Manual de Usos de la Brújula

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES.
FACULTAD DE INGENIERÍA.
ESCUELA DE ING. GEOLÓGICA.
INTRODUCCIÓNALAGEOLOGIADE
CAMPO.
USOS DE LA BRÚJULA
EN UN
LEVANTAMIENTO
GEOLÓGICO DE
CAMPO
ING. FRANCISCO BONGIORNO PONZO

ÍNDICE
GEOLOGÍA DE CAMPO. ULA. MÉRIDA
Justificación............................................................................................... 2
Partes de la brújula Brunton....................................................................... 3
Partes de un altímetro................................................................................ 4
Método y técnica para medir rumbo y buzamiento de estratificación y
foliación..................................................................................................... 6
Usos de la brújula en campo...................................................................... 6
Casos particulares................................................................................ 7
Usos del clinómetro................................................................................... 8
Ejercicios............................................................................................. 8
Dirección de buzamiento............................................................................ 10
Otros usos de la brújula............................................................................. 11
Nomenclatura de buzamiento...................................................................... 11
Calculo de altura con la brújula.................................................................. 11
Calculo de espesores estratigráficos con la brújula....................................... 14
Medición de espesores estratigráficos en diferentes posiciones de
buzamiento con la brújula........................................................................... 15
Calculo del ángulo Pitch con la brújula......................................................... 18
Medición del rumbo y buzamiento de la superficie de falla con la brújula....... 19
Calculo del ángulo Plunge con la brújula...................................................... 19
Calculo del ángulo Pitch con la brújula......................................................... 18
Bibliografía................................................................................................. 21
1

JUSTIFICACIÓN.
En este contexto, la brújula Brunton y el altímetro representan unas
herramientas fundamentales para realizar los levantamientos
geológicos de campo. En este sentido, resulta indispensable conocer
bien sus caracteristicas, las diferentes partes que los conforman y el
uso adecuado de cada una de ellas.
Esta guía tiene como objetivo servir como material de apoyo para
introducir al estudiante en el manejo de estos importantes
instrumentos de campo y además complementar el aspecto teórico en
la enseñanza de las materias Introducción a la Geología de Campo y
Geología de Campo.
2

PARTES DE UNA BRÚJULA BRUNTON
3
1
2
4
5
6
7
8
9
3

PARTES DE UNA BRÚJULA BRUNTON CONTINUACIÓN.....
10
11
12
13
14
4

L E Y E N D A.
1. CIRCULO GRADUADO O LIMBO.
2. NIVEL CIRCULAR Y/O “OJO DE POLLO”.
3. CLINÓMETRO.
4. NIVEL DEL CLINÓMETRO.
5. SEMI CIRCULO GRADUADO.
6. GRADUACIÓN EN GRADOS DE LA PENDIENTE.
7. AGUJA DE LA BRÚJULA.
8. ELEVADOR O TENSOR DE LA AGUJA.
9. GRADUACIÓN EN GRADOS DEL CLINÓMETRO.
10.LÍNEA AXIAL
11.VENTANILLA.
12.ESPEJO.
13.MIRA PLEGABLE.
14.PINULA.
PARTES DE UN
5
ALTÍMETRO.
2
L E Y E N D A.
1. CIRCULO
GRADUADO O
LIMBO.
2. AGUJA DEL
ALTÍMETRO.
1

USOS DE LA BRÚJULA EN GEOLOGÍA DE CAMPO.
Existen 2 tipos de brújula Brunton, la azimutal (0° -360°) y la de
cuadrantes (dividida en 4 cuadrantes y cada uno de ellos va de 0° a
90°). Esta brújula consta de tres elementos fundamentales que son el
Clinómetro, el nivel y las partes que sirven como orientación. Estos
tres elementos se unen y son útiles para la construcción de
poligonales abiertas y cerradas, cálculo de rumbos y buzamientos de
estratificación y foliación, de superficies de falla, de estrías de falla y
de ejes de pliegues, además como herramienta auxiliar en el cálculo
del espesor estratigráfico.
Antes de comenzar a usar la brújula debemos ajustarla a la
declinación magnética que varia cada año.
.-MÉTODO Y TÉCNICA PARA MEDIR RUMBO Y BUZAMIENTO DE
ESTRATIFICACIÓN Y FOLIACIÓN.
a b
6
c
Fig. 1. (a) Se muestra la posición d la brújula para medir el rumbo del estrato en su
tope. (b) se muestra La posición de la brújula para medir el buzamiento del estado
en su tope. (c) se muestra La posición de la brújula para medir el buzamiento del
estado en su base

