La declinación magnética (también llamada variación magnética ) es el ángulo entre el norte magnético y el norte verdadero en un lugar particular de la superficie de la Tierra. El ángulo puede cambiar con el tiempo debido al desplazamiento polar .
El norte magnético es la dirección que señala el extremo norte de la aguja de una brújula magnetizada , que corresponde a la dirección de las líneas del campo magnético de la Tierra. El norte verdadero es la dirección a lo largo de un meridiano hacia el Polo Norte geográfico .
De manera algo más formal, Bowditch define la variación como "el ángulo entre los meridianos magnéticos y geográficos en cualquier lugar, expresado en grados y minutos hacia el este u oeste para indicar la dirección del norte magnético desde el norte verdadero. El ángulo entre los meridianos magnéticos y de rejilla se llama rejilla ángulo magnético, variación de la red o grivación." [1]
Por convención, la declinación es positiva cuando el norte magnético está al este del norte verdadero y negativa cuando está al oeste. Las líneas isogónicas son líneas en la superficie de la Tierra a lo largo de las cuales la declinación tiene el mismo valor constante, y las líneas a lo largo de las cuales la declinación es cero se llaman líneas agónicas . La letra griega minúscula δ (delta) se utiliza frecuentemente como símbolo de la declinación magnética.
El término desviación magnética a veces se usa de manera vaga para significar lo mismo que declinación magnética, pero más correctamente se refiere al error en la lectura de una brújula inducido por objetos metálicos cercanos, como el hierro a bordo de un barco o avión.
La declinación magnética no debe confundirse con la inclinación magnética , también conocida como buzamiento magnético, que es el ángulo que forman las líneas del campo magnético de la Tierra con el lado descendente del plano horizontal.
La declinación magnética varía tanto de un lugar a otro como con el paso del tiempo. Cuando un viajero navega por la costa este de los Estados Unidos, por ejemplo, la declinación varía desde 16 grados al oeste en Maine, a 6 grados en Florida, 0 grados en Luisiana y 4 grados al este en Texas. La declinación en Londres, Reino Unido, fue de un grado hacia el oeste (2014), y se redujo a cero a principios de 2020. [2] [3] Los informes sobre la declinación magnética medida en lugares distantes se volvieron comunes en el siglo XVII, y Edmund Halley hizo un mapa de declinación del Océano Atlántico en 1700. [4]
En la mayoría de las zonas, la variación espacial refleja las irregularidades de los flujos en las profundidades de la Tierra; en algunas zonas, los depósitos de mineral de hierro o magnetita en la corteza terrestre pueden contribuir en gran medida a la declinación. De manera similar, los cambios seculares en estos flujos resultan en cambios lentos en la intensidad y dirección del campo en el mismo punto de la Tierra.
La declinación magnética en un área determinada puede (lo más probable es que cambie) lentamente con el tiempo, posiblemente tan solo entre 2 y 2,5 grados cada cien años aproximadamente, dependiendo de dónde se mida. Para una ubicación cercana al polo como Ivujivik , la declinación puede cambiar 1 grado cada tres años. Esto puede ser insignificante para la mayoría de los viajeros, pero puede ser importante si se utilizan rumbos magnéticos de cartas antiguas o medidas (direcciones) en escrituras antiguas para localizar lugares con cierta precisión.
Como ejemplo de cómo cambia la variación con el tiempo, vea los dos gráficos de la misma área (extremo occidental de Long Island Sound ), a continuación, estudiados con 124 años de diferencia. El gráfico de 1884 muestra una variación de 8 grados, 20 minutos al oeste. El gráfico de 2008 muestra 13 grados, 15 minutos al oeste.
La declinación magnética en cualquier lugar particular se puede medir directamente con referencia a los polos celestes , los puntos en el cielo alrededor de los cuales parecen girar las estrellas, que marcan la dirección del norte verdadero y del sur verdadero. El instrumento utilizado para realizar esta medición se conoce como declinómetro .
La posición aproximada del polo norte celeste está indicada por Polaris (la Estrella Polar). Por lo tanto, en el hemisferio norte, la declinación se puede determinar aproximadamente como la diferencia entre la orientación magnética y la visual en Polaris. Actualmente, Polaris traza un círculo de 0,73° de radio alrededor del polo norte celeste, por lo que esta técnica tiene una precisión de un grado. En latitudes altas, una plomada es útil para observar la estrella Polar contra un objeto de referencia cercano al horizonte, desde el cual se puede tomar su orientación. [5]
A rough estimate of the local declination (within a few degrees) can be determined from a general isogonic chart of the world or a continent, such as those illustrated above. Isogonic lines are also shown on aeronautical and nautical charts.
Larger-scale local maps may indicate current local declination, often with the aid of a schematic diagram. Unless the area depicted is very small, declination may vary measurably over the extent of the map, so the data may be referred to a specific location on the map. The current rate and direction of change may also be shown, for example in arcminutes per year. The same diagram may show the angle of grid north (the direction of the map's north–south grid lines), which may differ from true north.
