Hay una serie de brújulas magnéticas diferentes (especializadas) que utilizan los geólogos para medir la orientación de las estructuras geológicas, a medida que mapean en el campo, para analizar (y documentar) la geometría de los planos de cama , juntas y / o foliaciones y lineamientos metamórficos . [1] [2] En este aspecto el dispositivo más utilizado hasta la fecha es la brújula analógica .
Brújulas geológicas clásicas
Las brújulas geológicas clásicas que son de uso práctico combinan dos funciones, radiogoniometría y navegación (especialmente en áreas remotas), y la capacidad de medir el rumbo y el hundimiento de las superficies de los estratos y / o planos de foliación metamórfica. Los geólogos estructurales (es decir, los que se preocupan por la geometría y el patrón de movimiento relativo) también tienen la necesidad de medir la inmersión y la dirección de inmersión de las lineamientos.
Las brújulas de uso común incluyen la brújula Brunton y la brújula Silva .
Brújulas geológicas modernas
Configuración de una brújula geológica moderna según el Prof.Clar (Freiberger), vista total
vista superior
lado inferior
El concepto de brújula geológica moderna fue desarrollado por Eberhard Clar de la Universidad de Viena durante su trabajo como geólogo estructural. Lo publicó en 1954. [3] Una ventaja de su concepto es que el rumbo y el echado se miden en un paso, utilizando el círculo vertical para el ángulo de echado y la brújula para la dirección del rumbo. La primera implementación fue realizada por VEB Freiberger Präzisionsmechanik en Freiberg , Alemania . Los detalles del diseño se realizaron en estrecha colaboración con la Universidad de Minería y Tecnología de Freiberg . [4] En 2016, Brunton Inc. presentó el Axis Pocket Transit que, por primera vez, ofrecía mediciones simultáneas de huelga y caída y tendencia y caída en una variedad de configuraciones. Cuenta con un diseño de tapa poco convencional que gira 360 grados en ambas direcciones y dos ejes que permiten la medición precisa de ángulos verticales y horizontales en todas las configuraciones de superficies de cama.
Brunton Pocket Transit, combina las características de las brújulas geológicas clásicas y modernas.
Uso
A primera vista, parece confuso para el usuario novato, ya que los números en el dial de la brújula ascienden en sentido contrario a las agujas del reloj. Esto se debe a que la brújula se utiliza para determinar el echado y la dirección de buzamiento de las superficies (foliaciones) y la dirección de hundimiento y hundimiento de las líneas (lineamientos). Para utilizar la brújula se alinea la tapa de la brújula con la orientación de la superficie a medir (para obtener la dirección de inmersión y inmersión), o el borde de la tapa de la brújula con la orientación de la línea (para obtener inmersión y inmersión dirección). La brújula debe girarse para que la base de la brújula se vuelva horizontal, como se logra utilizando el nivel de burbuja incorporado. La aguja de la brújula se libera usando el botón lateral y se deja girar hasta que la acción de amortiguación ralentiza su movimiento y luego se estabiliza. El botón lateral se suelta y la aguja se mantiene firmemente en su lugar, lo que permite al usuario leer cómodamente la orientación medida. Primero se lee la escala que muestra el ángulo subtendido por la tapa de la brújula, y luego dependiendo del color mostrado (rojo o negro) el final de la aguja de la brújula con el color correspondiente. Luego, los datos se registran como (por ejemplo) 25 ° -> 333 ° (dirección de inmersión y inmersión) o (dirección de inmersión y inmersión).
Esta brújula es la más utilizada por los geólogos estructurales, midiendo foliación y lineamiento en rocas metamórficas , o fallas y juntas en áreas mineras.
Brújulas digitales
Con la llegada del teléfono inteligente, también han comenzado a aparecer programas de brújula geológica basados en el teslámetro de 3 ejes y el acelerómetro de 3 ejes . Estos programas de brújula utilizan álgebra vectorial para calcular las orientaciones de plano y de línea a partir de los datos del acelerómetro y el magnetómetro , y permiten una recopilación rápida de muchas medidas. Sin embargo, existen algunos problemas potenciales. Las mediciones realizadas con las brújulas geológicas de los teléfonos inteligentes pueden ser potencialmente susceptibles al ruido, principalmente debido a la vibración o al movimiento rápido de la mano. Los usuarios de una brújula de teléfono inteligente deben calibrar cuidadosamente sus dispositivos y realizar varias pruebas con brújulas magnéticas tradicionales para comprender las limitaciones del programa elegido.
