Brújula

Una brújula magnética es una aguja imantada, libre de girar, que se alinea con el campo magnético de la Tierra y así señala el norte con cualquier tiempo. Descrita en China en el siglo XI y usada en el mar en Europa hacia 1190, permitió a los marinos mantener el rumbo sin tierra a la vista y con el cielo cubierto.

Qué es

Una brújula es un pequeño imán que puede girar libremente. En reposo, se coloca a lo largo de las líneas del campo magnético terrestre, con un extremo hacia el norte magnético y el otro hacia el sur. Un navegante que sabe dónde está el norte puede deducir de ella todas las demás direcciones, de noche, con niebla o sin tierra a la vista.

La lámina muestra una aguja náutica del siglo XVI. La aguja imantada va pegada bajo un disco de papel pintado con una rosa de los vientos, y toda la rosa gira con ella. La rosa se apoya en un estilo dentro de un mortero de madera, y el mortero cuelga de anillos de cardán para mantenerse horizontal cuando el barco balancea.

Cómo funciona

Frotada contra una piedra imán, una aguja de acero se convierte a su vez en un imán.

La Tierra se comporta más o menos como un enorme imán de barra. Su campo es débil, medio gauss aproximadamente en la superficie, pero una aguja ligera sobre un buen estilo necesita muy poca fuerza para girar. La aguja oscila hasta que su propio campo se alinea con la componente horizontal del campo terrestre, y se detiene.

Antes hay que imantar la aguja. En el hierro y el acero, unas regiones diminutas llamadas dominios actúan cada una como un imán, pero apuntan en todas direcciones y se anulan. Al frotar la aguja siempre en el mismo sentido con una piedra imán, un trozo de magnetita con magnetismo natural, muchos de ellos se alinean, y la aguja conserva ese orden. El acero duro lo retiene mejor. El hierro dulce lo pierde pronto, y hasta mediados del siglo XVIII los marinos tenían que volver a cebar sus agujas con una piedra imán de a bordo.

Un método antiguo: una aguja sobre un flotador, girando libre en agua quieta.

El norte magnético no coincide con el polo geográfico, y el ángulo entre ambos, la declinación, cambia de un lugar a otro y lentamente con los años. El campo, además, está inclinado: en el hemisferio norte tira hacia abajo del extremo norte de la aguja y en el hemisferio sur del extremo sur, con más fuerza cerca de los polos magnéticos, así que los fabricantes equilibran la aguja con un pequeño contrapeso. A bordo, los herrajes de hierro y la carga también desvían la aguja, un error llamado desvío.

En la lámina, el estilo puntiagudo y el pequeño chapitel de la aguja reducen el rozamiento. La rosa permite al timonel leer el rumbo frente a una marca fija del mortero. La tapa de vidrio protege del viento, y los anillos de cardán impiden que la rosa se incline cuando el barco balancea.

Cómo construirla

Haga la aguja. Use una aguja de coser de acero o una tira fina de acero duro de unos 5 cm. El hierro demasiado blando no se mantiene imantado.

Imántela. Frote la aguja desde el centro hacia un extremo con un polo de una piedra imán o de un imán, y aleje la piedra en un arco amplio al final de cada pasada. Repita veinte o treinta veces, siempre en el mismo sentido.

Pruébela en agua. Atraviese con la aguja un trozo corto de corcho o de caña seca y hágala flotar en un cuenco de agua quieta, lejos de cualquier hierro. Averigüe qué extremo señala el norte y márquelo. Al norte de los trópicos, compruébelo de noche con la estrella polar o con la sombra más corta del mediodía solar, que entonces apunta al norte; al sur de los trópicos esa sombra apunta al sur.

Póngale un estilo. Presione un pequeño cono en un recorte de latón fino para hacer un chapitel y fíjelo en el centro de la aguja. Clave en vertical una punta de aguja afilada en el fondo de un mortero de madera y apoye el chapitel sobre ella. Equilibre la aguja con un poco de cera hasta que quede horizontal.

Añada la rosa y la tapa. Pegue la aguja bajo un disco ligero marcado con los rumbos, con la marca del norte sobre el extremo norte de la aguja. Pinte dentro del mortero una marca fija, la línea de fe, alineada con la proa: el rumbo se lee en la rosa frente a ella. Un cristal sobre el mortero la protege de las corrientes de aire.

Cuélguela. Para un modelo de aguja náutica, monte el mortero en dos anillos que giren sobre ejes perpendiculares. Una brújula casera es una demostración: no navegue con ella sin compararla antes con una brújula fiable.

Historia y evolución

Tanto en China como en Grecia se sabía hace más de dos mil años que la piedra imán atrae el hierro. Textos de la dinastía Han mencionan un objeto que señalaba el sur y se usaba en adivinación, quizá una cuchara de piedra imán, aunque los historiadores discrepan sobre qué era.

Shen Kuo consideraba que la mejor montura era una aguja colgada de un solo hilo de seda.

El manual militar Wujing Zongyao, compilado hacia 1044, describe un delgado pez de hierro calentado al rojo, enfriado en dirección norte-sur y luego puesto a flotar en agua, donde señalaba el sur. Hacia 1088, Shen Kuo describió agujas imantadas por frotamiento con piedra imán, puestas a flotar en agua o colgadas de un hilo de seda. También observó que la aguja apunta un poco al este del sur exacto, uno de los primeros registros de la declinación. Entre 1111 y 1117, Zhu Yu escribió que los pilotos de los barcos miraban la aguja cuando las nubes ocultaban el sol y las estrellas.

En Europa, el erudito inglés Alexander Neckam describió hacia 1190 a marinos que usaban una aguja imantada. Un texto persa de 1232 ofrece la primera mención en el mundo islámico. En 1269 Petrus Peregrinus describió una brújula seca sobre estilo, y hacia 1300 la brújula seca de caja con rosa se extendió por el Mediterráneo.

Las brújulas de líquido, que amortiguan las oscilaciones de la rosa, se impusieron en el siglo XIX y a principios del XX, y en la primera década del siglo XX llegó el girocompás, que encuentra el norte verdadero sin magnetismo.