Bússola

A palavra “bússola” vem do italiano do sul bussola, que significa “pequena caixa”. É composta por uma agulha magnética na horizontal suspensa pelo centro de gravidade, e aponta sempre para o eixo norte-sul, ao seguir a direcção do norte magnético da Terra. Atribui-se a descoberta da orientação natural dos ímans aos chineses, por volta do ano 2000 a.C., e por consequência, a invenção da bússola. Foi introduzida na Europa pelos árabes, e foi Flávio Gioia que introduziu também o desenho da rosa-dos-ventos na bússola. Data pelo menos do século XV o conhecimento da declinação magnética, quer dizer, da diferença entre o Norte magnético, indicado pela agulha, e o Norte verdadeiro e, possivelmente, foi descoberta pelos portugueses. A declinação era verificada pelo confronto com a observação da Estrela Polar, quando no hemisfério norte, ou da Estrela Pé do Cruzeiro, quando no hemisfério sul, e a direcção apontada pela bússola.

A bússola é sem dúvida o instrumento mais conhecido dos Descobrimentos, pois foi provavelmente o mais importante. Indicando sempre o Norte, é uma ajuda preciosa para todo e qualquer navegador. As bússolas actuais variam um pouco entre si, mas têm os mesmos componentes básicos.

Uma bússola é um instrumento navigacional para se encontrarem direcções. Ela consiste num ponteiro magnetizado livre para se alinhar de maneira precisa com o campo magnético da Terra. Uma bússola fornece a uma direcção de referência conhecida que é de grande ajuda na navegação. Os pontos cardeais são norte, sul, leste e oeste. Uma bússola pode ser usada com um relógio e uma sextante para fornececer uma capacidade de navegação bem precisa. Esse dispositivo melhorou bastante o comércio marítimo tornando as viagens mais seguras e mais eficientes.

Uma bússola pode ser qualquer dispositivo magnético que usa uma agulha para indicar a direção do norte magnético da magnetosfera do planeta. Qualquer instrumento com uma barra magnetizada ou agulha girando livremente sobre um pivô e apontando para o norte e o sul pode ser considerada uma bússola.

A bússola e a rosa dos ventos

A bússola nada mais é que um instrumento empregado para orientação através do campo magnético terrestre. Um pouco mais a frente, nós veremos como usar adequadamente a bússola para determinarmos a direção Norte - Sul magnética. Toda bússola apresenta um mostrador com o pontos cardeias e o pontos auxuliares, o aspecto visual desse mostrador está indicado na figura abaixo.

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Um outro nome aplicado a esse mostrador é o de: ROSA DOS VENTOS. Esses nome tem origem nos navegantes do Mar Mediterâneo em associação aos ventos que impulsionavam suas embarcações. Outros nomes estão ligados ao nascer e ocaso do Sol. Leia com atenção o seguinte fragmento abaixo relativo ao uso da Bússola na época das Grandes Navegações.

"A bússola, mais conhecida pelos marinheiros como agulha, é sem dúvida o instrumento de navegação mais importante a bordo. Ainda hoje. Baseia-se no princípio que um ferro natural ou artificialmente magnetizado tem em se orientar segundo a direcção do campo magnético da Terra.

Os chineses conheceram-na muito antes dos europeus. Foram aqueles os primeiros a fazerem uso da propriedade da magnetite para procurarem os pontos cardeais. O Norte tinha extrema importância na sua cultura e por isso o imperador estava sentado no trono a Norte do palácio olhando para Sul. A bússola chinesa era composta por um prato quadrangular representando a Terra onde uma colher de magnetite poisada no centro indicava o Sul.

Parece que foi através dos árabes que esse princípio entra na Europa, onde se tem notícia do seu uso no séc. XII. Inicialmente era composta por uma agulha de ferro magnetizada que se colocava sobre uma palhinha flutuando numa vasilha cheia de água e que apontava o Norte. Levava-se a bordo pedras de magnetite para se cevar as agulhas à medida que estas iam perdendo o seu magnetismo.

Apesar de controverso Nápoles reclama que Flávio Gioia em 1302 alterou a bússola para ser usada a bordo ligando os ferros à parte inferior de um cartão com o desenho de uma rosa-dos-ventos. A cidade de Amalfi exibe no seu brasão de armas uma legenda evocando o facto.

Os rumos ou as direcções dos ventos têm origem na antiguidade. Na Grécia começaram com dois, quatro, oito e doze rumos. No início do séc. XVI surgem já 16 e na época do Infante D.Henrique já se usavam rosas-dos-ventos com 32 rumos. Primeiramente o rumo era associado à direcção do vento e só mais tarde aos pontos cardeais. A tradição de decorar o Norte com uma flor-de-lis tem origem nas armas da família Anjou que reinava em Nápoles. Alguns napolitanos adoptaram esse símbolo, cuja moda chegou até aos nossos dias. Em certas rosas-dos-ventos, no local que indicava o Leste, aparecia desenhada uma cruz que indicava a direcção da Terra Santa. A rosa-dos-ventos era marcada com os pontos cardeais e com os quadrantes divididos consoante os rumos. Aos espaços entre cada um dos 32 rumos chamavam-se quartas (11º15') que ainda podiam ser divididas ao meio, as meias-quartas (5º 37' 30") e estas em quartos (2º 48' 45").

