Una brújula es un dispositivo que muestra los puntos cardinales y que se utiliza para la navegación y la orientación geográfica. Generalmente, consiste en una aguja imantada u otro elemento, como una brújula o una rosa de los vientos , que puede girar para alinearse con el norte magnético . Se pueden utilizar otros métodos, como giroscopios, magnetómetros y receptores GPS .
Las brújulas suelen indicar los 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 indique acimutes o rumbos que normalmente se expresan en grados. Si se conoce la variación local entre el norte magnético y el norte verdadero , la dirección del norte magnético también indica la dirección del norte verdadero.
Entre los Cuatro Grandes Inventos , la brújula magnética fue inventada por primera vez como un dispositivo para la adivinación ya en la dinastía Han china (desde c. 206 a. C.), [1] [2] y luego adoptada para la navegación por la dinastía Song china durante el siglo XI. [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 conocido. Funciona como un indicador del " norte magnético ", el meridiano magnético local, porque la aguja imantada en su centro se alinea con el componente horizontal del campo magnético de la Tierra . El campo magnético ejerce un par sobre la aguja, tirando del extremo norte o polo de la aguja aproximadamente hacia el polo magnético norte de la Tierra, y tirando del otro hacia el polo magnético sur de la Tierra . [8] La aguja está montada sobre un punto de pivote de baja fricción, en las mejores brújulas un cojinete de rubí , para que pueda girar fácilmente. Cuando la brújula se mantiene nivelada, la aguja gira hasta que, después de unos segundos para permitir que las oscilaciones se detengan, se asienta en su orientación de equilibrio.
En la navegación, las direcciones en los mapas se expresan generalmente con referencia al norte geográfico o verdadero , la dirección hacia el Polo Norte Geográfico , el eje de rotación de la Tierra. Dependiendo de dónde se encuentre la brújula en la superficie de la Tierra, el ángulo entre el norte verdadero y el norte magnético , llamado declinación magnética , puede variar ampliamente con 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 en la antigua China de la dinastía Han estaban hechas de piedra imán , un mineral de hierro magnetizado naturalmente. [2] [10] La brújula húmeda llegó al sur de la India en el siglo IV d. C. [11] [12] Las brújulas posteriores estaban hechas de agujas de hierro, magnetizadas al golpearlas con una piedra imán, que aparecieron en China en 1088 durante la dinastía Song , como lo describe Shen Kuo . [13] Las brújulas secas comenzaron a aparecer alrededor de 1300 en la Europa medieval y el mundo islámico . [14] [7] Esto fue suplantado a principios del siglo XX por la brújula magnética llena de líquido. [15]
Las brújulas modernas suelen utilizar una aguja o un dial magnetizado dentro de una cápsula completamente llena de un líquido (el aceite de lámpara, el aceite mineral, los alcoholes blancos, el queroseno purificado o el alcohol etílico son comunes). Si bien los diseños más antiguos comúnmente incorporaban 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. [16] El líquido dentro de la cápsula sirve para amortiguar el movimiento de la aguja, lo que reduce el tiempo de oscilación y aumenta la estabilidad. Los puntos clave de la brújula, incluido el extremo norte de la aguja, a menudo están marcados con materiales fosforescentes , fotoluminiscentes o autoluminiscentes [17] para permitir que la brújula se lea 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 un transportador , y se las conoce como brújulas de orientación , de placa base, de mapa o de transportador. Este tipo de brújula utiliza una aguja magnetizada separada dentro de una cápsula giratoria, una "caja" o compuerta 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. [18] La cápsula está montada en una placa base transparente que contiene un indicador de dirección de viaje (DOT) para utilizarlo en la toma de rumbos directamente de un mapa. [18]
Otras características que se encuentran en las brújulas de orientación modernas son las escalas de mapa y de rótula para medir distancias y trazar posiciones en mapas, marcas luminosas en la cara o en los biseles, varios mecanismos de observación (espejo, prisma, etc.) para tomar rumbos de 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 la brújula, declinación ajustable para obtener rumbos verdaderos instantáneos sin recurrir a la aritmética y dispositivos como inclinómetros para medir gradientes. [19] El deporte de la orientación también ha dado como resultado el desarrollo de modelos con agujas extremadamente rápidas y estables que utilizan imanes de tierras raras para un uso óptimo con un mapa topográfico , una técnica de navegación terrestre conocida como asociación de terreno . [20] Muchas brújulas marinas diseñadas para su uso en barcos con ángulos que cambian constantemente utilizan fluidos amortiguadores como isopar M o isopar L para limitar la rápida fluctuación y dirección de la aguja. [21]
