INGENIERÍA EN MINAS

BRÚJULA

NOMBRE: Margarita Lagos Osses Katherine Sandoval Castillo Yenderi Mamani Challapa Danilo Rojas Figueroa Elizabeth Ramos MamaniCARRERA: Ingeniería en MinasASIGNATURA: Geología EstructuralPROFESOR: Ing. Ricardo Salfate CabreraFECHA: Viernes 23 de Octubre 2015

1 INDICE

ContenidoBRÚJULA.....................................................................................................................................1-1

1 INDICE........................................................................................................................................2

2 INTRODUCCIÓN..........................................................................................................................3

3 OBJETIVOS..................................................................................................................................3

4 MARCO TEÓRICO........................................................................................................................4

4.1 ¿Qué es la Brújula?.............................................................................................................4

4.2 HISTORIA DE LA BRÚJULA...................................................................................................5

4.3 La BRÚJULA.........................................................................................................................6

4.3.1 ¿Para qué sirve?.........................................................................................................6

4.3.2 ¿Cómo usar una brújula?............................................................................................6

4.3.3 Tipos de Brújula..........................................................................................................6

4.3.4 ¿Cómo se utiliza una brújula en un mapa?.................................................................6

4.4 Partes de una brújula.........................................................................................................7

4.5 Brújula Brunton..................................................................................................................8

4.6 Utilización...........................................................................................................................9

5 TRABAJO EN TERRENO CON BRÚJULA BRUNTON.....................................................................10

5.1 DESARROLLO EXPERIMENTAL...........................................................................................10

5.2 PROCEDIMIENTO..............................................................................................................10

5.3 CALCULOS.........................................................................................................................11

6 CONCLUSIÓN............................................................................................................................12

7 APÉNDICE.................................................................................................................................13

8 BIBLIOGRAFÍA...........................................................................................................................14

9 ANEXO FOTOGRÁFICO..............................................................................................................15

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2 INTRODUCCIÓN

Una brújula, es un instrumento que permite determinar la orientación con respecto a la superficie terrestre, a través de una aguja que indica la dirección del norte magnético.

Generalmente consiste en un recipiente con tapa transparente, en cuyo interior una aguja imantada, montada sobre un eje o flotando en un medio acuoso, señala este norte magnético.

La brújula Brunton es muy utilizada por los geólogos. Puede usarse como instrumento sostenido en la mano o bien apoyada en un soporte o trípode.

Como en el caso del levantamiento con cinta, un área de terreno puede ser levantada por medio de brújula y cinta.

A pesar de los instrumentos sofisticados que existen actualmente, todavía se utiliza la brújula en levantamientos aproximados y continuados siendo un aparato valioso para los geólogos, y los técnicos forestales entre otros.

Antes de la invención del teodolito, la brújula representaba para los ingenieros, agrimensores y topógrafos el único medio práctico para medir direcciones y ángulos horizontales.

Esta práctica consiste en el levantamiento de una poligonal abierta de la cual se requiere medir sus distancias horizontales y sus rumbos (direcciones) para la orientación de los ejes de la poligonal, para posteriormente realizar un levantamiento de suelo.Este tipo de levantamiento no es de precisión y se utiliza en la elaboración de perfiles geológicos.

3 OBJETIVOS

Demostrar de una manera clara, rápida y concisa el funcionamiento de una brújula.

Realizar un levantamiento topográfico del terreno que circunda la Universidad Inacap.

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4 MARCO TEÓRICO

4.1 ¿Qué es la Brújula?

La brújula es un instrumento de orientación que utiliza una aguja imantada para señalar el norte magnético terrestre (figura 1).

Su funcionamiento se basa en el magnetismo terrestre, por lo que señala el norte magnético en vez del norte geográfico y es inútil en las zonas polares norte y sur debido a la convergencia de las líneas de fuerza del campo magnético terrestre.

Desde mediados del siglo XX, la brújula magnética empezó a ser reemplazada por sistemas de navegación más avanzados y completos, como la brújula giroscópica que se calibra con haces de láser y los sistemas de posicionamiento global. Sin embargo, aún es muy popular en actividades que requieren alta movilidad o que impiden, debido a su naturaleza, el acceso a energía eléctrica, de la cual dependen los demás sistemas.

Figura 1.- Las limaduras de hierro forman un patrón de líneas de campo magnético en el espacio que rodea el imán, la tierra es un imán).

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4.2 HISTORIA DE LA BRÚJULA

Antes de la creación de la brújula, la dirección en mar abierto se determinaba con la posición de los cuerpos celestes. Algunas veces la navegación se apoyaba con el uso de sondas. Las dificultades principales que se presentaban con el uso de estos métodos eran las aguas demasiado profundas para el uso de sondas, y que muchas veces el cielo estaba demasiado nublado, o el clima era muy neblinoso. La brújula se usaba principalmente para paliar estos problemas, por lo que culturas que no los padecían adoptaron poco el uso de dicho instrumento. Tal es el caso de los árabes, que generalmente contaban con cielos despejados al navegar el golfo Pérsico y el océano Índico. Por su parte, los marineros del relativamente poco profundo mar Báltico hicieron uso extensivo de las sondas.

Fue inventada en China aproximadamente en el siglo IX con el fin de determinar las direcciones en mar abierto, e inicialmente consistía en una aguja imantada flotando en una vasija llena de agua. Más adelante fue mejorada para reducir su tamaño y facilitar el uso, cambiándose la vasija de agua por un eje rotatorio, y añadiéndose una rosa de los vientos (figura 2) que sirve de guía para calcular direcciones. Actualmente las brújulas han recibido pequeñas mejoras que, si bien no cambian su sistema de funcionamiento, hacen más sencillas las mediciones a realizar. Entre estas mejoras se encuentran sistemas de iluminación para toma de datos en entornos oscuros, y sistemas ópticos para mediciones en las que las referencias son objetos situados en la lejanía.

Figura 2.- Rosa de los vientos de una brújula de navegación.

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4.3 La BRÚJULA

4.3.1 ¿Para qué sirve?La brújula es un instrumento que sirve para orientarse, y su característica fundamental radica en las propiedades de su aguja imantada. Su funcionamiento se debe a la aguja que indica el norte magnético, que es distinto al norte geográfico y que difiere ligeramente según la localización planetaria en la que nos situemos.

4.3.2 ¿Cómo usar una brújula?Una brújula sirve para orientarse, aunque eso es relativo. La brújula proporciona una referencia con relación al norte, por lo que sirve para seguir una dirección, aunque no exactamente para orientarse. Otra cosa es cuando se conoce la posición y, con la ayuda de la brújula, se traza una dirección a seguir. Teniendo en cuenta que las brújulas señalan al norte magnético, los mapas topográficos llevan una corrección que varía entre un punto y otro del planeta entre los puntos geográficos de referencia que se conoce como declinación.

4.3.3 Tipos de BrújulaExisten diversos tipos de brújula. Las más sencillas y económicas consisten en una aguja imantada sobre un círculo graduado. Para mayor precisión podemos encontrar brújulas de las mismas características pero suspendidas en líquido. Estas son las brújulas comunes de marcha. Después están las cartográficas así como también las brújulas especiales, como las náuticas, las militares, las forestales, las topográficas o las geológicas, entre las que se distinguen la brújula Brunton (figura 4) o la brújula Freiberger (figura 5). También podemos encontrar brújulas digitales.

4.3.4 ¿Cómo se utiliza una brújula en un mapa?En primer lugar debe colocarse la brújula sobre el mapa, procurando que el lateral de su placa base descanse a lo largo del rumbo que se pretende seguir. A continuación se hace girar la cápsula hasta que la “N” coincida con exactitud con el norte magnético indicado en el mapa. A partir de ahí, la flecha de dirección indica en el aro del limbo el rumbo a seguir. Ya en el terreno, y sin dejar de mantener el limbo en la dirección que se ha obtenido sobre el mapa, se gira toda la brújula hasta lograr la coincidencia de la flecha del Norte con la aguja imantada.

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4.4 Partes de una brújula

La brújula se divide en seis partes fundamentales (figura 3). Conviene conocer bien las partes de la brújula para hacer un uso correcto de ella.

La base: Es el cuerpo de la brújula y acostumbra a estar compuesta por una base de plástico resistente y transparente en la que se leen de una a tres escalas de medición. En ese cuerpo están ancladas todas las demás piezas.

El anillo giratorio graduado: El anillo giratorio tiene una serie de divisiones hasta completar un círculo de 360 grados. Suelen tener una división mínima de 2 grados. Cuanto menor sea la división más correcta será la medición y menos errores se producirán.

La aguja magnética: La aguja magnética se encuentra dentro del cilindro. Es la parte más importante de la brújula.

La flecha orientadora: También se halla en el interior del cilindro, por debajo de la aguja magnética.

Punto de lectura: El punto de lectura se encuentra en la parte superior del cilindro, encima de la numeración de las divisiones. Es un punto de color blanco, por lo general, y ahí es donde se efectúan las lecturas con la brújula.

Flecha de dirección de viaje: Se trata de una línea que atraviesa la mayor parte de la base para terminar con una flecha. A sus lados se aprecian líneas auxiliares, aunque son distintas a las que acompañan a la flecha orientadora.

Figura 3.- Partes de una brújula, figura 5.- Brújula geológica Freiberger.

4.5 Brújula Brunton

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Una Brújula Brunton, también conocida como Brújula de geólogo, o tránsito de bolsillo Brunton, es un tipo de brújula de precisión hecha originalmente por la compañía Brunton, Inc. de Riverton, Wyoming.

El instrumento fue patentado en 1894 por un geólogo canadiense llamado David W. Brunton. Este instrumento posee una aguja imantada que se dispone en la dirección de las líneas de magnetismo natural de la Tierra. A diferencia de la mayoría de las brújulas modernas, el tránsito de bolsillo Brunton utiliza amortiguación de inducción magnética en lugar de líquido para amortiguar la oscilación de la aguja orientadora. Se usa principalmente para medir orientaciones geográficas, triangular una ubicación, medir lineaciones estructurales, planos y lugares geométricos de estructuras geológicas. (figura 4)

Aunque la compañía Brunton Inc. manufactura muchos otros tipos de brújulas magnéticas, el tránsito de bolsillo Brunton es un instrumento especializado, usado ampliamente por aquellos que necesitan hacer mediciones precisas de ángulos. Actualmente es manufacturada por diversas compañías. Los usuarios principales de esta herramienta de medición son los geólogos, arqueólogos, ingenieros agrimensores e inspectores de campo.

Figura 4.- Brújula Brunton, partes que la componen.

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4.6 UtilizaciónEl tránsito de bolsillo se puede ajustar para el ángulo de declinación de acuerdo a su localización en la Tierra. Se utiliza para obtener mediciones de grados direccionales de azimut, (figura 6) mediante el campo magnético de la Tierra. Sosteniendo la brújula a la altura de la cintura, el usuario mira el espejo integrado y se alinea la línea objetivo, guiando la aguja que está en el espejo. Una vez que estas tres están alineadas y la brújula está a nivel, se pueden hacer la lectura de acimut. Posiblemente el uso más frecuente de la brújula Brunton en campo es el cálculo de pendientes de rasgos geológicos (fallas, contactos, foliación, estratos sedimentarios, etc.). Esta medición se realiza en conjunto con el uso de un nivel topográfico. Al igual que con la mayoría de las brújulas tradicionales, las mediciones de dirección se hacen en referencia al campo magnético de la Tierra y por lo tanto se encontrarán con dificultades si en una región el magnetismo local es anormal.

Por ejemplo, si el usuario se encuentra cerca de un afloramiento que contiene magnetita o algún otro material de soporte de hierro, las lecturas de la brújula pueden verse afectadas desde algunos centímetros hasta algunas decenas de metros, en función de la distancia del origen de la lectura (dependiendo de la fuerza del campo magnético).

Existen muchos otros tipos de brújulas utilizadas por los geólogos, por ejemplo, una Brújula Breithaupt. Comúnmente estas son usadas por los geólogos estructurales, ya que permiten realizar fácilmente una medición precisa de la orientación de los planos (foliaciones) y de las líneas en los planos (lineación). Con el advenimiento de dispositivos electrónicos portátiles como los colectores de datos, GPS de bolsillo, y el iPhone, se ha creado una nueva generación de brújulas portátiles, algunas de ellas con posibilidades de especial interés para los geólogos. El lister Compas es otro tipo de brújula especializada, que permite con una sola medición registrar simultáneamente pendiente, inmersión, así como el quiebre de una lineación en un plano de foliación.

Figura 6.- Acimut, ángulo horizontal medido en el sentido de las manecillasdel reloj a partir de un meridiano de referencia

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5 TRABAJO EN TERRENO CON BRÚJULA BRUNTON5.1 DESARROLLO EXPERIMENTAL MATERIALES

Brújula Brunton Flexómetro (Cinta métrica). Calculadora

5.2 PROCEDIMIENTO

1. Siendo las 10:00 de la mañana, nos ubicamos al costado de Inacap, con el fin de trabajar con la brújula brunton y el flexómetro (cinta métrica).

2. Siendo las 10:15 de la mañana se formaron grupos para llevar a cabo, el trabajo que nos exigía el docente.

3. Como introducción nuestro docente, profesor Ricardo Salfate nos explicó de manera eficaz los modos de uso de la brújula brunton y como tenía que trabajar cada grupo.

4. Posteriormente nos dividimos los cargos y un grupo trabajo con la brújula y las otras dos personas con el flexómetro.

5. Así mismo utilizamos cada uno de estos instrumentos con el fin de lograr cotas, distancias y ángulos de elevación, para posteriormente realizar un levantamiento de suelo.

6. Ya siendo las 11:40 de la mañana se dio término de la clase, logrando un trabajo en equipo exitoso.

7. Con todos los datos obtenidos se nos exigió realizar un informe, que debiera ser presentado en la fecha correspondiente.

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5.3 CALCULOSFinalmente con los datos obtenidos con la Brújula Brunton, se hace un levantamiento topográfico y se calculan los ángulos de elevación y medidas del terreno total de la Universidad Inacap.

Tabla N° 1Resultados Experimentales

Medición de Cotas

Cota A 83°

Cota B 94°

Cota C 101°

Cota D 82°

Tabla N° 2Resultados Experimentales

Medición (metros)

Cota A-B 81,6 mts.

Cota B-C 208,4 mts.

Cota C-D 99,3 mts.

Cota D-A 118,9 mts.

Perímetro Total 508,27 mts.

Área Total 14193,89 m2

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6 CONCLUSIÓN

La brújula "Brunton" se usa generalmente para mediciones del rumbo y manteo. Es decir mediciones del tipo "medio circulo" y del " tipo americano". También mediciones del concepto "circulo completo" son posible. La brújula "Brunton" existe en la versión azimutal (de 0 hasta 360º) y en la versión de cuadrantes (cada cuadrante tiene entre 0-90º).

.Finalmente se tiene que la brújula puede tener muchos usos, pero todos derivados del hecho de que su aguja imantada siempre apunta al Norte. En orientación su uso se limita a lo más simple, orientar el mapa correctamente, identificar nuestra posición, y darnos una dirección de viaje o rumbo a un punto de referencia.

Los beneficios que proporciono la brújula fueron incalculables, pero quizás, en un futuro no muy lejano, desaparezca al ser remplazada por dispositivos más complejos y exactos.

Pero lo importante es no olvidarse de la importancia que tuvo tiempos atrás y de los aportes que proporcionó.

La brújula fue la primera herramienta, entre otras, que le permitió al hombre orientarse con exactitud en territorios desconocidos y, así poder tomar nuevos rumbos.

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7 APÉNDICE

Figura Nº1: Diagrama de las líneas del campo magnético y orientación de la brújula.

Figura Nº2: Tabla que identifica ventajas y desventajas de la brújula.

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8 BIBLIOGRAFÍA

• http://www.profisica.cl/comofuncionan/como.php?id=22

• http://www.labrujulaverde.com/2005/05/la-brujula-que-es-y-como-funciona

• http://suite101.net/article/para-que-sirve-una-brujula-y-como-funciona- a72509#.VikOEX4vfIU

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9 ANEXO FOTOGRÁFICO

Brújula Brunton, envase de trasporte. Brújula Vista interior.

Compañero midiendo ángulos de elevación.

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