A declinação de uma agulha é a diferença que uma bússola marca entre o norte geográfico e o norte magnético. Não se sabe quem foi o primeiro a notar essa diferença mas desde o séc.XV que aparecem referências a esse fenómeno. As expressões nordestear e noroestear eram usadas pelos nossos navegadores para se referirem à declinação de uma bússola. Ao longo do tempo veio a verificar-se que a declinação variava com o tempo e o lugar, não sem que se tivesse adiantado entre nós no início do séc.XVI que aquela poderia resolver o problema da longitude. Pensava-se então que esta crescia proporcionalmente de Leste para Oeste e foi D.João de Castro em 1538 demonstrou a falsidade desta hipótese. O valor da declinação era tomada pela observação da estrela polar no hemisfério norte ou da estrela do Pé do Cruzeiro no hemisfério sul ou ainda pela altura do Sol. A esta operação chamava-se bornear a agulha.

Também foi D.João de Castro o primeiro a descobrir o desvio de uma agulha, ou seja o efeito que massas de ferro próximas têm sobre uma bússola. Este efeito obrigou a cuidados com o posicionamento desta relativamente a peças de artilharia, âncoras e outros ferros. Era uma das razões para que os morteiros, as caixas que protegem as bússolas, fossem primeiramente em madeira. A bússola consta de leves barras magnetizadas e paralelas que se fixam na parte inferior de um disco graduado. O disco chamado rosa-dos-ventos tem no centro um capitel com um cavado cónico com uma pedra encastrada (rubi, safira, etc.) onde assenta numa haste vertical, o pião, fixada no fundo do morteiro. No vidro ou na parede do morteiro exite um traço vertical chamado linha de fé que indica com rigor a direcção da proa da embarcação.

Durante o séc.XVI as nossas bússolas tinham, pelo menos desde 1537, um sistema de balança para manter o morteiro horizontal. Este sistema era similar ao descrito pelo sábio italiano Cardano em 1560 para umas cadeiras a serem usadas a bordo.

O morteiro estava colocado numa coluna de madeira, mais tarde de metal, a bitácula, à frente da roda do leme. A bitácula contêm um sistema dito cardan que permite que o morteiro se mantenha na horizontal apesar das oscilações do barco.

Quando se começou com os cascos em ferro o desvio tinha um efeito considerável e a bússola teve de ser adaptada. A bitácula passou a incluir uns ferros para compensar esse efeito e umas esferas de ferro de maneira a conduzir o fluxo magnético à volta da bússola e atenuar as influências dos ferros envolventes. De maneira a diminuir ainda mais o efeito do balanço do navio, o morteiro pode a ser cheio com um líquido (água e álcool ou petróleo branco) e por isso feito de um metal com reduzido efeito magnético, normalmente latão. As agulhas devem ser sensíveis e estáveis. Sensíveis para acusar qualquer variação e estáveis para não se deslocarem pela ação do balanço ou oscilação do barco. Designam-se preguiçosas quando pouco sensíveis e doidas quando pouco estáveis.
Já no fim deste século apareceram novas bússolas. São as agulhas electrónicas que aproveitam o efeito indutivo do campo magnético terrestre sobre uma bobine e transformam electrónicamente a informação. Permitem assim uma ligação a outros equipamentos electrónicos de bordo, como o piloto automático ou computador que fazem um uso quase ilimitado dessas potêncialidades. Estão no entanto sob as mesmas influências, como o desvio, que as «velhas» agulhas de marear."
Referência: http://gnavegacoes.cjb.net/ " Época das Grandes Navegações.

Pontos Auxiliares:

Se você fez as atividades anteriores agora já sabe como determinar os pontos cardeais, observe que são apenas duas direções. Essas direções nos dão apenas quatro sentidos para seguirmos. Isso pode ficar difícil, pois não é sempre que queremos ir na direção de um dos pontos cardeais, as vezes queremos uma direção intermediária. Por essa razão, existem outros pontos que facilitam as direções que queremos seguir, os pontos auxiliares. Esses pontos, são as metades entre os pontos cardeais. Entre o Sul e o Leste está o sudeste (SE), entre o Sul e o Oeste está o sudoeste (SO), entre o Oeste e o Norte está o noroeste (NO) e entre o Norte e o Leste está o nordeste (NE). Uma relação completa dos Pontos Cardeais, Pontos Auxiliares e Pontos Co-laterais, nós apresentamos a seguir:

Rumos ggg mm ss Nome
0 ou 64 000° 00' 00" Norte
2 011° 15' 00" Norte por Este
4 022° 30' 00" Norte-Nordeste
6 033° 45' 00" Nordeste por Norte
8 045° 00' 00" Nordeste
10 056° 15' 00" Nordeste por Este
12 067° 30' 00" Este-Nordeste
14 078° 45' 00" Este por Norte
16 090° 00' 00" Este
18 101° 15' 00" Este por Sul
20 112° 30' 00" Este-Sudeste
22 123° 45' 00" Sudeste por Este
24 135° 00' 00" Sudeste
26 146° 15' 00" Sudeste por Sul
28 157° 30' 00" Sul-Sudeste
30 168° 45' 00" Sul por Este
32 180° 00' 00" Sul
34 191° 15' 00" Sul por Oeste
36 202° 30' 00" Sul-Sudoeste
38 213° 45' 00" Sudoeste por Sul
40 225° 00' 00" Sudoeste
42 236° 15' 00" Sudoeste por Norte
44 247° 30' 00" Norte-Sudoeste
46 258° 45' 00" Oeste por Sul
48 270° 00' 00" Oeste
50 281° 15' 00" Oeste por Norte
52 292° 30' 00" Sul-Noroeste
54 303° 45' 00" Noroeste por Oeste
56 315° 00' 00" Noroeste
58 326° 15' 00" Noroeste por Norte
60 337° 30' 00" Sul-Noroeste
62 348° 45' 00" Norte por Oeste
64 360° 00' 00" Norte

Esses são os nomes comumente usados em Navegação e Agrimensura. As bússolas empregadas em Navegação não apresentam os nomes. Elas tem a escala graduada em graus (0° a 360°) e uma segunda escala numérica corresponde com os 64 pontos de orientação. Acima estão citados os 32 rumos associados a nomes.