Hay varias brújulas geológicas digitales disponibles en la actualidad, incluida la listerCompass [1] . Esto se basa en un software que evita la inexactitud inherente de la función 'Rumbo' al registrar datos de los magnetómetros y acelerómetros, y luego calcular la orientación del iPhone usando álgebra vectorial. Los acelerómetros registran la vibración, por lo que el iPhone debe mantenerse quieto. Dado que se pueden realizar muchas mediciones en unos pocos segundos, se puede aplicar el análisis estadístico. Una alta varianza implica datos dispersos, por lo que la medición debe continuar hasta que el error disminuya a un nivel aceptable.
Es importante considerar estos aspectos al usar una brújula geológica, ya que las brújulas tradicionales se basan en la inercia para eliminar el error causado por el movimiento del operador. Con las brújulas tradicionales no hay registro de errores causados por una mala amortiguación o por el movimiento del operador. Esta limitación se elimina mediante el uso de una brújula digital, aunque pueden ser más propensas a errores debido a la sensibilidad del acelerómetro, que los programas utilizan para determinar la vertical y la horizontal. Por lo tanto, el uso profesional de una brújula geológica digital requiere la recodificación de la varianza en las mediciones individuales.
Además, dado que los fabricantes individuales no ofrecen ninguna garantía, no se debe suponer que los ejes del magnetómetro y los ejes del acelerómetro se hayan alineado con precisión con la orientación del iPhone. Por lo tanto, el software profesional de brújula digital requiere un procedimiento de calibración. Como se señaló anteriormente, esto se puede intentar comparando datos de brújulas tradicionales y una brújula digital, por ejemplo, girando lentamente ambas brújulas juntas sobre una superficie fija horizontal o inclinada.
No hay datos que sugieran que las brújulas digitales del iPhone estén sujetas a alguna forma mensurable de perturbación magnética.
Las modernas técnicas de teledetección como LiDAR y fotogrametría permiten obtener nubes de puntos 3D precisas y densas. Estas nubes de puntos permiten la medición de orientaciones de superficies planas. Jordá y col. [5] realizó una comparación de las orientaciones de discontinuidades medidas por medio de una brújula geológica clásica y una nube de puntos fotogtamétrica 3D demostrando que la colección de discontinuidades de campo de teledetección proporciona una alternativa confiable al uso de la brújula geológica.
Referencias
- ^ El mapeo de estructuras geológicas (Serie de manuales de la Sociedad Geológica de Londres) [Libro en rústica] KR McClay
- ^ Estadísticas de datos de ciencias de la tierra: su distribución en el tiempo, el espacio y la orientación [rústica] Graham J. Borradaile (Autor)
- ↑ Clar, E .: Brújula de geólogo y minero de doble círculo para la medición de elementos geológicos lineales y areales Impresión separada de las negociaciones del Instituto Federal de Geología de Viena, 1954, vol. 4
- ^ http://www.fpm.de/downloads/GeologistCompass_eng.pdf
- ↑ Jordá Bordehore, Luis; Riquelme, Adrian; Cano, Miguel; Tomás, Roberto (1 de septiembre de 2017). "Comparación de la colección de discontinuidad de campo de detección manual y remota utilizada en la evaluación de la estabilidad cinemática de taludes de rocas fallidas". Revista Internacional de Mecánica de Rocas y Ciencias Mineras . 97 : 24–32. doi : 10.1016 / j.ijrmms.2017.06.004 . hdl : 10045/67528 . ISSN 1365-1609 .
- Marjoribanks, Roger W. (1997). Métodos geológicos en exploración y minería de minerales . Springer . pag. 105. ISBN 9780412800108. Consultado el 27 de junio de 2012 .
enlaces externos
- Brújula geológica Breithaupt Precision Instruments
- Brújula geológica de Freiberg Precision Instruments (FPM)
- Brújula geológica Brunton