Martes, 18 de Diciembre de 2018
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Geomagnetismo

 

 

OBSERVATORIO GEOMAGNETICO DE FUQUENE

 

Desde el año 1953 el Instituto instaló en la isla El Santuario, de la laguna de Fúquene, el Observatorio Geomagnético de Fúquene (código internacional FUQ) en el marco del desarrollo de la red geodésica nacional. Por aquél entonces, el objetivo primordial era la orientación con respecto a la dirección norte de las mediciones geodésicas (arcos de triangulación) que se desarrollaban a lo largo del país. De manera similar, FUQ ha formado parte de la red mundial de observatorios geomagnéticos, suministrando información de interés para la Asociación Internacional de Geomagnetismo y Aeronomía (IAGA) en los temas de clima espacial, investigaciones relacionadas con la alta atmósfera y la física del interior terrestre, efectos del CMT sobre el ser humano reflejada en la  actividad solar. FUQ fue sede de la primera Escuela Latinoamericana de Geomagnetismo (I-ELAG , 1993), iniciativa que bajo el auspicio del Instituto Panamericano de Geografía e Historia (IPGH) se ha consolidado como una de las más exitosas tareas geocientíficas de América Latina.

 

En este compendio se hace una relación detallada de las actividades, mediciones y equipos utilizados a lo largo de los 60 años de servicio del Observatorio, cuyo propósito es presentar los resultados de las diferentes componentes del CMT como son: campo total, fuerza horizontal, fuerza vertical, declinación e inclinación magnética a  instituciones internacionales y en particular a la World Data Center con el fin de construir los modelos geomagnéticos globales. De manera complementaria, se resalta la existencia en la isla El santuario de otras estaciones de observación de la Tierra, que a lo largo de los años han servido como fuente de información para diferentes entidades.

 

Como resultado de este proceso, en la actualidad opera una estación meteorológica de primer orden del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM) cuyo fin es conocer estado del clima de la zona,  una estación GPS que recepta continuamente  las coordenadas de la constelación GPS(Global Positioning System) esta pertenece al IGAC, una estación de acelerógrafos coordinada por el Servicio Geológico Colombiano  utilizada para el monitoreo de geoamenazas  y procesos en las capas superficiales de la tierra y por último una pista de calibración utilizada por el IGAC  como proceso para la verificación de desempeño instrumental y estado de calibración de los equipos topográficos y geodésicos. 

 

Por su importancia, el Observatorio FUQ y las demás instalaciones son lugar de visitas técnicas frecuentes, realizadas por grupos de investigadores, estudiantes y entidades relacionadas con el sistema Tierra. Por otra parte el instituto tiene proyectado a corto plazo la modernización del observatorio geomagnético y de este modo se mantenga una de las series de datos magnéticos más largas y continuas de América Latina, máxime cuando por su posición ecuatorial y carencia de instalaciones similares en Venezuela, Ecuador o Panamá, FUQ sea uno de las más importantes de información en esta zona del planeta para las investigaciones globales señaladas anteriormente.

 

Además con la modernización se tiene la posibilidad de que FUQ se incorpore a la red global y satelital de observatorios geomagnéticos conocida como INTERMAGNET, cuya finalidad es la de proporcionar a todos los observatorios de  la red  la información del CMT en tiempo real.

 

Isla Santuario – Laguna de Fúquene


 

Geomagnetismo

 

Se relaciona con la determinación y análisis  de las variaciones de los elementos del campo magnético terrestre (CMT) (intensidad horizontal H, intensidad vertical V, declinación magnética D, inclinación magnética I, campo total F, componente X  y componente  Y, las cuales son determinadas en el Observatorio de Fùquene mediante mediciones relativas y absolutas.  Las mediciones relativas consisten en registros gráficos continuos de  variación de las componentes declinación, componente horizontal  y componente vertical , con  equipos llamados variómetros. El papel utilizado es tipo para fotografía el cual una vez revelado se obtiene el denominado Magnetograma, dicho papel debe ser reemplazado y revelado cada 24 horas. El resultado de este es utilizado para la determinación, estudio del comportamiento del CMT y el cálculo de las correcciones por variación diurna a las observaciones realizadas en campo. 