Ref: Webstre's New Iternational Dictionary of the Engish Language, vol.1, 2. Edição, G.&c. Merrian Company, Publishers, Springfield, Massachutes, USA, 1957

Uso da bússola para encontrar os pontos cardeais

Relembrando: Devido a enorme quantidade de ferro derretido existente no interior da Terra ela se comporta como um grande imã. Sabemos que os imãs atraem objetos metálicos e a Terra não é diferente. Por isso, se usarmos um objeto sensível que seja orientado para o imã terrestre podemos nos orientar por ele. Para isso foi inventado um instrumento chamado bússola. Ela mostra a direção dos pólos magnéticos da Terra, os pontos auxiliares e outros pontos intermediários para que possamos seguir direções bem precisas.

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A parte pintada agulha aponta sempre para o PÓLO MAGNÉTICO SUL, portanto ao fazer coincidir a ponta pintada da agulha com a marcação NORTE, a bússola estará orintada com o campo magnético da Terra e você terá em sua mão as outras direções para o Leste, Oeste e Sul.Assim basta escolher a direção que queremos seguir e ir em frente.

Os pontos cardeais terrestres e os pontos cardeais magnéticos

Se você fez corretamente as experiências para encontrar os pontos cardeais terrestres através do Sol ou através das estrelas chegou a hora de comparar com os pontos cardeais encontrados através da bússola. Segure a bússola na mão sem anéis, pulseiras ou qualquer metal, (metais podem desviar a agulha da direção dos pólos magnéticos da Terra) mantendo-a na altura do peito. Compare a direção da agulha com a direção que você encontrou anteriormente. A que conclusão você chegou? Você deve ter notado que existe uma pequena diferença, não se preocupe você não errou em nenhum deles, essa diferença realmente existe e varia de acordo com a região do planeta em que estamos. Isso acontece porque os pólos magnéticos da Terra não coincidem com o eixo da Terra, então a bússola não aponta para os pólos geográficos da Terra, mas sim para os pólos magnéticos da Terra.

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Essa diferença é muito importante para quem quer apontar sua antena parabólica ou para quem viaja longas distâncias como pilotos de avião ou pescadores que vão para o alto-mar. Eles devem saber essa diferença para não se perderem, conseguirem chegar aos seus destinos e voltarem ao lugar de onde partiram. Para isso os navegadores possuem mapas que fornecem as diferenças entre os pólos magnéticos e os pólos geográficos da Terra de acordo com a região em que estão. O instalador de antenas parabólicas, que usa a bússola para se orientar tem que fazer uma correção para a cidade onde mora. Se for instalar antenas em outras cidades ele deve fazer outras correções.

Por exemplo: Para a Cidade de São Carlos - SP a previsão do desvio magnético no ano de 2002 corresponde a 18° 46' a esquerda do Norte Geográfico. Ou seja, quando você orienta a bússola em São CArlos conforme a figura 8, o Norte Geográfico está na realidade a 18° 46'a direita da agulha.

Uma dúvida sobre polaridade

Se a Física ensina que em magnetismo pólos iguais se repelem, como é que a ponta Norte da agulha aponta para o Pólo Norte? Será que os pólos da terra tem nome trocado, ou são os pólos da agulha que tem os nomes trocados? Nenhum dos dois. Por convenção, foi chamado de Pólo Norte Magnético aquele que ficava perto do Pólo Norte Geográfico. A agulha da bússola é um magneto, e por convenção, leva o nome de Norte a extremidade de um magneto que aponta para o Norte. Tudo claro agora?

Para fins de cartografia e orientação, qual o Norte interessa?

Sem dúvida, o Norte Verdadeiro ou seja o Geográfico. Por convenção, o alinhamento vertical dos mapas aponta sempre para o Norte Verdadeiro.

Declinação Magnética

Para que uma bússola possa apontar para o Norte Verdadeiro, é necessário fazer uma correção em seu círculo graduado. O valor em graus desta correção, é chamada “Declinação Magnética”.

Porquê declinação e não inclinação? Simples, quem criou o termo foram pessoas do hemisfério norte, onde o campo magnético desvia-se Oeste, e por isso deve-se subtrair-se do Azimute alguns graus para fazer a correção. Por isso eles declinam a medida. Nós aqui acrescentamos alguns graus ao Azimute, mas (sempre querendo concordar com os primos do Norte), usamos o mesmo termo “declinar”.

Encontrando a declinação

Apesar de progressiva a declinação magnética de um local pode ser encontrada em mapas normais ou específicos, como cartas náutica e aqueles que apresentam linhas de igual declinação bastando o usuário fazer o transporte de retas (com um jogo de esquadros) para a localidade pretendida.

Uma predição da declinação magnética para uma posição geográfica em determinada data pode ser calculada de acordo com um modelo empírico de abrangência mundial desenvolvido pelo National Geophysical Data Center (NGDC/NOAA), nos Estados Unidos. Este centro disponibiliza na internet uma página intitulada Declination Calculator que permite calcular a declinação magnética de qualquer local em uma data escolhida.

Para uso em navegação, além das informações acima, para nortear uma embarcação se faz necessário, computar ao desvio natural o original, encontrado no convés da embarcação que são as ferragens, o motor e o próprio eixo do hélice etc. além é lógico de cuidados especiais no manuseio desses objetos para que após usados, retornem a mesma posição.

Contudo na ausência desses serviços, o desvio magnético integral (aferido na agulha) pode ser encontrado na passagem meridiana do sol, apenas comparando a posição da agulha já instalada na proa da embarcação com a projeção da sombra do Sol ao atingir a máxima altura (não confundir com a hora meio dia), ou seja, tomar a sombra do sol como rumo que simultaneamente indicará, a declinação magnética somado ou deduzida do desvio da agulha (da sua bússola) com referência a meridiana norte sul desse local.