Para ser mas explicito el método y técnica de medición del rumbo y
buzamiento de estratificación y foliación se sigue los siguientes pasos:
1. Para medir el rumbo del estrato se utilizan las partes 1, 2 y 7 de
la brújula y la técnica se muestra en la Fig. 1 (a).
2. La parte lateral de la brújula se adhiere al estrato dejándola fija al
mismo y simultáneamente se realizan movimientos rotacionales
y hacia arriba o hacia abajo hasta que el nivel circular u “ojo de
Pollo” este nivelado.
3. En ese momento pulsa el elevador o tensor de la brújula (Parte
8).
4. Se procede a leer, por conveniencia, el rumbo del estrato
siempre es medido con respecto al norte, por lo tanto se leerán
medidas siempre en el primer o segundo cuadrante,
indiferentemente de la posición de la punta del norte magnético
de la aguja de la brújula.
Para entender un poco mejor lo explicado en el paso 4, a continuación
se darán ejemplos:
N
S
E O
40
N
S
E O
80
N
S
E O
20
N
S
E O
30
A B C D
En el ejemplo A se denota: N 40° O. En el Ejemplo B se denota: N
80° E. En el ejemplo C se denota: N 20° O. En el ejemplo D se
denota: N 30° E
Como se puede observar las 4 diferentes posiciones de la aguja de
la brújula, no importa la posición del norte magnético, siempre se leerá
en el 1 y 2 cuadrante, y el patrón de indicación del rumbo es siempre
primero en norte, seguidamente el ángulo y posteriormente el oeste o
el este dependiendo de la posición de la aguja de la brújula. Nótese
además que perpendicular a esa medida se mide el buzamiento, y
este siempre se mide aguas debajo de la estratificación.
7

Casos Particulares.
N
S
E O
N
S
E O
N
S
E O
N
S
E O
E F G H
Los casos particulares tiene su tratamiento especial, en el ejemplo
E y F , se leería “ Rumbo Norte Franco (N) “, pero los otros 2 casos se
debe tener en cuenta hacia donde esta apuntando el punto del norte
magnético de la aguja de la brújula, en el caso G se leería “ Rumbo
Oeste Franco ( O )” y en el caso H, se leería “ Rumbo Este Franco
( E )”.
EJERCICIOS.
Se tienen las siguientes medidas en la brújula, diga el rumbo de
cada una de ellas.
N
S
E O
75
75
N
S
E O
45
45 N
S
E O
15
15
N
S
E O
85
85
----------------- ---------------------- --------------------- ------------------
Para el calculo del buzamiento del estrato, se divide en 2 partes, la
primera parte, para calcular el ángulo, el cual es el que forma la
intercepción del estrato con un plano horizontal, y la segunda parte,
para calcular la dirección.
Primera parte. El Clinómetro.
Ya calculado el rumbo del estrato se procede a medir el ángulo de
buzamiento, la cual es la medida perpendicular de ese rumbo medido
aguas abajo, para efectuar la medición se utiliza el clinómetro (partes
3,4 y 9 de la brújula) y el semi circulo graduado (parte 5 de la brújula.).
8

La técnica para medir el buzamiento se muestra en la Fig 1 (b). Esta
técnica consiste en colocar la pinula (parte 14 de la brújula) de la
brújula perpendicular a la medida del rumbo o la parte lateral de la
brújula adherida perpendicular al rumbo del estrato, seguidamente se
utiliza el clinómetro.
Uso del clinómetro.
El clinómetro es un instrumento que generalmente se utiliza para
medir pendientes de taludes, además se utiliza para calcular el
buzamiento del estrato. En la Fig. 2 se muestra el clinómetro contenido
en la brújula.
9
1
6060
0
2
3
4
Fig. 2. Partes de un Clinómetro contenida en la Brújula Brunton.
5
L E Y E N D A.
1.-Nivel del Clinómetro.
2.-Clinómetro.
3.-Graduación en grados de la pendiente. (Buzamiento.)
4.-División cero “ 0 “ del Clinómetro.
5.-Burbuja del nivel.