On the topographic maps of the U.S. Geological Survey (USGS), for example, a diagram shows the relationship between magnetic north in the area concerned (with an arrow marked "MN") and true north (a vertical line with a five-pointed star at its top), with a label near the angle between the MN arrow and the vertical line, stating the size of the declination and of that angle, in degrees, mils, or both. However, the diagram itself is not an accurate depiction of the stated numerical declination angle, but is intentionally exaggerated by the cartographer for purposes of legibility.
Worldwide empirical model of the deep flows described above are available for describing and predicting features of the Earth's magnetic field, including the magnetic declination for any given location at any time in a given timespan. One such model is World Magnetic Model (WMM) of the US and UK. It is built with all the information available to the map-makers at the start of the five-year period it is prepared for. It reflects a highly predictable rate of change,[a] and is usually more accurate than a map—which is likely months or years out of date.[citation needed] For historical data, the IGRF and GUFM models may be used. Tools for using such models include:
Los modelos WMM, IGRF y GUFM solo describen el campo magnético emitido en el límite entre el núcleo y el manto. En la práctica, el campo magnético también es distorsionado por la corteza terrestre, siendo la distorsión una anomalía magnética . Para obtener estimaciones más precisas, se puede utilizar un modelo más grande que tenga en cuenta la corteza, como el modelo magnético mejorado . (Consulte la página citada para obtener una comparación de los contornos de declinación). [9]
Una brújula magnética apunta al norte magnético, no al norte geográfico (verdadero). Las brújulas del estilo comúnmente usado para caminatas (es decir, brújula de placa base o transportador) utilizan un dial o bisel que gira 360 grados y es independiente de la aguja magnética. Para establecer manualmente una declinación del norte verdadero, se gira el bisel hasta que el número deseado de grados se encuentre entre la designación N (para el norte) del bisel y la dirección (este u oeste) del norte magnético indicada por la punta polarizada de la aguja (generalmente pintado de rojo). Luego se gira toda la brújula hasta que la aguja magnética se encuentra dentro de la flecha o cuadro de orientación delineado en la parte inferior de la cápsula, y el rumbo del rumbo (en grados) se muestra en la base de la flecha de dirección de viaje en la placa base. Una brújula así ajustada proporciona un rumbo en relación con el norte verdadero en lugar del norte magnético siempre que permanezca dentro de un área en la misma línea isogónica.
En la imagen de la derecha, la N del bisel se ha alineado con la dirección indicada por el extremo magnético de la aguja de la brújula, ajustada para la declinación local (10 grados al este del norte magnético). Por lo tanto, la flecha de dirección de desplazamiento en la placa base refleja un rumbo norte verdadero.
Después de determinar la declinación local, se puede modificar una brújula de cuadrante giratorio para dar lecturas del norte verdadero pegando con cinta adhesiva o pintando un pequeño punto delta o punta de flecha en la placa base de la brújula al oeste o al este del norte magnético apuntando al norte verdadero en el bisel de la brújula. Otras brújulas de este diseño utilizan un mecanismo de declinación ajustable integrado con el bisel de la brújula, lo que da como resultado lecturas del norte verdadero cada vez que la aguja se alinea con la flecha de orientación.
Las brújulas que utilizan un dial o tarjeta magnetizada flotante se encuentran comúnmente en brújulas marinas y en ciertos modelos utilizados para la navegación terrestre que cuentan con un sistema de observación lensático o prismático . Una brújula de carta flotante siempre proporciona orientación en relación con el norte magnético y no se puede ajustar en función de la declinación. El norte verdadero debe calcularse sumando o restando la declinación magnética local. El ejemplo de la izquierda demuestra una conversión típica de un rumbo magnético de una brújula de tarjeta flotante a un rumbo verdadero agregando la declinación magnética. La declinación en el ejemplo es 14°E (+14°). Si, en cambio, la declinación fuera 14°W (−14°), igualmente la “añadirías” al rumbo magnético para obtener el rumbo verdadero: 40°+ (−14°) = 26°.
Por el contrario, la declinación local se resta de una orientación verdadera para obtener una orientación magnética. Con una declinación local de 14°E, un rumbo verdadero (es decir, obtenido de un mapa) de 54° se convierte en un rumbo magnético (para uso en el campo) restando la declinación: 54° – 14° = 40°. Si la declinación local fue 14°W (−14°), se resta nuevamente del rumbo verdadero para obtener un rumbo magnético: 54°- (−14°) = 68°.