Vale a pena o trabalho de declinar a bússola?

A tabela abaixo mostra a diferença em graus entre o Norte Verdadeiro e a Direção apontada pela bússola. Esta diferença é a declinação a ser aplicada para diferentes regiões do globo. É comum, e errado pensar que a declinação é a diferença entre o Norte Verdadeiro e o Norte Magnético. Se fosse assim, ela seria constante para qualquer lugar do planeta.

Localidade Coordenadas Declinação
Sydney - Austrália 34.0ºS 151.5ºE 13 ºE
Anchorage - USA 61.5ºN 150.0ºW 23 ºE
Buenos Aires - Argentina 34.5ºS 058.0ºW 06 ºW
Montreal - Canadá 45.5ºN 073.5ºW 16 ºW
Los Angeles - USA 34.0ºN 118.5ºW 14 ºE
Perth - Austrália 32.0ºS 116.0ºE 02 ºW
Rio de Janeiro - Brasil 23.0ºS 043.0ºW 21 ºW
São Petersburgo - Rússia 60.0ºN 030.5ºE 08 ºE
Ostrov, Bennetta, New Siberian Islands 77.0ºN 148.0ºE 11 ºW

Ótimo,… mas e as “Anomalias” ?

O campo magnético da terra não é fruto apenas da “materiais ferromagnéticos” que a constituem. Ele é gerado principalmente por correntes subterrâneas de magma complexas, formando vórtices, e cada um destes vórtices (redemoinhos de larva) provocam a formação de um dipolo magnético. Estes dipolos tem intensidade diferente, orientação diferente, e são variáveis ao longo do tempo. Além disso, o Vento Solar interfere deformando o campo magnético da terra. Como se não bastasse, ainda podem existir depósitos de minérios ferromagnéticos que também influem localmente. No geral, o campo é relativamente bem orientado, mas em alguns lugares (Ex: Triângulo das Bermudas), este erro é enorme e relativamente dinâmico. A tabela acima, apresenta medidas genéricas, e não se responsabiliza por anomalias locais. Ficou claro!?

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A carta acima, mostra através de curvas isogônicas, qual a declição magnética em cada ponto do globo.

Por exemplo, a linha de valor -28º que passa sobre o sertão do nordeste brasileiro, indica que ao usar a bússola em qualquer ponto na proximidade desta linha, a bússola deverá ser declinada em 28º para Oeste. Beleza?!

Mas a minha caminhada não é na Sibéria. Como saber a declinação correta?

Antigamente (Para mim, até o início do ano de 2000), nós consultávamos aqueles mapas atualizadissimos do IBGE ou do Exército e na legenda, aparecia a seguintes inscrição:

Declinação Magnética 19ºW que cresce 1º por ano na direção Oeste. Aí você deveria ver a data de reimpressão do mapa (Não a data de edição), calculava quantos anos o mapa tinha (Alguns podem ter a sua idade!), aí chega a algo como 24º W.

Hoje, você visita um site da internet onde existe uma interface onde você informa Lat / Log e o ano para o qual você quer a declinação. Eu uso o Canadian Geomagnect Reference Field (CGRF)

Fazendo uma consulta para a região de Brasília, para o ano de 2001, a resposta é a seguinte:

Canadian Geomagnetic Reference Field (CGRF)

REQUESTED:
The magnetic declination in 2001 at Latitude -16 ° 00' N  Longitude 48 ° 00' W

CALCULATED:
The magnetic declination in 2001 at Latitude -16 ° 00' N  Longitude 48 ° 00' W: 19º 46'W

Ah! Lembre-se que se sua latitude é Sul, então ela deve ser informada em valores negativos ( -16ºS).

Veja que os dados de declinação magnética das cartas mais antigas, podem usar um modelo ultrapassado, e o pressuposto de evolução constante da declinação pode não ter se mantido.

Aí, você resolveu economizar uma grana e comprar sua bússola no exterior…

Cuidado! Principalmente com as bússolas de geólogo, pois com estas, queremos e esperamos que sejam precisas. Saiba que uma bússola tem que ser balanceada para a latitude onde ela vai trabalhar

Quando eu comprei a minha, a loja me alertou disso (por verem que era uma encomenda internacional), e pediram as coordenadas aproximadas de onde iria usar a bússola. Aí eles remeteram para o fabricante (Brunton), para que eles calibrassem a agulha.

Lembre-se que as linhas do campo magnético exercem uma força sobre a agulha. Se você estiver próximo ao equador, estas linhas de campo serão tangentes ao Equador, e com sentido S à N. A medida que você se aproxima do pólo, elas tendem a ser mais verticais “entrando” na terra. Isso faz com que a ponta Norte da agulha tenda a mergulhar, e ela passa a não deslizar livremente sobre o eixo. Na fábrica, eles colocam um peso na ponta Sul (no nosso caso), para que ela fique equilibrada. A intensidade deste peso depende da sua latitude. Se não fizer isso, a agulha não vai ficar equilibrada sobre o eixo central.

Bússolas geográficas, são mais baratas, e são construídas para funcionarem mais ou menos bem entre os trópicos.

Como é que se declina a bússola?

As bússolas Brunton mais antigas e baratas, bem como a maioria das geográficas, possuem o vidro móvel, ou uma escala interna móvel independente da escala azimutal. Devemos apenas girar este vidro ou a escala interna ou o vidro, até que faça o ângulo desejado com o Norte. Este tipo de solução, por falta de alinhamento, dificulta a leitura de rumos.