Para medir el ángulo de buzamiento, se coloca la brújula en la
posición que se muestra en la Fig. 1.b, en ese momento se procede a
utilizar el clinómetro; cuando la burbuja del nivel tórico o nivel del
clinómetro esta centrada se procede a leer el ángulo de buzamiento.
El mismo es medido cuando la división cero del clinómetro (Fig. 2,
parte 4) indica un ángulo en la graduación en grados de la pendiente
(Fig. 2, parte 3).
A continuación se dan 2 ejemplos de lo antes indicado. En la
Fig. 3. a la lectura indicada en el clinómetro es 40° y en la Fig. 3. b es
de 50°.
Fig. 3. Ejemplos de lecturas de buzamiento con el clinómetro de la brújula Brunton.
0 00
a b
Segunda parte. Dirección de Buzamiento.
La dirección de buzamiento siempre es medida aguas abajo como
se indica en la Fig. 4.a y 4.b. La pinula de la brújula debe colocarse
siempre paralela a la dirección de buzamiento y la lectura de la misma
siempre es leída como si se tratara de un rumbo para la construcción
de una poligonal.
10

11
Nomenclatura del buzamiento.
La dirección de buzamiento es una dirección semejante al rumbo
cuando se construye una poligonal, por lo tanto, la esta dirección
puede ser medida en cualquiera de los 4 cuadrantes. La nomenclatura
que se utiliza para connotar el buzamiento de la estratificación es la
siguiente: primero se indica el ángulo de buzamiento, el cual es
medido con el clinómetro y seguidamente la dirección de buzamiento.
Es importante señalar que la dirección de buzamiento de la
estratificación siempre es perpendicular al rumbo de la estratificación A
continuación se dan varios ejemplos de direcciones de buzamientos.
45° NE ; 30° SE ; 56 NO ; 79 SO.
Otros Usos de la Brújula.
Otra utilidad de la brújula es el cálculo de alturas de taludes, así
mismo como herramienta auxiliar para la determinación de espesores
estratigráficos.
Fig. 4. (a) perfil de la dirección de buzamiento. Nótese la posición de la brújula con
relación a la dirección de buzamiento. (b) posición de la brújula en el tope de la
dirección.
(a)
(b)

A.-Calculo de alturas.
El Clinómetro de la brújula Brunton es de utilidad al momento de
calcular alturas de taludes. Esta parte se explicara con la Fig. 5.
1.-Los datos medidos en el campo son los siguientes:
La distancia BD.
La distancia JC.
La Altura BC
El ángulo σ.
El ángulo Ø
2.-A continuación por relaciones trigonométricas se conocen los
demás ángulos.
ε = 90° - σ
12
Ec 1. ; δ = 90° - Ø Ec. 2 ; γ = 90° - ε Ec.
3
μ = 90° – δ – γ Ec. 4. Sustituyendo las Ecuaciones 2 y 4 en 4
tenemos.
μ = 90° – (90° - Ø) - (90° - ε) = > μ = 90° - 90° + Ø – 90° + ε
μ = Ø + ε -90° Ec 6.
ρ = 180 – σ - μ Ec. 7 Sustituyendo las ecuaciones 6 en 7
tenemos:
ρ = 180 – σ - (Ø + ε -90°) = > ρ = 180 – σ - Ø - ε +90°
ρ = 270 – σ - Ø – ε Ec. 8

β
σ ε
A
B
C
F H
J
Ø
E
G
δ
γ
μ
ρ
D
Ø
Fig. 5. Esquema para el cálculo de la altura del Talud
3.- Se procede a determinar la altura del talud.
H1= a la distancia FD y H2= a la distancia FB.
Se deben realizar los cálculos para determinar la altura AB=FG, ya
que la Altura BC es conocida y sumada a la AB=FG resulta altura del
talud.
Se calcula H2 por medio del teorema del seno ó del coseno en el
triangulo FDB
ρ σ
μ
F
D B
H2
Sen ρ
Sen μ =
H2
DB Ec. 8 H2 =
Sen ρ
Sen μ * DB Ec. 9
13

Al calcular H2, se puede calcular la altura AB a través del triangulo
rectángulo ABF.
AB= Cos ε * H2 Ec. 10
La altura vertical del talud es la suma de la altura AB mas la altura BC,
que es la distancia del suelo a la brújula.
AC= AB + BC Ec. 11
Si el objetivo es medir la distancia inclinada del talud, se utiliza el
triangulo rectángulo H J F, donde la distancia H J=AC el ángulo β
=90ª - Ø. Así la distancia inclinada del talud viene dada por la Ec. 12.
Cos β
F J=
H J
Ec. 12
B.- Herramienta auxiliar para Calcular espesores estratigráficos.
Para el cálculo de espesores estratigráficos, la brújula Brunton es
herramienta auxiliar. Su uso depende de la posición de la
estratificación con respecto al talud. Se debe tener en cuenta que
existen 3 posiciones básicas del buzamiento de los estratos con
respecto al talud, en la Fig. 6 se muestra esas posiciones y su nombre
característico. Cabe destacar además que el espesor estratigráfico es
la medición perpendicular al tope y base del estrato es, es decir que es
perpendicular a la estratificación.
14

