejor en regiones polares, son menos propensos a verse afectados por vibraciones mecánicas y pueden inicializarse mucho más rápidamente. Sin embargo, dependen del funcionamiento y la comunicación con los satélites GPS, que podrían verse perturbados por un ataque electrónico o por los efectos de una fuerte tormenta solar. Los girocompáss siguen utilizándose con fines militares (especialmente en submarinos, donde las brújulas magnéticas y GPS son inútiles), pero han sido reemplazadas en gran medida por brújulas GPS, con respaldo magnético, en contextos civiles.
A principios de la dinastía Han, entre 300 y 200 a. C., los chinos fabricaron una brújula rudimentaria con piedra imán... Esta brújula puede haber sido utilizada en la búsqueda de gemas y en la selección de sitios para casas... Su poder directivo llevó al uso de brújulas para la navegación...
