Transcript
01. As bússolas
A bússola é um instrumento de navegação que possui uma agulha imantada que aponta direções em um mostrador, sendo este estacionário relativo à superfície da Terra. Neste quadro de referência estão marcados quatro pontos cardeais, nomeados como norte, sul, leste e oeste. Também são definidas as direções intermediárias a estes pontos, cujos nomes são formados por combinações dos nomes dos pontos cardeais originais, como é o caso do nordeste, do sudeste, do sudoeste e do noroeste. O diagrama onde estão indicados esses pontos é chamado
de
rosa-dos-ventos;
ela
mostra
as
direções
mencionadas (com seus nomes geralmente abreviados para as iniciais) e é desenhada no limbo da bússola. Esse desenho foi desenvolvido por Aristóteles de Timóstenes, um estudioso de navegação marítima do Egito antigo (ACZEL, 2002). A rosa-dos-ventos de Timóstenes possuía 12 direções, de onde se acreditava que vinham os ventos, relacionando-os aos signos do zodíaco. Quando o aparelho está em uso, a rosa é forçada a se alinhar com as direções reais, de modo que, por exemplo, a marca "N" na rosa realmente aponta para o norte. Frequentemente, junto com a rosa ou, por vezes, substituindo a mesma, são desenhadas as marcações de ângulos em graus no mostrador da bússola. O norte corresponde a zero graus; a partir daí, os ângulos aumentam no sentido horário, de modo que é a leste é de 90 graus, ao sul é de 180°, e a oeste é de 270°. Esses números permitem que a bússola seja usada para mostrar azimutes ou rumos numericamente, que são comumente referidos nesta notação. A bússola magnética foi um conceito inventado, como nos conta a tradição, pelo povo chinês. Ela foi usada na dinastia Song pelos militares, para orientação de caravanas no deserto por volta de 1040-1044, e começou a ser usada para a navegação marítima de 1111-1117. O uso de uma bússola é registrado na Europa Ocidental muito mais tarde, entre 1187 e 1202, e na Pérsia, em 1232. A bússola seca foi inventado na Europa por volta de 1300. Esse instrumento foi importante para muitas conquistas da humanidade, inclusive para as Grandes Navegações. Ela foi substituída no início do século 20 pelo compasso magnético de líquido na navegação marítima. Na topografia, ela é responsável por determinar a orientação de um levantamento em relação ao norte verdadeiro, bastando pra isso a determinação do azimute magnético (distância em graus entre a direção visada e o norte magnético) e da declinação magnética do local. Isso é necessário exatamente pelo fato das bússolas apontarem para o norte magnético e não para o norte verdadeiro (TULER, 2014).
02. Tipos de Bússolas Existem dois tipos amplamente utilizados e radicalmente diferentes da bússola: a magnética e a giroscópica. A bússola magnética (mais conhecida e acessível) contém um ímã que interage com o campo magnético da Terra e alinha-se com os pólos magnéticos. As bússolas simples deste tipo mostram sentidos em um quadro de referência no qual as direções dos pólos magnéticos estão a norte e sul. Estas direções são chamados norte magnético e sul magnético. Já a bússola giroscópica, contém uma roda interna que gira rapidamente, essa rotação interage de forma dinâmica com a rotação da Terra, devido à lei de conservação do momento angular. Portanto, o eixo da roda aponta para pólos de rotação da Terra. Estas direções são chamados verdadeiro norte e sul verdadeiro , respectivamente. Há outros dispositivos que não são convencionalmente chamados bússolas mas que permitem que os verdadeiros pontos cardeais possam ser determinados. Alguns receptores GPS têm duas ou três antenas fixas, a uma certa distância da estrutura do veículo onde estão instalados, geralmente um avião ou barco. As latitudes e longitudes exatas das antenas podem ser determinado simultaneamente, o que permite o cálculo das direções dos pontos cardeais em relação ao eixo do veículo (a direção em que o nariz está apontando), ao invés de sua direção de movimento, que geralmente é diferente se houver um vento cruzado, no caso de aeronaves. Um desenvolvimento recente é a bússola eletrônica, que detecta a direção sem o uso de partes móveis potencialmente falíveis. Ela usa um giroscópio de fibra ótica ou um magnetômetro. Esse último freqüentemente aparece como um subsistema opcional para receptores GPS portáteis e telefones celulares, quando estes possuem a função de bússola incluída em seus sistemas.