A
B
C
Fig. 6. Diferentes posiciones de los estratos con relación al ángulo de buzamiento
y al talud. Las ubicaciones A, B, C son las posiciones del observador.
-Medición del espesor en posición de Contracuesta y cuesta de
Buzamiento.
Los cálculos para medir espesores en posición de contracuesta y
de cuesta de buzamiento es similar a los realizados cuando se
investigaba la altura del talud, por lo tanto la ecuación que me indica el
espesor estratigráfico en posición de contracuesta de buzamiento es la
Ec. 12. En la Fig. 7 y 8 se indican como es el espesor estratigráfico de
las mismas.
15

a
b
Fig. 7 Bloque diagrama que indica el espesor estratigráfico en contracuesta de
buzamiento, la misma es la distancia ab.
16
Para los 2 casos la distancia ab corresponde a la distancia F J de
la Fig. 5, y la ecuación para indicar el espesor estratigráfico es la
Ecuación 12.
-Medición de espesor en posición de vertiente de buzamiento.
Este caso es muy particular, el mismo se explica en la Fig. 9
(Afloramiento visto de frente) donde el espesor estratigráfico es muy
característico.
Fig. 8 Bloque diagrama que indica el espesor estratigráfico en cuesta de
o, la misma es la distancia ab.
a
b
buzamient

Fig.9. Vertiente de buzamiento, este caso particular, la medición del espesor
se mide por partes.
a
b
c
d
ef
El afloramiento de la Fig. 9 se dividió en 2 segmentos (se puede
tomar uno o varios segmentos; esta consideración dependerá de la
altura del talud), el ab y cd, la suma de ellos 2 dará como resultado el
espesor estratigráfico del afloramiento.
Antes de realizar los cálculos, se deben tener en cuenta 2
consideraciones, la primera que los segmentos ab y cd, son
perpendiculares a la estratificación (Perpendicular al tope y base de
los estratos) y por lo tanto son paralelos entre si; a segunda
consideración se refiere a que el talud siempre forma un ángulo
diferente de 90°, por lo tanto se debe tener en cuenta dicho ángulo
para el calculo del espesor.
-Procedimiento.
1.-Los datos que se pueden obtener en campo son los siguientes:
En ángulo de buzamiento de la estratificación (ψ).Fig. 10.
La distancia af y ce que son distancias horizontales y que
también son llamados espesores estratigráficos aparentes.
(Fig. 9.)
17

ψ
e
d
cg
h
Fig 10
ω
2.-En la Fig. 10 se tiene una parte del afloramiento, nótese que se
obtienen 2 triángulos rectángulos, el “cde” y el “cgh”. Para conocer el
espesor estratigráfico “cd” se necesita obtener el valor del ángulo ω y
la distancia “de”.
Con el triangulo “cgh” se conoce el ángulo ψ, que es el ángulo de
buzamiento de la estratificación, por lo tanto el ángulo ω se obtiene
restándole a 90° el valor del buzamiento (ψ) Ec. 13.
ω= 90° - ψ Ec. 13
Para calcular la distancia “de”, el procedimiento es similar al
realizado cuando se calculó la distancia F J de la Fig. 5 (Calculo de
altura del talud) y cuya ecuación es la 12.
Al obtener tanto el ángulo ω como la distancia “de”, se utiliza el
triangulo rectángulo de la Fig. 10, y se calcula la distancia “cd”
(Ecuación 14), obteniéndose así el espesor estratigráfico verdadero de
esa sección geológica.
de
Sen ω
cd= Ec. 14
18

El mismo procedimiento descrito en el apartado 2 se realiza para el
triangulo rectángulo abf, obteniéndose el espesor estratigráfico
verdadero “ab” aplicando la ecuación 14.
Finalmente el espesor verdadero de la sección estratigráfica de la
Fig. 9 es l suma de los segmento ab+cd
C.-Calculo del ángulo Pitch.
surco
Estrías
19
En la fig. 10.a, se indican los rasgos importantes y característicos
del movimiento de una falla, las estrías y surcos indican la existencia
de la falla, y las uñas o escalones indican el movimiento de la misma,
El ángulo Pich es el ángulo que forma la estría de falla con un
plano horizontal. La estría de falla es producto del roce de las 2
superficies que conforman la falla y esta contenida en esas superficies.
Es importante su determinación, ya que a través de las estrías se
determina el movimiento de los bloques y por ende, el tipo de falla de
acuerdo al movimiento indicado por las estrías. En la Fig. 11 se
muestra la forma de las estrías y en la Fig. 12 se muestra como se
mide las estrías con la brújula Brunton.
Uñas o
escalon
Sentido del movimiento
Fig. 10. a. Elementos indicativos del movimiento de una falla.