 

Las mediciones absolutas son pruebas rutinarias que se hacen diariamente de acuerdo al Calendario Geofísico Internacional para determinar campo total F, Inclinación magnética I, declinación magnética D, utilizando equipos señalados anteriormente que son  magnetómetro de oscilaciones, inductor terrestre y magnetómetro QHM que funcionaron hasta el año de 1996, y magnetómetro  Difluí, declinómetro Askania, y PPM Geometrics y mediante formulas predeterminadas se obtienen las componentes  H, Z, Y y  X.

 

 Los temas relacionados con el observatorio FUQ son compatibles con las áreas de estudio cubiertas por la IAGA. En este ámbito y con la información proporcionada por un observatorio geomagnético puede contribuir al desarrollo de proyectos en:

 

-    Riesgos: Clima espacial y efectos de las tormentas magnéticas: daños en los sistemas satelitales, interrupción en las comunicaciones, errores en los Sistemas Satelitales de Navegación Global (GNSS), variación del arrastre orbital en los satélites, corrientes inducidas en las líneas eléctricas, corrosión de tuberías, monitoreo eléctrico y magnético de sismos y volcanes.

-    Medio ambiente: Cambio global, pasado y presente del clima global, variabilidad solar y cambio de temperaturas, seguimiento de contaminantes, dinámica costera, mapas de salinidad y recursos hídricos.

-    Exploración de minerales e hidrocarburos: cartografía y modelado del subsuelo, datación de rocas, mineralización y maduración de hidrocarburos.

-    Geología: reconstrucciones tectónicas, deriva continental, estructura de la corteza y propiedades de las rocas, estratigrafía y estudio del lecho oceánico.

-    Navegación: Correcciones para las brújulas magnéticas, direccionamiento en los levantamientos topográficos, orientación de satélites, sistemas de guía y detección, biomagnetismo y navegación animal.

-    Salud humana: Efectos de los campos magnéticos en humanos; exposición a la radiación para astronautas y vuelos de gran altura y efectos biológicos de la radiación electromagnética.       

 
                                              

 

Aplicaciones del Geomagnétismo

 

El  geomagnetismo se utiliza  en la prospección de recursos naturales, en estudios geológicos y geofísicos,  exploraciones petrolíferas, para la localización  de yacimientos asociados  estructural o estratigráficamente con formaciones magnéticas,  para la corrección de los rumbos magnéticos en los aparatos  topográficos, localización de obras, en corrección de rumbos en la navegación marítima y aérea.

 

A nivel mundial FUQ está incluido dentro de la Red Internacional de Observatorios,  con el fin de que la información se utilice   en los proyectos que determinan el comportamiento del CMT, ya que fenómenos como las tormentas magnéticas han provocado en los últimos años grandes variaciones en los sistemas eléctricos e interferencias en las telecomunicaciones debido a las corrientes electromagnéticas inducidas sobre estos sistemas, es por eso que el Observatorio Automático se está ajustando para el proyecto INTERMAGNET. 
La sismología se aplica al realizar un proyecto para la construcción de una obra civil. En dicho proyecto se debe realizar un estudio detallado  de la conformación estructural del suelo para determinar la forma como se pueden propagar las ondas sísmicas y cómo actúan las fuerzas ejercidas sobre el terreno, con el fin de  tenerlas en cuenta  en el análisis estructural y en la parte arquitectónica de la obra a ejecutar. Otra aplicación es en la conformación de los mapas sísmicos, donde se puede determinar y apreciar las zonas de alto riesgo a nivel nacional.
En cuanto a la parte de  meteorología,  se puede determinar cuál es el  estado de la atmósfera en un lugar y momento determinado, y además para describir las características climáticas de una región como son las épocas de invierno y verano, temperaturas máximas y mínimas, y otros parámetros.
Otra aplicación es en el diseño de proyectos para la construcción de embalses, canales, estudios de drenajes urbanos, determinación de caudales hídricos mediante la simulación de análisis de registros históricos de precipitación. Por otra parte, teniendo en cuenta los análisis, se pueden realizar pronósticos meteorológicos de una región, ya sea como prevención de desastres o  simplemente como una información general.

