Medición y Cálculo del Campo Magnético Terrestre: Declinación, Inclinación y Potencial

Si hacemos el gradiente del desarrollo en armónicos esféricos del potencial, obtendremos el campo magnético. Una vez que tenemos las coordenadas (x, y, z), podemos obtener la declinación, la inclinación y el campo magnético de la Tierra.

Declinómetro e Inclinómetro: Instrumentos para la Medición del Campo Magnético

El aparato que utilizamos es el declinómetro/inclinómetro. Se fundamenta en eliminar todos los elementos ferromagnéticos de un teodolito, sustituyéndolos por materiales diamagnéticos (como el latón) o paramagnéticos que no distorsionen el campo. También se le coloca un magnetómetro fluxgate paralelo al catalejo del instrumento, el cual nos indicará el valor del campo magnético en la dirección del catalejo.

Procedimiento de Medición con el Declinómetro/Inclinómetro

El procedimiento a seguir es el siguiente:

1. Primero, se orienta el catalejo en dirección del meridiano magnético, observando un máximo en la lectura del magnetómetro.
2. Una vez que sabemos dónde está el meridiano magnético, movemos el catalejo en vertical hasta encontrar la dirección del campo magnético (se observa otro máximo).
3. La lectura vertical nos dará la inclinación.
4. La lectura horizontal es indicativa de la dirección del campo magnético en ese punto.
5. Necesitamos conocer el acimut de una referencia para poder hallar la declinación: D = (α' - α) - z, donde:

• α': Lectura horizontal de la referencia.
• α: Lectura horizontal marcada por el teodolito.
• z: Acimut astronómico de la referencia.

Potencial Magnético Terrestre

La expresión del potencial magnético corresponde al desarrollo en armónicos esféricos. Como en geomagnetismo siempre consideramos una Tierra esférica, no imponemos simetría de revolución, por lo que el potencial depende de r, λ y θ.

Variables, Parámetros y Funciones del Potencial Magnético

Las diferentes variables, parámetros y funciones que aparecen en la expresión del potencial son:

• R: Radio de la Tierra.
• r: Radio en el punto de medición.
• N: Determina el valor del potencial interno magnético. Cuanto mayor sea, más nos estaremos acercando al potencial interno de la Tierra. El valor de N al que se llega es de 90.
• P_m,n(cosΘ): Son los polinomios de Lagrange que dependen exclusivamente de Θ. Su valor es conocido y van multiplicados por una constante.
• El término n=1, m=0 se corresponde con el dipolo centrado, coincidente con el eje de la Tierra.
• Si incluimos el término n=1 y m=1, obtendremos el mismo dipolo, pero inclinado con un cierto ángulo.
• Si incluimos el término n=2, obtendremos el modelo del dipolo excéntrico, un dipolo que no está centrado en el centro de la Tierra. Este se parece más al magnetismo de la Tierra.
• Si incluimos el resto de términos n>2, introduciremos una componente no dipolar, es decir, todo lo que no explica el modelo dipolar. Cuantos más términos incluyamos en los sumatorios, mejor será la aproximación al potencial del campo.