Angulo de pitch
Línea horizontal
Estrías
Superficie de Falla
Fig.11. Indica cual es el ángulo pitch de las estrías de falla.
Fig. 12. Indica la posición de la brújula para medir el ángulo pitch
Aunque el ángulo Pitch se mide con el clinómetro de la brújula
Brunton, se diferencia en la forma de tomar el buzamiento del estrato
en que el ángulo Pitch no es un ángulo de buzamiento y la posición
de la brújula difiere notablemente, para este caso la brújula se acuesta
a la superficie de la falla y la parte lateral de la misma debe colocarse
paralelamente a la estría de falla ( Fig. 12). y posteriormente se
manipula el clinómetro. Así mismo se debe medir el rumbo de la estría,
para este caso se procede a colocar la brújula horizontal paralela a la
estría y se nivela con el nivel circular u “ojo de pollo” y se indica la
dirección de rumbo, pero la lectura de este rumbo es similar a la
utilizada para realizar las poligonales, es decir que se lee el norte
magnético en el cuadrante que indique.
D.-Calculo del ángulo Plunge.
El ángulo Plunge también llamado ángulo de inmersión del eje de
pliegue, es el ángulo que forma el eje del pliegue con un plano
horizontal ( Fig. 13). Ese ángulo Plunge esta contenido en la superficie
axial del pliegue. Ese ángulo indica que tipo de Pliegue se esta
20

Fig.13. Indica cual es el ángulo Plunge del pliegue.
estudiando, cuando ese ángulo es igual a cero, el pliegue es cilíndrico,
es decir que el pliegue es simétrico y por lo tanto el ángulo de
buzamiento de los flancos son iguales pero con direcciones opuestas;
por lo contrario si en Plunge es diferente de cero, indica que el pliegue
no es cilíndrico y por lo tanto su frente puede sumerger o emerger del
subsuelo.
La forma de medir ese ángulo y la dirección del mismo es muy
similar a la forma requerida para calcular el buzamiento del estrato. Se
coloca la parte lateral de la Brújula Brunton paralela al eje del pliegue y
se procede a utilizar el clinómetro y posteriormente se coloca la brújula
horizontalmente con la pinula paralela al eje de pliegue, indicando así
el rumbo del mismo.
E.-Medición del rumbo y buzamiento de la superficie de falla.
21
Para medir el rumbo y buzamiento de la superficie de falla es
necesario tener bien definida la superficie de falla (Fig. 14). El
procedimiento para medir el rumbo y buzamiento de la superficie de
falla es similar al realizado para medir rumbo y buzamiento de
estratificación (Fig. 1), inclusive es usada la misma nomenclatura, pero
la diferencia radica en que la medición se realiza en la superficie
fallada.

Superficie de Falla
Rumbo
Fig. 14. Medición de rumbo y buzamiento del plano de
falla.
22

BIBLIOGRAFÍA.
Blyth, F y Freitas M. ( 1998 ). GEOLOGÍA PARA INGENIEROS.
Compañía Editorial Continental, S.A. de C.V. México.
Compton, R. (1970).GEOLOGÍA DE CAMPO. Editorial Pax – México.
México.
Compton, R. (1985).GEOLOGY IN THE FIELD. Editorial John Wileyh
& Sons.
Holmes, A. ( 1962 ). GEOLOGÍA FÍSICA. Ediciones Omega, Barcelona,
España.
Martínez, J (1991). MAPAS GEOLÓGICOS. EXPLICACIÓN E
INTERPRETACIÓN. Editorial Paraninfo.
Martínez, J (1891). CARTOGRAFÍA GEOLÓGICA, EJERCICIOS
SOBRE INTERPRETACIÓN DE MAPAS GEOLÓGICOS. Editorial
Paraninfo.
Ragan , D. (1979). GEOLOGÍA ESTRUCTURAL. INTRODUCCIÓN A
LAS TÉCNICAS GEOMÉTRICAS. Editorial Omega.
23

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