Las fuerzas militares de algunas naciones, en particular el ejército de los Estados Unidos, siguen fabricando brújulas de campo con diales o tarjetas de brújula magnetizadas en lugar de agujas. Una brújula de tarjeta magnética suele estar equipada con una mira óptica, lenticular o prismática , que permite al usuario leer el rumbo o el acimut en la tarjeta de la brújula mientras alinea simultáneamente la brújula con el objetivo (véase la foto). Los diseños de brújulas de tarjeta magnética normalmente requieren una herramienta transportadora independiente para tomar rumbos directamente de un mapa. [22] [23]
La brújula lenticular militar estadounidense M-1950 no utiliza una cápsula llena de líquido como mecanismo de amortiguación, sino más bien inducción electromagnética para controlar la oscilación de su tarjeta imantada. Se utiliza un diseño de "pozo profundo" para permitir que la brújula se utilice en todo el mundo con una inclinación de la tarjeta de hasta 8 grados sin perjudicar la precisión. [24] Como las fuerzas de inducción proporcionan menos amortiguación que los diseños llenos de líquido, se instala un bloqueo de aguja en la brújula para reducir el desgaste, que se opera mediante la acción de plegado del soporte de la mira trasera/lente. El uso de brújulas de inducción llenas de aire ha disminuido con los años, ya que pueden volverse inoperantes o imprecisas en temperaturas gélidas o entornos extremadamente húmedos debido a la condensación o la entrada de agua. [25]
Algunas brújulas militares, como la brújula lenticular militar estadounidense M-1950 ( Cammenga 3H), la Silva 4b Militaire y la Suunto M-5N(T) contienen el material radiactivo tritio (3
1yo
) y una combinación de fósforos. [26] La M-1950 estadounidense equipada con iluminación autoluminiscente contiene 120 mCi (milicurios) de tritio. El propósito del tritio y los fósforos es proporcionar iluminación a la brújula, a través de iluminación de tritio radioluminiscente , que no requiere que la brújula se "recargue" con luz solar o luz artificial. [27] Sin embargo, el tritio tiene una vida media de solo unos 12 años, [28] por lo que una brújula que contiene 120 mCi de tritio cuando es nueva contendrá solo 60 cuando tenga 12 años, 30 cuando tenga 24 años, y así sucesivamente. En consecuencia, la iluminación de la pantalla se desvanecerá.
Las brújulas de los marineros pueden tener dos o más imanes unidos permanentemente a una tarjeta de la brújula, que se mueve libremente sobre un pivote. Una línea de rumbo , que puede ser una marca en el cuenco de la brújula o una pequeña aguja fija, indica el rumbo del barco en la tarjeta de la brújula. Tradicionalmente, la tarjeta se divide en treinta y dos puntos (conocidos como loxodrómicos ), aunque las brújulas modernas están marcadas 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 moderadas, 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 hace cada vez mayor. En algún punto cercano al polo magnético, la brújula no indicará ninguna dirección en particular, sino que comenzará a desviarse. Además, la aguja comienza a apuntar hacia arriba o hacia abajo al acercarse a los polos, debido a la llamada inclinación magnética . Las brújulas baratas con malos rumbos pueden atascarse debido a esto y, por lo tanto, indicar una dirección incorrecta.
Las brújulas magnéticas se ven afectadas por cualquier campo magnético que no sea el 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 imanes permanentes potentes. Cualquier cuerpo conductor de electricidad produce su propio campo magnético cuando transporta una corriente eléctrica. Las brújulas magnéticas son propensas a 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 fiable y precisa.
Una brújula también está sujeta a errores cuando se acelera o desacelera en un avión o un automóvil. Dependiendo de en qué hemisferio de la Tierra se encuentre la brújula y si la fuerza es de aceleración o desaceleración, la brújula aumentará o disminuirá el rumbo indicado. Las brújulas que incluyen imanes compensadores 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 se gira desde un rumbo este u oeste, la brújula se retrasará o se adelantará al giro. Los magnetómetros y sus sustitutos, como los girocompás, son más estables en estas situaciones.
