La declinación magnética (también llamada variación magnética ) es el ángulo entre el norte magnético y el norte verdadero en un lugar determinado de la superficie de la Tierra. El ángulo puede cambiar con el tiempo debido a la desviación polar .
El norte magnético es la dirección que señala el extremo norte de la aguja de una brújula imantada, 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 más formal, Bowditch define la variación como "el ángulo entre los meridianos magnético y geográfico en cualquier lugar, expresado en grados y minutos al este o al oeste para indicar la dirección del norte magnético a partir del norte verdadero. El ángulo entre los meridianos magnético y de la cuadrícula se denomina ángulo magnético de la cuadrícula, variación de la cuadrícula 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 denominan líneas agónicas . La letra griega minúscula δ (delta) se utiliza con frecuencia como símbolo de la declinación magnética.
El término desviación magnética se utiliza a veces de manera imprecisa 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 una aeronave.
La declinación magnética no debe confundirse con la inclinación magnética , también conocida como inclinación magnética, 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 de un lugar a otro y con el paso del tiempo. Cuando un viajero navega por la costa este de los Estados Unidos, por ejemplo, la declinación varía de 16 grados oeste en Maine, a 6 en Florida, a 0 grados en Luisiana, a 4 grados este en Texas. La declinación en Londres, Reino Unido, era de un grado oeste (2014), reduciéndose a cero a principios de 2020. [2] [3] Los informes de declinación magnética medida para lugares distantes se volvieron comunes en el siglo XVII, y Edmund Halley hizo un mapa de declinación para el 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 de estos flujos dan lugar a cambios lentos en la intensidad y la dirección del campo en el mismo punto de la Tierra.
La declinación magnética en una zona determinada puede cambiar lentamente con el tiempo (muy probablemente lo hará), posiblemente tan solo entre 2 y 2,5 grados cada cien años aproximadamente, dependiendo de dónde se mida. En un lugar cercano 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 mapas antiguos 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 del estrecho de Long Island ), a continuación, estudiados con 124 años de diferencia. El gráfico de 1884 muestra una variación de 8 grados y 20 minutos al oeste. El gráfico de 2008 muestra 13 grados y 15 minutos al oeste.
La declinación magnética en un lugar determinado se puede medir directamente con referencia a los polos celestes , los puntos del firmamento alrededor de los cuales parecen girar las estrellas y que marcan la dirección del norte y el sur verdaderos. El instrumento que se utiliza para realizar esta medición se conoce como declinómetro .
La posición aproximada del polo norte celeste se indica mediante la estrella Polaris (la Estrella del Norte). En el hemisferio norte, la declinación se puede determinar aproximadamente como la diferencia entre el rumbo magnético y el rumbo visual de Polaris. Actualmente, Polaris traza un círculo de 0,73° de radio alrededor del polo norte celeste, por lo que esta técnica es precisa hasta un grado. En latitudes altas, una plomada resulta útil para apuntar a Polaris contra un objeto de referencia cercano al horizonte, a partir del cual se puede tomar su rumbo. [5]
Se puede determinar una estimación aproximada de la declinación local (con un margen de error de unos pocos grados) a partir de un mapa isogónico general del mundo o de un continente, como los que se ilustran arriba. Las líneas isogónicas también se muestran en los mapas aeronáuticos y náuticos .
Los mapas locales de mayor escala pueden indicar la declinación local actual, a menudo con la ayuda de un diagrama esquemático. A menos que el área representada sea muy pequeña, la declinación puede variar de manera mensurable a lo largo del mapa, por lo que los datos pueden referirse a una ubicación específica en el mapa. También se puede mostrar la tasa y la dirección actuales del cambio, por ejemplo en minutos de arco por año. El mismo diagrama puede mostrar el ángulo del norte de la cuadrícula (la dirección de las líneas de cuadrícula norte-sur del mapa), que puede diferir del norte verdadero.
En los mapas topográficos del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS), por ejemplo, un diagrama muestra la relación entre el norte magnético en el área en cuestión (con una flecha marcada como "MN") y el norte verdadero (una línea vertical con una estrella de cinco puntas en su parte superior), con una etiqueta cerca del ángulo entre la flecha MN y la línea vertical, que indica el tamaño de la declinación y de ese ángulo, en grados, milésimas de pulgada o ambos. Sin embargo, el diagrama en sí no es una representación precisa del ángulo de declinación numérico indicado, sino que el cartógrafo lo exagera intencionalmente para facilitar su lectura.
Existen modelos empíricos de alcance mundial de los flujos profundos descritos anteriormente para describir y predecir las características del campo magnético de la Tierra, incluida la declinación magnética para cualquier ubicación dada en cualquier momento en un lapso de tiempo determinado. Uno de estos modelos es el Modelo Magnético Mundial (WMM) de los EE. UU. y el Reino Unido. Se construye con toda la información disponible para los cartógrafos al comienzo del período de cinco años para el que está preparado. Refleja una tasa de cambio altamente predecible, [a] y suele ser más preciso que un mapa, que probablemente esté desactualizado durante meses o años. [ cita requerida ] Para los datos históricos, se pueden utilizar los modelos IGRF y GUFM. Las herramientas para utilizar dichos modelos incluyen:
Los modelos WMM, IGRF y GUFM sólo describen el campo magnético emitido en el límite entre el núcleo y el manto. En la práctica, el campo magnético también se ve distorsionado por la corteza terrestre, y la distorsión se denomina 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 que se utilizan comúnmente para hacer senderismo (es decir, las brújulas de placa base o de transportador) utilizan un dial o bisel que gira 360 grados y es independiente de la aguja magnética. Para establecer manualmente una declinación para el norte verdadero, se gira el bisel hasta que el número deseado de grados se encuentre entre la designación N del bisel (para el norte) y la dirección (este u oeste) del norte magnético indicada por la punta polarizada de la aguja (generalmente pintada de rojo). Luego se gira toda la brújula hasta que la aguja magnética se encuentre dentro de la flecha o recuadro de orientación delineado en la parte inferior de la cápsula, y el rumbo del curso (en grados) se muestra en la base de la flecha de dirección de viaje en la placa base. Una brújula ajustada de esta manera proporciona un rumbo de curso 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 a la declinación local (10 grados al oeste del norte magnético). La flecha de dirección de desplazamiento en la placa base refleja así la dirección norte verdadera.
Después de determinar la declinación local, se puede modificar una brújula de cuadrante giratorio para que proporcione lecturas del norte verdadero colocando o pintando una pequeña punta delta o punta de flecha en la placa base de la brújula al oeste o al este del norte magnético que apunte 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 orientadora.
Las brújulas que utilizan un dial o una tarjeta imantada flotante se encuentran comúnmente en brújulas marinas y en ciertos modelos utilizados para la navegación terrestre que cuentan con un sistema de mira prismática o lenticular . Una brújula de tarjeta flotante siempre proporciona rumbos en relación con el norte magnético y no se puede ajustar para 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 sumando la declinación magnética. La declinación en el ejemplo es 14°E (+14°). Si, en cambio, la declinación fuera 14°W (−14°), todavía la “sumarías” al rumbo magnético para obtener el rumbo verdadero: 40°+ (−14°) = 26°.
Por el contrario, la declinación local se resta de un rumbo verdadero para obtener un rumbo magnético. 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 era 14°O (−14°), se resta nuevamente del rumbo verdadero para obtener un rumbo magnético: 54°- (−14°) = 68°.
En los aviones o buques hay tres tipos de 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 del buque o aeronave. La variación y la desviación son magnitudes con signo. Como se ha comentado anteriormente, la variación positiva (hacia el este) indica que el norte magnético está al este del norte geográfico. Del mismo modo, la desviación positiva (hacia el este) indica que la aguja de la brújula está al este del norte magnético. [10]
La brújula, el rumbo magnético y el rumbo verdadero están relacionados por:
La ecuación general que relaciona la brújula y los rumbos verdaderos es
Dónde:
Por ejemplo, si la brújula marca 32°, la variación magnética local es de -5,5° (es decir, Oeste) y la desviación es de 0,5° (es decir, Este), el rumbo verdadero 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 verdadero (y la desviación y variación conocidas):
Estas reglas a menudo se combinan con la regla mnemotécnica "Oeste es mejor, Este es menos"; es decir, sumar declinaciones W al pasar de rumbos verdaderos a rumbos magnéticos y restar las E.
Otra forma sencilla de recordar en qué dirección aplicar la corrección para los Estados Unidos continentales es:
Las abreviaturas comunes son:
La desviación magnética es el ángulo que forma una marca magnética determinada con respecto a la marca de rumbo correspondiente 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 de la marca magnética correspondiente (por ejemplo, el norte magnético) y viceversa. Por ejemplo, si el barco está alineado con el norte magnético y la marca norte de la brújula apunta 3° más al este, la desviación es de +3°. La desviación varía para cada brújula en la misma ubicación y depende de factores como el campo magnético de la embarcación, los relojes de pulsera, etc. El valor también varía según la orientación de la embarcación. Los imanes o las 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 incluya los errores de la brújula, que luego se pueden compensar aritméticamente. La desviación debe añadirse a la marcación de la brújula para obtener la marcación magnética.
La navegación aérea se basa en direcciones magnéticas, por lo que es necesario revisar periódicamente las ayudas a la navegación para reflejar la desviación de la declinación magnética a lo largo del tiempo. Este requisito se aplica a las radiobalizas VOR , la numeración de pistas , el etiquetado de las aerovías y las direcciones de orientación de las aeronaves proporcionadas por el control del tráfico aéreo , todas las 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 acimut magnético del rumbo de la pista : una pista numerada 09 apunta al este (90°), la pista 18 al sur (180°), la pista 27 apunta al oeste (270°) y la pista 36 apunta al norte (360° en lugar de 0°). [11] Sin embargo, debido a la declinación magnética, a veces deben producirse cambios en los designadores de pista 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; estas se numeran 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 alto.
Las ayudas a la radionavegación ubicadas en tierra, como los VOR , también se revisan y actualizan para mantenerlas alineadas con el norte magnético y permitir a los pilotos utilizar sus brújulas magnéticas para una navegación precisa y confiable en el avión.
Para simplificar, las cartas seccionales de aviación se dibujan utilizando el norte verdadero, por lo que no es necesario rotar 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 la carta seccional ligeramente al oeste de Winston-Salem, Carolina del Norte, en marzo de 2021, el norte magnético está 8 grados al oeste del norte verdadero (observe la línea discontinua marcada 8°W). [12]
Al trazar un rumbo, algunos pilotos de aeronaves pequeñas pueden trazar un viaje utilizando el norte verdadero en una carta seccional (mapa) y luego convertir los rumbos del norte verdadero en norte magnético para la navegación en el avión utilizando la brújula magnética. Estos rumbos se convierten luego en un plan previo al vuelo sumando o restando la variación local que se muestra en una carta seccional.
Los sistemas GPS utilizados para la navegación de aeronaves 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 se vuela según las reglas de vuelo visual , es aceptable volar con una base de datos de declinación GPS obsoleta; sin embargo, si se vuela IFR, la base de datos debe actualizarse cada 28 días según la normativa de la FAA.
Como medida de seguridad, incluso los aviones de pasajeros más avanzados seguirán teniendo una brújula magnética en la cabina. Cuando falle la electrónica de a bordo, los pilotos podrán seguir confiando en las cartas de papel y en el antiguo y muy fiable dispositivo: la brújula magnética.