 

En lo referente a la estación satelital se hace importante la obtención diaria de datos donde se determinan las  coordenadas precisas que suministra y son de significativo provecho, entre otros usos, en las geociencias, generación de cartografía, geodinámica, obras civiles e investigación.
La pista de  calibración de equipos  puede ser utilizado de diferentes formas, cada una  está determinada por una configuración de triángulos y que dan una amplia gama de opciones para la revisión de los equipos, los cuales una vez lista su calibración quedan dispuestos para realizar levantamientos topográficos, medición de nivelación terrestre con el fin de obtener precisión en obras civiles, levantamientos geódesicos para determinar características del geoide y en general la forma del globo terrestre. 

 

•    Servir de base, tanto en sus mediciones absolutas como registro de variaciones para los relevamientos geomagnéticos locales y regionales.

•    Servir de base en forma análoga a los relevamientos magnéticos mundial

•    Posibilitar en combinación con estaciones secundarias semipermanentes, el trazado de sistemas de corrientes eléctricas locales, regionales equivalentes a las variaciones transitorias, en especial la solar quieta y perturbada, en la alta atmósfera y en el interior de la tierra donde se tienen en cuenta las tormentas  magnéticas. 

•    Proporcionar series cronológicas largas y homogéneas de las magnitudes físicas que expresan el efecto corpuscular sobre la tierra, la atmósfera y espacio circunterrestre.

•    Posibilitar el estudio de la distribución planetaria de dichos efectos

•    Proporcionar en forma análoga datos sobre  aspectos de la radiación solar fotònica y eventos solares

 

 

Información producida por el observatorio

 

-     Valores horarios individuales de tres elementos del CMT sobre la base de   un magnetograma, donde se pueden tener promedios horarios, diarios, valores máximos y mínimos instantáneo de cada día, indicándose la hora y minuto de ocurrencia de estos extremos.

-    Determinación de los cinco días internacionales seleccionados como quietos y cinco seleccionados como perturbados.

-    Reproducción diario de registro gráfico (magnetogramas) de las variaciones de elementos del CMT.

-    Resultados detallados de cada una de las observaciones absolutas realizadas durante el año.

-    Lista de eventos diagnosticados sobre la base de magnetogramas tales como: bahía,  pulsaciones, efectos de fulguraciones solares, índices de actividad geomagnética.

 

 

Cartas magnéticas en Colombia

 

El siguiente es el recuento de las cartas magnéticas publicadas hasta la fecha.

 

-    Carta Isogónica para la época 1942 
Entre 1941 y 1944, el Coast and Geodetic Survey envió una comisión  para observaciones geomagnéticas a  las Repúblicas Americanas, el grupo presidido por el señor J. B.  Campbell trabajo en Colombia   con instrumento marca C8GS en el año de 1942, estableció 8 estaciones, en la colaboración con los doctores Darío Rozo M. y Tomas Aparicio, funcionarios del Instituto Geográfico. Basados en estas observaciones y mediciones de declinación, hechas por el Instituto, se trazo el mapa isogónico de Colombia para la época 1942.0. Este mapa, publicado en el Catalogo de paredes de estrellas para determinación de la hora por el método de Zinger, muestra curvas isogónicas de grado, comprendidas entre 2-W {frontera con Venezuela} y 6- E {frontera con Ecuador} y 5´ {frontera con Venezuela}.       