03. A Bússola Magnética A bússola magnética consiste em um ponteiro magnetizado (marcado geralmente na extremidade norte) que pode girar livremente na horizontal e alinha-se com o campo magnético da Terra. Há também a bússola com agulha solidária em limbo, onde o próprio limbo se move junto com a agulha, ao invés de ser estático, método bastante utilizado em bússolas militares. A bússola melhorou muito a segurança de expedições em locais sem pontos de referência, especialmente no oceano. A bússola pode ser usada para calcular azimutes, usada juntamente com um sextante pode ajudar a obter a latitude, e com um cronômetro marinho pode ser usada para calcular a longitude. Dessa forma, proporciona uma capacidade de navegação excelente, que apenas recentemente foi suplantado por dispositivos modernos, tais como o Sistema de Posicionamento Global (GPS). A bússola é muito estável nas áreas próximas ao equador, mas torna-se imprecisa à medida que se aproxima do "norte magnético", podendo até mesmo indicar erros grosseiros quando está muito próxima a eles, fato que torna a bússola um instrumento pouco útil para navegadores que participam
de expedições nas regiões polares. Há ainda o fato de que, à medida que uma bússola é movida para mais perto de um dos pólos magnéticos da Terra, ela mais sensível ao cruzar suas linhas de campo magnético. Em algum momento perto do pólo magnético da bússola não indica qualquer direção em particular, mas fica com sua agulha à deriva. Além disso, a agulha começa a apontar para cima ou para baixo, quando se aproxima dos pólos, fato conhecido como inclinação magnética. Bússolas baratas com rolamentos de baixa qualidade podem ficar presas por causa disso e, portanto, indicar uma direção errada. Bússolas magnéticas são influenciadas por qualquer tipo de campo elétrico ou magnético. Locais que possam conter depósitos de minerais magnéticos e fontes artificiais, como equipamentos de ressonância magnética, grandes massas de ferro ou aço, motores elétricos ou fortes ímãs permanentes alteram em muito a acurácia do aparelho (GREF,2005). Qualquer corpo eletricamente condutor produz seu próprio campo magnético, quando por ele passa uma corrente elétrica. Algumas bússolas incluem ímãs que podem ser ajustados para compensar a campos magnéticos externos, tornando o equipamento mais confiável e preciso. Uma bússola também está sujeito a erros quando a mesma está em movimento e sofre uma aceleração brusca. Dependendo de qual dos hemisférios da Terra a bússola esteja localizada, e se a força é de aceleração ou desaceleração, o equipamento irá aumentar ou diminuir o valor indicado. Outro tipo de erro momentâneo ocorre quando se muda de direção de forma repentina: o equipamento ficará oscilando por um tempo até se estabilizar, fato que se deve à Lei do Pêndulo. Magnetômetros e seus substitutos, como os giroscópios, são mais estáveis em tais situações.
04. Usando uma bússola Usar a bússola para percorrer pequenas distâncias (até 300 metros) é muito simples. A primeira coisa que se precisa fazer é colocar o mapa numa superfície plana e horizontal. Depois, indicar no mapa a posição atual e o ponto onde quer chegar. A borda lateral da bússola, deve ser usada para unir estes dois pontos, sendo que a seta de direção da bússola (linha-de-fé) deve estar voltada para o ponto de destino. Então, o anel graduado deve ser girado até que as linhas do mostrador da bússola estejam paralelas às linhas verticais do mapa. Deve-se prestar atenção, porque a seta-guia deve estar apontando para o Norte indicado pelo mapa (topo do mapa). A partir daí, basta anotar ângulo que está ao pé da linha-de-fé – este é o seu azimute. Depois deve-se girar a bússola até que a parte vermelha da agulha esteja coincidente com a seta-guia. A partir daí a seta de direção da bússola estará indicando o destino correto.
Referências ACZEL, Amir D. Bússola: a invenção que mudou o mundo. Rio de Janeiro, Jorge Zahar Ed., 2002 TULER, Marcelo Fundamentos de Topografia. Porto Alegre, Bookman, 2014 GREF, Física 3: Eletromagnetismo. São Paulo: Editora da USP, 2005, vol. 3. Disponível em Acesso em 07/02/2014