As bússolas Brunton mais modernas, bem como as Silva 15 (Ranger), Suunto MC-1, e Nexus N15 possuem um parafuso de ajuste. Este parafuso de ajuste, ligado a um sistema de engrenagem, faz o disco de azimute girar, ou então um fundo de acrílico girar. Isto facilita muito, pois as linhas meridianas marcadas no disco de acrílico podem ser alinhadas com os meridianos do mapa.

Conclusão: Se for comprar uma bússola, certifique-se de que ela tenha o parafuso para ajuste de declinação.

Principais componentes das bússolas:

- Base: é transparente e de plástico, normalmente marcada com uma régua de escala e com uma (ou mais) réguas laterais.

- Cápsula: contém uma agulha magnética, é preenchida por um líquido que em geral é um óleo pouco viscoso, que tem como finalidade dar estabilidade à agulha. A agulha tem também o pólo Norte sempre colorido de vermelho.

- Disco de Leitura: Tem uma escala em graus que fica em volta da cápsula, que serve para ser girada manualmente de modo a obter o rumo em graus.

- Portão: Faixa preta e vermelha pintada numa lâmina ou na cápsula. Serve para alinhar a agulha, move-se junto com a cápsula e as linhas de Norte e tem o lado Norte pintado de vermelho. Em algumas bússolas o portão pode ser movido independentemente.

- Linhas de Norte: São sem série, e servem para alinhar a bússola com os meridianos inseridos no mapa. Movem-se juntamente com o disco de leitura, e são finas, pretas e paralelas ficando geralmente no fundo da cápsula ou numa lâmina transparente.

Actualmente, as bússolas electrónicas são mais utilizadas, mas no entanto as suas agulhas estão igualmente sujeitas a desvios, graças à acção que o ferro exerce sobre a agulha.

Contudo, uma bússola a bordo de uma embarcação não é chamada de bússola, mas sim agulha de marear, ou simplesmente agulha.

Tipos de bússolas

Este artigo tem como objetivo o uso da bússola como instrumento de orientação para atividades outdoor esportivas e também para geografia e geologia. Por isso, vamos nos restringir às bússolas geográficas e às bússolas de geólogo.

Bússola geográfica

A bússola geográfica é indicada para atividades como caminhadas e ciclismo. Normalmente ela possui uma base em acrílico transparente, que vem com régua e graduações gravadas na base de acrílico. Com isso, fica fácil fazer a orientação da bússola, diretamente no mapa, e calcular distâncias e prolongamento de direções.

Normalmente uma bússola geográfica mede ângulos horizontais, normalmente o Azimute. Algumas possuem também a graduação em quadrantes para medir também o Rumo.

  • Silva
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  • Geográfica eletrônica
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Bússola de geólogo

A bússola de Geólogo é um aparelho usado para atividades de campo mais técnicas como: Geologia, Engenharia Civil, Geomorfologia e Espeleologia.

Ela é a combinação de vários aparelhos: bússola, clinômetro, prumo, nível.

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Como fazer

Como fazer uma bússola

* Material necessário: uma agulha, uma rolha de cortiça, uma faca, um vasilhame com água e um íman de verdade.

* Instruções: Primeiro, deve-se cortar a rolha de cortiça, deixando-a com cerca de um centímetro de altura, formando um disco. Deve-se fazer um pequeno espaço de para poder deixar a agulha fixa na rolha de cortiça. Depois deve-se magnetizar a agulha : com uma das extremidades da agulha, passa-se umas 20 vezes com o ímã e sempre na mesma direcção por entre um dos magnetos. No fim, a agulha deve ser fixada na cortiça e colocada sobre um vasilhame com água. Se mexer na agulha, reparará que ela aponta sempre na mesma direcção: a direcção norte-sul.

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Construa sua própria bússola!

Você pode fabricar esse instrumento de orientação com materiais simples e baratos

Que tal construir você mesmo sua própria bússola? Esse instrumento já era usado há cinco séculos pelos navegadores para se localizar nos oceanos! Pois você pode construir uma bússola com materiais simples e baratos. A agulha de uma bússola nada mais é do que um pequeno ímã que gira sobre um eixo. Assim, para construir uma, você precisa, em primeiro lugar, produzir esse pequeno ímã. Depois, é só montá-lo sobre um apoio, de forma que possa girar livremente.

Do que você precisa:

- um ímã em barra (desses usados para fechar portas de armário, por exemplo, facilmente encontrado em lojas de ferragens ou de materiais para construção);
- grampo metálico daqueles usados para fechar pastas (veja as figuras);
- martelo;
- um prego;
- uma rolha;
- uma agulha.

Como fazer:

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1) Abra o grampo e dobre suas hastes.

2) Usando o prego e o martelo, faça uma pequena saliência na parte central da cabeça do grampo. O ponteiro da bússola está quase pronto. Agora, só falta imantá-lo.

3) Quando esfregamos um arame ou uma barrinha de aço ou de ferro sobre um ímã, obtemos novos ímãs. Portanto, pegue o ímã que você adquiriu e esfregue o grampo contra a lateral dele, tomando muito cuidado para não fazer movimentos de ida e volta durante o processo: esfregue o grampo somente em um sentido. Repita algumas vezes esse movimento e, pronto, o grampo estará imantado e, seu ponteiro, pronto.

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4) Para fazer a base da bússola, enfie a agulha na rolha, deixando a ponta para cima. Equilibre o grampo sobre a ponta da agulha.

5) Pode acontecer de o grampo não ficar perfeitamente equilibrado. Para resolver esse problema, você pode enfiar pedacinhos de canudos de refresco nas pontas do grampo, até que o equilíbrio seja atingido.

6) Falta testar a bússola: aproxime o ímã de uma das extremidades do ponteiro. Se tudo estiver certo, ela deve ser atraída por um dos pólos do imã e repelida pelo outro. Se isso ocorrer, sua montagem está em ordem. Agora, afaste da bússola tanto o ímã como outros objetos metálicos: ela deverá funcionar como qualquer outra, ou seja, indicando a direção Norte-Sul.

Como utilizar uma bússola

Na verdade, a única coisa que a bússola faz é apontar o Norte Magnético. E não é a coisa mais precisa do mundo. A agulha da bússola pode ser desviada por grandes quantidades de minério de ferro, objetos de aço, linhas de alta tensão e outras bússolas (quando próximas demais). E nestes casos, a agulha indicará uma falsa direção. Assim, é preciso avaliar a qualidade e características de sua bússola antes de cada saída em campo. Mais adiante veremos como fazer isto.

Uma bússola atual de modelo simples é uma caixinha circular (cápsula) de material transparente. Lá dentro está uma peça metálica a que chamamos de agulha. Esta peça fica equilibrada sobre um pino e tem livre movimento circular na horizontal. Como a agulha é imantada ela aponta, sempre, para o Norte Magnético. Nas boas bússolas, o interior da cápsula é preenchido por um fluido viscoso, destinado a diminuir a "oscilação" da agulha.

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As bússolas destinadas a serem sobrepostas aos mapas são feitas em acrílico transparente e se assemelham ao desenho acima. Em torno da cápsula, está um anel giratório graduado denominado Limbo. No fundo da cápsula há uma série de linhas paralelas. As linhas mais finas servem para alinhar a bússola (ou a cápsula) às linhas norte-sul da grade de coordenadas do mapa. As duas linhas mais centrais (no fundo da cápsula) são enfatizadas (mais grossas, cor diferente, ou um desenho especial). A faixa entre estas linhas internas chama-se Seta-Guia. A seta-guia normalmente está em perfeito alinhamento com o 0 (zero) ou "N" do limbo. Mas alguns modelos de bússola permitem que a seta-guia seja ligeiramente desviada, para compensar a declinação magnética. Sobre a placa-base da bússola, partindo da cápsula há uma seta apontando para extremidade mais distante: esta é a Linha-de-Fé.

O limbo, dependendo do tamanho da bússola, é graduado de grau em grau ou de 2 em 2 graus, ou mesmo mais. Quanto menor o diâmetro do limbo, mais graus haverá entre cada par de marcas. Assim, uma bússola muito pequena oferece menor precisão, pois a graduação terá divisões pouco nítidas. Uma bússola que não tenha um limbo giratório do mesmo modo terá pouca utilidade na prática.

Normalmente a escala do Limbo é em graus. Esta escala vai de 0º a 360º (ou a marca N, no limbo), começando e terminando no mesmo ponto, denominado norte-do-limbo. Os valores lidos no limbo sã o chamados de Azimutes Magnéticos (não confundir com "rumo", que é coisa diferente). Azimutes magnéticos sã o valores angulares que começam na direção do norte magnético (apontada pela agulha) e vão até uma direção escolhida por nós. Esta direção pode ser a de um pico de montanha, uma árvore grande, uma casa ou outro referencial qualquer.

Provavelmente voce já sabe que o Polo Norte Magnético está afastado em vários quilômetros do Polo Norte Geográfico (verdadeiro). A diferença angular entre estes dois polos é chamada de Declinação Magnética.. Tenha sempre em mente: a bússola tem como referência o Norte Magnético, enquanto os mapas se referem ao Norte Geográfico, e a diferença angular entre eles muda sempre. Consulte em seu mapa qual a diferença anual a ser compensada. Ela varia em cerca de 8 minutos por ano (1 grau tem 60 minutos) aproximadamente, mas seu mapa fornecerá esse dado com exatidão.

Para evitar que você tenha que fazer muitos cálculos, algumas bússola já vêm com um parafuso de compensação da declinação. A finalidade deste parafuso é desalinhar a Seta-Guia em relação ao "N" do limbo, compensando com um desalinhamento angular a declinação e no sentido oposto.

Como foi dito no início, a bússola só serve para lhe apontar direções. Cabe a você escolher a direção certa. E para saber a direção a seguir, você precisa saber em que lugar voce se encontra . Em outras palavras: sem um mapa, uma bússola servirá apenas para nos manter em um determinado rumo escolhido, não servindo para nos orientar muito mais que isso. A maioria dos nossos mapas são em escalas muito amplas, ficando muitas vezes difícil localizar (no mapa) nossa posição. É aí que entra a bússola.

Marcando o Ponto

Antes de mais nada, de mapa na mão, olhe em volta. Localize 3 pontos (no mínimo) do terreno que você consiga identificar (com certeza) no mapa. Tais pontos referenciais podem ser a margem de um lago ou represa, o pico pontudo de uma montanha, uma casa (igrejas e escolas geralmente estão marcadas nos mapas), entroncamentos, redes elétricas e cruzamentos de estradas e/ou trilhas, etc. Quanto mais distantes estes pontos estiverem, melhor. Estes 3 pontos devem ser vistos do lugar onde voce se encontra. Se necessário, mude de posição até achar uma localização que lhe permita isso.

Agora, pegue a bússola, segurando-a na horizontal, e aponte a Linha-de-Fé para a primeira referência escolhida. Gire o limbo até que a Seta-Guia esteja exatamente sob a ponta-norte da agulha. Leia, na escala do limbo, o valor apresentado ao pé da Linha-de-Fé. Este é o azimute do local onde você está ao referencial escolhido. Anote-o em algum lugar… No mapa não! Use um bloquinho ou cadernetinha.

Parabéns! Você acabou de fazer sua primeira visada para a marcação do ponto! Sem sair do lugar. Repita o processo para os demais referenciais. Muito bem. Se quiser, já pode sair do lugar. Procure onde possa abrir o mapa, local plano, uma grande pedra chata seria ótimo.

Agora vamos marcar no mapa (de leve, usando um lápis), uma linha partindo de cada referencial escolhido. Onde estas 3 linhas se cruzarem é onde você está. Para marcar estas linhas, faça assim:

1) Oriente o mapa com a bússola. Ou seja, "zere" o limbo, rodando-o até que o N esteja sob a Linha-de-Fé. Alinhe a Linha-de-Fé com os meridianos do mapa (linhas norte-sul, verticais). com o mapa aberto sobre a pedra, gire-o até que agulha, seta-guia, linha-de-fé e o meridiano do mapa estejam todos alinhados. O mapa está, agora, orientado com o norte magnético.

2) Não mova mais o mapa!

3) Gire o limbo, ajustando para o primeiro azimute lido. Usando a placa-base da bússola como régua, ponha um de seus extremos sobre o primeiro referencial. girando sobre este ponto, acerte procure a direção em que a agulha ira se ajustar sobre a seta-guia. Usado o lado da placa-base, risque (de leve) um traço que passe pelo ponto referencial e pela área onde você imagina estar.

4) Repita o passo 3 para cada um dos outros referenciais. Onde as linhas cruzarem, é onde você está. Não espere que as linhas se cruzem, bonitinhas, todas sobre um mesmo ponto, exatamente. talvez elas formem um pequeno trângulo. Isto acontece devido as erros de mirada, de ajuste ou leitura do limbo durante a visada. Se você achar que o triângulo está grande demais, ou desconfiar de qualquer outra coisa, repita as visadas. Pode até trocar de bússola, desde de que use a mesma para visar e lançar os traços no mapa.

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Seguindo um Roteiro

Pode acontecer de um amigo lhe dar o roteiro de uma excursão que ele fez. Este roteiro pode ser apenas uma lista escrita, contendo azimutes, distâncias (ou tempos) ou pontos de referência. Ou pode ser um croqui, um tipo muito rústico de mapa, contendo linhas mal traçadas e azimutes.

Seria bom se você pudesse comparar sua bússola com a do seu amigo. Assim saberia se há alguma distorção entre elas, o que não é incomum. Basta usar ambas as bússolas para fazer visadas a um mesmo ponto e anotar a diferença numérica e o sentido (leste ou oeste). Anote isto no roteiro, algo como: "A minha bússola marca 10 graus a mais (a leste) que a do Zé".

Marcar o curso é algo como fazer uma visada de obtenção de azimute, só a ordem das coisas é que mudam.

1) Ajuste o limbo para o azimute desejado.

2) Segure a bússola diante de você, com a mão esquerda e a direita por baixo (algo como a gente vê, na TV, os policiais fazendo ao apontar a arma. Só não precisa esticar tanto os braços).

3) Gire o corpo até que a agulha se sobreponha à seta-guia. Seu curso será para onde a Linha-de-fé estiver apontando.

Um último conselho: escolha um região perto de sua casa e da qual você tenha um mapa, e vá lá durante alguns fins-de-semana e pratique. Obtenha azimutes, lance cursos, crie um roteiro e depois siga-o ao contrário. Pratique até tudo se tornar automático.

Orientação

Cartografia

Cartografia (do grego chartis = mapa e graphein = escrita) é a ciência que trata da concepção, produção, difusão, utilização e estudo dos mapas. O vocábulo foi pela primeira vez sugerido pelo historiador português Manuel Francisco Carvalhosa, 2.º Visconde de Santarém, numa carta datada de 8 de Dezembro de 1839, de Paris, e endereçada ao historiador brasileiro Francisco Adolfo de Varnhagen, vindo a ser internacionalmente consagrado pelo uso. Das muitas definições propostas na literatura, refere-se aqui a atualmente adaptada pela Associação Cartográfica Internacional (ACI):

Conjunto dos estudos e operações científicas, técnicas e artísticas que intervêm na elaboração dos mapas a partir dos resultados das observações directas ou da exploração da documentação, bem como da sua utilização

A cartografia encontra-se no curso de uma longa e profunda revolução, iniciada em meados do século passado, e certamente a mais importante depois do seu renascimento, que ocorreu nos séculos XV e XVI. A introdução da fotografia aérea e da detecção remota, o avanço tecnológico nos métodos de gravação e impressão e, mais recentemente, o aparecimento e vulgarização dos computadores, vieram alterar profundamente a forma como os dados geográficos são adquiridos, processados e representados, bem como o modo como os interpretamos e exploramos.

* Cartografia matemática é o ramo da cartografia que trata dos aspectos matemáticos ligados à concepção e construção dos mapas, isto é, das projecções cartográficas. Foi desenvolvida a partir do final século XVII, após a invenção do cálculo matemático, sobretudo por Johann Heinrich Lambert e Joseph Louis Lagrange. Foram especialmente relevantes, durante o século XIX, os contributos dos matemáticos Carl Friedrich Gauss e Nicolas Auguste Tissot.
* Cartometria é o ramo da cartografia que trata das medições efetuadas sobre mapas, designadamente a medição de ângulos e direções, distâncias, áreas, volumes e contagem de número de objetos.

Pontos Cardeais e Orientação

Normalmente a primeira pergunta que um professor se faz quando tem que ensinar este assunto é algo mais ou menos assim: Porque ensinar pontos cardeais e orientação se hoje em dia as pessoas muito raramente ficam perdidas em florestas? Para falar a verdade as florestas quase não existem mais.