En aviones o embarcaciones hay tres tipos de rumbo : rumbo verdadero, magnético y de brújula. El error de la brújula se divide en dos partes, a saber, variación magnética y desviación magnética , esta última originada por las propiedades magnéticas de la embarcación o aeronave. La variación y la desviación son cantidades con signo. Como se analizó anteriormente, la variación positiva (hacia el este) indica que el norte magnético está al este del norte geográfico. Asimismo, la desviación positiva (este) indica que la aguja de la brújula está al este del norte magnético. [10]
Los rumbos de la brújula, magnéticos y verdaderos están relacionados por:
La ecuación general que relaciona la brújula y la orientación verdadera es
Dónde:
Por ejemplo, si la brújula marca 32°, la variación magnética local es −5,5° (es decir, Oeste) y la desviación es 0,5° (es decir, Este), la orientación verdadera será:
Para calcular el rumbo verdadero a partir del rumbo de la brújula (y la desviación y variación conocidas):
Para calcular el rumbo de la brújula a partir del rumbo real (y la desviación y variación conocidas):
Estas reglas a menudo se combinan con la mnemónica "Occidente es mejor, Oriente es menos"; es decir, sumar W declinaciones al pasar de rumbos Verdaderos a rumbos Magnéticos, y restar E las declinaciones.
Otra forma sencilla de recordar cómo aplicar la corrección para EE. UU. continental es:
Las abreviaturas comunes son:
La desviación magnética es el ángulo entre un rumbo magnético determinado y la marca de rumbo relacionada de la brújula. La desviación es positiva si una marca de rumbo de la brújula (por ejemplo, el norte de la brújula) está a la derecha del rumbo magnético relacionado (por ejemplo, el norte magnético) y viceversa. Por ejemplo, si el barco está alineado con el norte magnético y la marca del norte de la brújula apunta 3° más al este, la desviación es de +3°. La desviación varía para cada brújula en el mismo lugar y depende de factores como el campo magnético del barco, relojes de pulsera, etc. El valor también varía según la orientación del barco. Los imanes y/o masas de hierro pueden corregir la desviación, de modo que una brújula en particular muestre con precisión los rumbos magnéticos. Sin embargo, lo más habitual es que una tarjeta de corrección enumere los errores de la brújula, que luego pueden compensarse aritméticamente. Se debe agregar la desviación al rumbo de la brújula para obtener el rumbo magnético.
La navegación aérea se basa en direcciones magnéticas, por lo que es necesario revisar periódicamente las ayudas a la navegación para reflejar la deriva de la declinación magnética a lo largo del tiempo. Este requisito se aplica a las balizas VOR , la numeración de pistas , el etiquetado de las vías aéreas y las direcciones de vectorización de aeronaves dadas por el control de tráfico aéreo , todos los cuales se basan en la dirección magnética.
Las pistas se designan con un número entre 01 y 36, que generalmente es una décima parte del azimut magnético del rumbo de la pista : una pista numerada 09 apunta al este (90°), la pista 18 está al sur (180°), la pista 27 apunta al oeste ( 270°) y la pista 36 puntos al norte (360° en lugar de 0°). [11] Sin embargo, debido a la declinación magnética, en ocasiones deben producirse cambios en los designadores de pistas para mantener su designación en línea con el rumbo magnético de la pista. Se hace una excepción para las pistas dentro del espacio aéreo nacional del norte de Canadá; estos están numerados en relación con el norte verdadero porque la proximidad al Polo Norte magnético hace que la declinación magnética sea grande y los cambios en ella ocurren a un ritmo elevado.
Las ayudas de radionavegación ubicadas en tierra, como los VOR , también se verifican y actualizan para mantenerlas alineadas con el norte magnético y permitir a los pilotos usar sus brújulas magnéticas para una navegación en el avión precisa y confiable.
Para simplificar, las cartas seccionales de aviación se dibujan utilizando el norte verdadero, por lo que no es necesario girar toda la carta a medida que cambia la declinación magnética. En cambio, los elementos impresos individuales en la carta (como las rosas de los vientos VOR) se actualizan con cada revisión de la carta para reflejar los cambios en la declinación magnética. Para ver un ejemplo, consulte el gráfico seccional ligeramente al oeste de Winston-Salem, Carolina del Norte , en marzo de 2021, el norte magnético está a 8 grados al oeste del norte verdadero (tenga en cuenta la línea discontinua marcada 8°W). [12]
Al trazar un rumbo, algunos pilotos de aviones pequeños pueden trazar un viaje utilizando el norte verdadero en una carta seccional (mapa) y luego convertir los rumbos del norte verdadero a norte magnético para la navegación en el plano utilizando la brújula magnética. Estos rumbos luego se convierten en un plan previo al vuelo sumando o restando la variación local mostrada en una carta seccional.
Los sistemas GPS utilizados para la navegación aérea también muestran direcciones en términos de norte magnético, aunque su sistema de coordenadas intrínseco se basa en el norte verdadero. Esto se logra mediante tablas de búsqueda dentro del GPS que tienen en cuenta la declinación magnética. Si vuela bajo las reglas de vuelo visual, es aceptable volar con una base de datos de declinación de GPS obsoleta; sin embargo, si vuela IFR , la base de datos debe actualizarse cada 28 días según la regulación de la FAA.
Como medida de seguridad, incluso el avión más avanzado seguirá teniendo una brújula magnética en la cabina. Cuando falla la electrónica a bordo, los pilotos aún pueden confiar en las cartas de papel y en un dispositivo antiguo y altamente confiable: la brújula magnética.