 

-    Carta  Geomagnética para la época de 1950
Para la época se elaboro una carta isomagnética, basada en las observaciones anteriores  y en doce nuevas estaciones hechas por el señor J. A. koslosky, funcionario del IAGS, quien trabajo  con instrumentos de marca Ruska en colaboración con el grupo geomagnetismo del instituto geográfico. Muestra curvas isogónicas de grado en grado comprendidas entre 2- E Y 5 – E, isóclinas de cinco en cinco grados, entre 20 – N y 45 – N  isodinámicas de intensidad horizontal  de quinientas en quinientas gamas, entre 30.000 y 31.000, de este mapa se sacaron muy pocas copias heliográficas, en escala 1. 2. 500.000.   

 

-    Carta isogónica para la época 1955  
Reducidas para esta    época las observaciones hechas en el país se elaboró una carta isogónica e isopórica, la cual fue publicada en la  revista de la academia de ciencias exactas, físicas y naturales, volumen XI N 38 de Marzo de 1957. 

 

-    Carta Geomagnética para la época 1958.5
El lapso del 1 de julio de 1957 al 31 de diciembre de 1958 fue escogido para el año geofísico internacional {AGI}, entre otras razones porque  en este intervalo se presentaban 3 eclipses totales y un máximo de actividad solar en un periodo de 11 años, con los correspondientes efectos sobre la tierra.  
Como colaboración del Instituto  Geográfico al AGI y en cumplimiento del programa planeado por el sub-comité de geomagnetismo, del comité Nacional de Colombia, se preparo y publico la carta geomagnética para esta época, la cual se baso en 66 estaciones magnéticas determinadas con instrumentos Ruska y Askania y en los datos del observatorio de Fúquene.        
Esta carta reproducida sobre mapas físico – políticos a escala 1. 1. 500.000, reproducen líneas isogónicas de grado en grado desde 3 W hasta 4-E, líneas isodinámicas de intensidad horizontal de quinientas en quinientas gammas desde 29.500 y hasta 30.500 y líneas isóclinas de cinco en cinco grados desde 20- N hasta 40-N. además, fueron trazadas las líneas isopóricas de declinación de minuto desde más o menos 5´ hasta más o menos 7.´  

       

-    Carta isogónica para la época 1965
Para la elaboración de esta carta se emplearon los datos recolectados en 121 estaciones magnéticas y el observatorio de Fúquene.  Su publicación se hizo en mapas físico –político de escala 1.1. 500.000 y muestra líneas isogónicas de quince en quince minutos que abarcan desde 4-W hasta 4 – E. No se incluyen líneas isopóricas y se adopta la variación anual del observatorio {más o menos 8}.  Esta carta fue definida para el Atlas de Colombia  

 

-    Carta Geomagnética para la época 1965
Aprovechando la proximidad de la publicación del atlas Colombia, se elaboro una carta Geomagnética en escala 1.11.000.000 que muestra, además de las líneas de grado en grado de la carta isogónica para la misma época, líneas isodinámicas de 29.000,  29.750 y 30.000 y líneas isóclinas de cinco en cinco grados de 20-N hasta 40-N.

 

-    Carta geomagnética para la época 1968 
Con la experiencia adquirida en la elaboración de las cartas anteriores y utilizando los resultados de los trabajos geomagnéticos realizados en el país desde 1942 se elaboro la carta geomagnética para 1968.
Para los años 1975 y 1980, se obtuvieron las cartas magnéticas basadas en los datos disponibles y teniendo en cuenta la variación secular interanual,  con valores ajustados teniendo como patrón el Observatorio de Fúquene
En  el año 1990 se elaboraron las últimas cartas magnéticas de acuerdo a los datos obtenidos en las campañas de observación en diferentes estaciones de repetición a lo largo del país, donde crearon los mapas de líneas isomagnéticas para las diferentes componentes  
Para el año 2000 se elaboró un mapa digital como prueba utilizando  herramientas de software para el ajuste polinomial.
 

 

Cualquier información adicional geodesia@igac.gov.co