Muitas vezes nós não notamos mas, saber os pontos cardeais é necessário em muitos outros casos que não estar perdido. Por exemplo, você já notou que no desenho do projeto de sua casa tem a indicação da direção Norte? Procure um projeto de casa. Se você não tiver tente o projeto da escola onde você leciona. Um bom engenheiro, quando projeta uma casa, um prédio ou uma indústria, tem que saber os movimentos que o Sol realiza durante o dia e durante o ano para planejar corretamente a posição das portas e janelas e para isso é necessário orientar-se através dos pontos cardeais. Você pode não ter notado a indicação do Norte no projeto da casa mas, certamente já notou ou conhece alguém que reclama do Sol "batendo" direto na janela da sala o que dificulta muito para ver a imagem da televisão durante o dia. Se o engenheiro soubesse os movimentos do Sol colocaria a janela naquela posição? Numa industria, janelas bem posicionadas podem economizar energia com iluminação.

Como o próprio nome diz: são pontos e significam pontos principais ou pontos de referência. Através deles é possível localizar qualquer lugar sobre a superfície da Terra, são eles: o Norte e o Sul que apontam na direção dos pólos terrestre; o Leste e o Oeste que apontam para o lado do nascer e do por do Sol, cruzando a linha Norte-Sul, como mostra a figura 3. CUIDADO, o Leste e o Oeste não apontam sempre para o ponto onde o Sol nasce ou se põe e sim para o lado do nascente ou lado do poente. Durante o ano, o Sol nasce em pontos diferentes do lado do nascente e se põe em pontos diferentes do poente. Por isso, não podemos dizer que o Sol nasce sempre a Leste e se põe sempre a Oeste. Dependendo da época do ano a diferença, entre o nascente (ponto onde o Sol nasceu) e o Leste verdadeiro, é grande.

Diferente do que normalmente se pensa o Sol não nasce no ponto cardeal leste. O Sol nasce do lado leste de onde estamos. O mesmo acontece para o poente, o Sol não se põe no ponto cardeal oeste, mas sim do lado oeste de onde estamos. Na verdade a cada dia do ano o Sol nasce e se põe num ponto diferente, por isso, se tomarmos o Sol como referência para nos orientarmos cada dia tomaremos uma direção diferente ou por exemplo, apontaremos a antena parabólica para lugares diferentes do céu se a instalarmos em épocas diferentes do ano. É fácil perceber isso observando onde o Sol se põe nos meses de junho ou julho e onde ele se põe nos meses de dezembro ou janeiro. Faça essa observação em junho e dezembro, no pátio de sua escola e anote para mostrar aos alunos.

Para encontrar os pontos cardeais através do Sol vamos fazer uma atividade simples e interessante. Essa é a maneira mais segura de determinar os pontos cardeais.

Encontrando os pontos cardeais através das estrelas

Não é só o Sol que trás informações sobre orientação. À noite também é possível determinar os pontos cardeais com certa precisão para se orientar corretamente. Na verdade, os navegadores preferem orientar-se através das estrelas pois, não é possível encontrar corretamente os pontos cardeais através do Sol quando estamos num barco ou navio balançando em alto mar.

Os habitantes do hemisfério norte da Terra que inclui a América do Norte, América Central, Europa, Ásia e a parte norte da África podem observar no céu, durante a noite, uma estrela, chamada Polaris, que nunca sai do lugar (figura 5). Essa estrela não nasce de um lado e nem se põe do outro. Isso acontece porque ela está bem na direção do eixo da Terra, como se o eixo de giro da Terra estivesse apoiado sobre ela - fig. 5. Então para encontrar o ponto cardeal norte, à noite, basta encontrar essa estrela e com isso todos os outros pontos ficam fáceis, pois ficando de frente para ela estaremos de frente para o norte, atrás teremos o sul, à direita o leste e à esquerda o oeste.

No entanto, nós que estamos no hemisfério sul da Terra que inclui a América do Sul, parte da África, a Oceania e o Continente Antártico, não temos uma estrela polar que fica na direção do eixo da Terra; aliás o eixo aponta para uma região do céu onde praticamente não se vê estrelas. Mas, nós temos um grupo de estrelas (constelação) que forma uma figura imaginária no céu em forma de cruz, chamada "Cruzeiro do Sul". É um conjunto de cinco estrelas cuja parte maior da cruz aponta para o pólo celeste sul, ou seja aponta para o local equivalente ao da estrela Polaris vista no hemisfério norte. A atividade seguinte mostra como determinar o ponto cardeal sul através do Cruzeiro do Sul.

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Atividade (cruzeiro do sul)

Localize no céu a constelação do Cruzeiro do Sul. Se você não souber onde acha-la peça ajuda a outra pessoa, normalmente as pessoas mais idosas sabem encontra-la. Você já encontrou a direção sul através do Sol, então olhe para o céu nessa direção. O Cruzeiro do Sul são cinco estrelas formando uma cruz. É mais fácil se você procura-la estando na cidade, pois num local escuro você verá muitas estrelas e isso irá confundi-lo. As estrelas da constelação são brilhantes o suficiente para serem vistas na cidade, com as luzes acesas.

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Por causa do movimento da Terra temos a sensação que o Cruzeiro do Sul e todas as estrela que vemos giram ao redor do pólo celeste sul. Se fizermos várias fotos durante uma noite perceberemos que as estrelas fazem uma circunferência ao redor de um ponto (o polo celeste sul). Esse ponto fica na direção do corpo (maior braço) da cruz e a uma distância de aproximadamente 4,5 vezes o tamanho do corpo a partir do pé da cruz.

Cuidado! Não adianta prolongar o braço da cruz até o horizonte, você não encontrará o sul. O que você deve fazer é medir as 4,5 vezes a partir do pé da cruz, (figura 6), e aí descer para o horizonte onde estará o sul.

Com mapa

A função mais básica de uma bússola em uma caminhada, é orientar corretamente o mapa. Imagine você estar em campo, em uma região monótona, onde não existem pontos de referências de destaque. