Inmersión magnética

La inclinación magnética , también conocida como ángulo de inclinación o buzamiento magnético , es el ángulo que forman las líneas del campo magnético terrestre con la horizontal. Este ángulo varía en diferentes puntos de la superficie terrestre. Los valores positivos de inclinación indican que el campo magnético terrestre apunta hacia abajo, hacia el interior de la Tierra, en el punto de medición, mientras que los valores negativos indican que apunta hacia arriba. En principio, el ángulo de buzamiento es el ángulo que forma la aguja de una brújula sostenida verticalmente, aunque en la práctica las agujas de las brújulas comunes pueden estar lastradas para contrarrestar el buzamiento o pueden no moverse libremente en el plano correcto. Este valor se puede medir con mayor precisión con un instrumento especial conocido como círculo de buzamiento .

El ángulo de buzamiento fue descubierto por el ingeniero alemán Georg Hartmann en 1544. ^{[ 1 ]} Un método para medirlo con un círculo de buzamiento fue descrito por Robert Norman en Inglaterra en 1581. ^{[ 2 ]}

La inclinación magnética resulta de la tendencia de un imán a alinearse con las líneas del campo magnético. Como las líneas del campo magnético terrestre no son paralelas a la superficie, el extremo norte de la aguja de una brújula apuntará hacia arriba en el hemisferio sur (inclinación negativa) o hacia abajo en el hemisferio norte (inclinación positiva). El rango de inclinación va desde -90 grados (en el Polo Sur Magnético ) hasta +90 grados (en el Polo Norte Magnético ). ^{[ 3 ]} Las líneas de contorno a lo largo de las cuales la inclinación medida en la superficie terrestre es igual se denominan isoclínicas . El lugar geométrico de los puntos con inclinación cero se llama ecuador magnético o línea aclínica . ^{[ 4 ]}

La inclinación${\displaystyle I}$se define localmente para el campo magnético debido al núcleo de la Tierra, y tiene un valor positivo si el campo apunta por debajo de la horizontal (es decir, hacia la Tierra). Aquí mostramos cómo determinar el valor de${\displaystyle I}$a una latitud determinada, siguiendo el tratamiento dado por Fowler. ^{[ 5 ]}

Fuera del núcleo de la Tierra, consideramos las ecuaciones de Maxwell en el vacío.${\displaystyle \nabla \times {\textbf {H}}_{c}={\textbf {0}}}$y${\displaystyle \nabla \cdot {\textbf {B}}_{c}=0}$dónde${\displaystyle {\textbf {B}}_{c}=\mu _{0}{\textbf {H}}_{c}}$y el subíndice${\displaystyle c}$denota el núcleo como el origen de estos campos. El primer medio significa que podemos introducir el potencial escalar.${\displaystyle \phi _{c}}$de tal manera que${\displaystyle {\textbf {H}}_{c}=-\nabla \phi _{c}}$, mientras que el segundo significa que el potencial satisface la ecuación de Laplace${\displaystyle \nabla ^{2}\phi _{c}=0}$.

Resolviendo hasta el orden principal se obtiene el potencial del dipolo magnético.

${\displaystyle \phi _{c}={\frac {{\textbf {m}}\cdot {\textbf {r}}}{4\pi r^{3}}}}$

y por lo tanto el campo

${\displaystyle {\textbf {B}}_{c}=-\mu _{o}\nabla \phi _{c}={\frac {\mu _{o}}{4\pi }}{\big [}{\frac {3{\hat {\textbf {r}}}({\hat {\textbf {r}}}\cdot {\textbf {m}})-{\textbf {m}}}{r^{3}}}{\big ]}}$

para momento magnético${\displaystyle {\textbf {m}}}$y vector de posición${\displaystyle {\textbf {r}}}$en la superficie de la Tierra. Desde aquí se puede demostrar que la inclinación${\displaystyle I}$como se define arriba satisface (de${\displaystyle \tan I=B_{r}/B_{\theta }}$)

${\displaystyle \tan I=2\tan \lambda }$

dónde${\displaystyle \lambda }$es la latitud del punto en la superficie terrestre.

Este fenómeno es especialmente importante en la aviación. Las brújulas magnéticas de los aviones están diseñadas de manera que el centro de gravedad se encuentre significativamente más bajo que el punto de pivote. Como resultado, la componente vertical de la fuerza magnética es demasiado débil para inclinar la rosa de los vientos de forma significativa fuera del plano horizontal, minimizando así el ángulo de inclinación que muestra la brújula. Sin embargo, esto también provoca que la brújula del avión dé lecturas erróneas durante los virajes inclinados (error de viraje) y los cambios de velocidad (error de aceleración). ^{[ 6 ]}

Error de giro

Error de giro hacia el norte causado por la inclinación magnética

En el hemisferio norte, girar hacia el norte provoca que la brújula se "retrase" con respecto al giro.

En el hemisferio sur, al girar hacia el norte, la brújula "adelantará" el giro.

La inclinación magnética desplaza el centro de gravedad de la brújula, provocando lecturas temporalmente inexactas al girar hacia el norte o el sur. A medida que la aeronave gira, la fuerza resultante de la inclinación magnética hace que el conjunto del flotador oscile en la misma dirección en que gira el flotador. Este error de la brújula se amplifica con la proximidad a cualquiera de los polos magnéticos. ^{[ 6 ]}

Para compensar los errores de giro, los pilotos del hemisferio norte tendrán que "avanzar demasiado" en el giro al girar hacia el norte, deteniendo el giro antes de que la brújula gire al rumbo correcto; y "sobrepasar" el giro al girar hacia el sur deteniéndose después de que la brújula lo haga. El efecto es el opuesto en el hemisferio sur. ^{[ 6 ]}

Error de aceleración

Los errores de aceleración se producen porque la brújula se inclina sobre su soporte al acelerar. ^{[ 7 ]} En el hemisferio norte, al acelerar en dirección este u oeste, el error se manifiesta como una indicación de giro hacia el norte. Al desacelerar en cualquiera de estas direcciones, la brújula indica un giro hacia el sur. ^{[ 6 ]} El efecto es el opuesto en el hemisferio sur.

• Giros de la brújula del avión
• declinación magnética
• Anomalía del Atlántico Sur

• Errores de brújula. Archivado el 1 de septiembre de 2006 en la Wayback Machine.
• Consulta los valores de inclinación magnética.