Una brújula de pulgar es un tipo de brújula que se utiliza habitualmente en la orientación , un deporte en el que la lectura de mapas y la asociación con el terreno son fundamentales. En consecuencia, la mayoría de las brújulas de pulgar tienen marcas de grados mínimas o nulas, y normalmente se utilizan solo para orientar el mapa hacia el norte magnético. Una aguja rectangular de gran tamaño o un indicador del 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 ver el mapa a través de la brújula. Los mejores modelos utilizan imanes de tierras raras para reducir el tiempo de estabilización 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 (MEMS) de estado sólido , generalmente construidas con dos o tres sensores de campo magnético que proporcionan datos a 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 utiliza internamente o se envía a una unidad de visualización. El sensor utiliza una electrónica interna altamente calibrada 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 usos específicos, como las siguientes:
Para construir una brújula se necesita una varilla magnética. Esta se puede crear alineando una varilla de hierro o acero con el campo magnético de la Tierra y luego templándola o golpeándola. Sin embargo, este método produce solo 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 . Esta varilla magnetizada (o aguja magnética) se coloca luego sobre una superficie de baja fricción para permitir que gire libremente y se alinee con el campo magnético. Luego se etiqueta para que el usuario pueda distinguir el extremo que apunta al norte del 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, se imanta. Si se la inserta en un corcho o en un trozo de madera y se la coloca en un cuenco con agua, se convierte en una brújula. Estos dispositivos se utilizaron universalmente como brújulas hasta la invención de la brújula con forma de caja y una aguja pivotante "seca", en torno al año 1300.
En un principio, muchas brújulas se marcaban únicamente en relación con la dirección del norte magnético o con los cuatro puntos cardinales (norte, sur, este y oeste). Más tarde, se dividieron en 24 puntos en China y en 32 en Europa, espaciados de forma uniforme alrededor de la brújula. Para consultar una tabla con los treinta y dos puntos, véase puntos cardinales .
En la era moderna, se impuso el sistema de 360 grados, que todavía se utiliza en la actualidad entre los navegantes civiles. El sistema de grados separa 360 puntos equidistantes ubicados en el sentido de las agujas del reloj alrededor de la esfera de la brújula. En el siglo XIX, algunas naciones europeas adoptaron el sistema de " grad " (también llamado grado o gon), en el que un ángulo recto es igual a 100 grados para dar un círculo de 400 grados. La división de grados en décimas para dar un círculo de 4000 decígrados también se ha utilizado en los ejércitos.
La mayoría de las fuerzas militares han adoptado el sistema francés " millieme ". Se trata de una aproximación de un milirradián (6283 por círculo), en el que el dial de la brújula está espaciado en 6400 unidades o "mils" para una mayor precisión al medir ángulos, colocar artillería, etc. El valor para los militares es que un mil angular 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 una de estas se dividió en 100 espacios, dando un círculo de 600. La Unión Soviética las dividió en décimas para dar un círculo de 6000 unidades, generalmente traducidas como "mils". Este sistema fue adoptado por los antiguos países del Pacto de Varsovia , por ejemplo , la Unión Soviética, Alemania del Este , etc., a menudo en sentido contrario a las agujas del reloj (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 suelen equilibrarse durante la fabricación para que el dial o la aguja estén nivelados, eliminando así el arrastre de la aguja. La mayoría de los fabricantes equilibran las agujas de sus brújulas 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 zonas individuales evita que un extremo de la aguja se hunda excesivamente, lo que puede hacer que la tarjeta de la brújula se atasque y dé lecturas falsas. [32]
Algunas brújulas cuentan con un sistema especial de equilibrado de la aguja que indicará con precisión el norte magnético independientemente de la zona magnética en particular. Otras brújulas magnéticas tienen un pequeño contrapeso deslizante instalado en la aguja. Este contrapeso deslizante, llamado "rider", se puede utilizar para equilibrar la aguja contra la inclinación causada por la inclinación si la brújula se lleva a una zona con una inclinación mayor o menor. [32]
Al igual que cualquier dispositivo magnético, las brújulas se ven afectadas por los materiales ferrosos cercanos, así como por las fuertes fuerzas electromagnéticas locales. Las brújulas utilizadas para la navegación terrestre en zonas silvestres no deben usarse cerca de objetos de metal ferroso o campos electromagnéticos (sistemas eléctricos de automóviles, motores de automóviles, pitones de acero , etc.) ya que pueden afectar su precisión. [33] 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 de encendido y apagado causados por los sistemas de encendido y carga del vehículo generalmente dan como resultado errores significativos de la brújula.
En el mar, la brújula de un barco también debe corregirse por errores, llamados desviación , causados por el hierro y el acero en su estructura y equipo. El barco se balancea , es decir, se gira alrededor de un punto fijo mientras se anota su rumbo mediante la alineación con puntos fijos en la costa. Se prepara una tarjeta de desviación de la brújula para que el navegante pueda convertir entre rumbos de brújula y magnéticos. La brújula se puede corregir de tres maneras. Primero, la línea de rumbo se puede ajustar para que esté alineada con la dirección en la que viaja el barco, luego los efectos de los imanes permanentes se pueden corregir con 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 con dos bolas de hierro montadas a cada lado de la bitácora de la brújula en conjunto con imanes permanentes y una barra Flinders . [34] El coeficiente representa el error en la línea de rumbo, mientras que los efectos ferromagnéticos y el componente no ferromagnético. [35]
Se utiliza un proceso similar para calibrar la brújula en aeronaves ligeras de aviación general, en las que la tarjeta de desviación de la brújula suele estar 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 de brújula local correcta para indicar el rumbo verdadero.
Una brújula magnética apunta al polo norte magnético, que se encuentra aproximadamente a 1.600 kilómetros del verdadero polo norte geográfico. El usuario de una brújula magnética puede determinar el verdadero norte buscando el norte magnético y luego corrigiendo la variación y la 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 habían calculado y publicado en 1914. [36] La desviación se refiere a la respuesta de la brújula a los campos magnéticos locales causados por la presencia de hierro y corrientes eléctricas; uno puede compensar parcialmente esto mediante la ubicación cuidadosa de la brújula y la colocación de imanes compensadores debajo de la propia brújula. Los marineros saben desde hace mucho tiempo que estas medidas no cancelan completamente 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 apuntaron su barco al siguiente punto de la brújula y midieron nuevamente, graficando sus resultados. De esta manera se podrían crear tablas de corrección, que serían consultadas cuando se utilizaran brújulas al viajar por esos lugares.
Los navegantes se preocupan por la precisión de las mediciones; sin embargo, los usuarios ocasionales no tienen por qué preocuparse por las diferencias entre el norte magnético y el verdadero. Excepto en áreas de variación extrema de la declinación magnética (20 grados o más), esto es suficiente para evitar 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, se puede trazar un rumbo y regresar al punto de partida utilizando únicamente la brújula. [37]
La navegación con brújula junto con un mapa ( asociación de terreno ) requiere un método diferente. Para tomar un rumbo de mapa o rumbo verdadero (un rumbo tomado en referencia al norte verdadero, no al magnético) a un destino con una brújula transportadora , el borde de la brújula se coloca en el mapa de manera que conecte la ubicación actual con el destino deseado (algunas fuentes recomiendan dibujar físicamente una línea). Las líneas de orientación en la base del dial de la brújula se giran luego 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. [38] El rumbo verdadero resultante o el rumbo del mapa se puede leer entonces en el indicador de grados o la línea de dirección de viaje (DOT), que se puede seguir como un acimut (rumbo) al destino. Si se desea un rumbo norte magnético o un rumbo de brújula , la brújula debe ajustarse por la cantidad de declinación magnética antes de usar el rumbo para que tanto el mapa como la brújula concuerden. [38] En el ejemplo dado, la gran montaña de la segunda foto fue seleccionada como el destino en el mapa. Algunas brújulas permiten ajustar la escala para compensar la declinación magnética local; si se ajusta correctamente, la brújula dará el rumbo verdadero en lugar del rumbo magnético.
La brújula transportadora de mano moderna siempre tiene una flecha o indicador de dirección de viaje (DOT) adicional inscrito en la placa base. Para verificar el progreso a lo largo de un curso o acimut, o para asegurarse de que el objeto a la vista es realmente el destino, se puede tomar una nueva lectura de la brújula hacia el objetivo si es visible (aquí, la gran montaña). Después de apuntar la flecha DOT en la placa base hacia el objetivo, la brújula se orienta de modo que la aguja se superponga sobre la flecha de orientación en la cápsula. El rumbo resultante indicado es el rumbo magnético hacia el objetivo. Nuevamente, si uno está usando rumbos "verdaderos" o del mapa, y la brújula no tiene una declinación preestablecida y preajustada, uno debe agregar 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 se da con frecuencia en el propio mapa o se puede obtener en línea en varios sitios. Si el excursionista ha estado siguiendo el camino correcto, el rumbo indicado corregido (verdadero) de la brújula debe corresponder estrechamente con el rumbo verdadero obtenido previamente del mapa.
La brújula debe colocarse sobre una superficie nivelada de modo que la aguja descanse o cuelgue únicamente del rumbo fijado a la carcasa de la brújula. Si se utiliza inclinada, la aguja podría tocar la carcasa de la brújula y no moverse libremente, por lo que no apuntaría al norte magnético con precisión y daría una lectura incorrecta. Para ver si la aguja está bien nivelada, observe de cerca la aguja e inclínela ligeramente para ver si se balancea de un lado a otro libremente y si no está en contacto con la carcasa de la brújula. Si la aguja se inclina en una dirección, incline la brújula ligeramente y con cuidado hacia 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 los dispositivos electrónicos pueden alterar fácilmente la aguja, impidiendo que se alinee con los campos magnéticos de la Tierra, lo que provoca lecturas inexactas. Las fuerzas magnéticas naturales de la Tierra son considerablemente débiles, midiendo 0,5 gauss y los campos magnéticos de los aparatos electrónicos domésticos pueden superarla fácilmente, dominando la aguja de la brújula. La exposición a imanes potentes 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 cuando utilice una brújula, por ejemplo, ciertas rocas que contienen minerales magnéticos, como la magnetita . Esto suele indicarse 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 interferencias en una brújula, salga del área y vea si la aguja de la brújula se mueve. Si lo hace, significa que el área o la roca en la que estaba la brújula anteriormente está causando interferencias y debe evitarse.
Existen 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 [39] (donde el magnetismo es una de las siete). A los dos sensores que utilizan dos de los seis principios restantes también se les suele llamar brújulas, es decir, la brújula giroscópica y la brújula GPS.
Una brújula giroscópica es similar a un giroscopio . Es una brújula no magnética que encuentra el norte verdadero mediante una rueda que gira rápidamente (accionada eléctricamente) y fuerzas de fricción para aprovechar la rotación de la Tierra. Las brújulas giroscópicas se utilizan ampliamente en los barcos . Tienen dos ventajas principales sobre las brújulas magnéticas:
Los barcos grandes suelen depender de un girocompás y utilizan el compás magnético solo como respaldo. Cada vez más, se utilizan brújulas electrónicas fluxgate en barcos más pequeños. Sin embargo, las brújulas magnéticas todavía se utilizan ampliamente porque pueden ser pequeñas, utilizan 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) pueden ahora alcanzar una precisión de rumbo de 0,02° y tener tiempos de arranque en segundos en lugar de horas como los sistemas de girocompás. Los dispositivos determinan con precisión las posiciones (latitudes, longitudes y altitud) de las antenas en la Tierra, a partir de las cuales se pueden calcular las direcciones 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, incluso si es solo a paso de 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 está moviendo 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 un viento cruzado o una corriente de marea.
Las brújulas GPS comparten las principales ventajas de las girobrújulas. Determinan el norte verdadero [39] , a diferencia del norte magnético, y no se ven afectadas por las perturbaciones del campo magnético de la Tierra. Además, en comparación con las girobrújulas, son mucho más baratas, funcionan mejor en las regiones polares, son menos propensas a verse afectadas por la vibración mecánica y se pueden inicializar mucho más rápidamente. Sin embargo, dependen del funcionamiento y la comunicación con los satélites GPS, que pueden verse interrumpidos por un ataque electrónico o por los efectos de una tormenta solar severa. Las girobrújulas siguen utilizándose con fines militares (especialmente en submarinos, donde las brújulas magnéticas y GPS son inútiles), pero han sido reemplazadas en gran medida por las brújulas GPS, con respaldos magnéticos, en contextos civiles.
principios de la dinastía Han, entre 300 y 200 a. C., los chinos fabricaron una brújula rudimentaria a partir de piedra imán... Esta brújula puede haber sido utilizada en la búsqueda de gemas y en la selección de sitios para casas... Su poder directivo condujo al uso de brújulas para la navegación...
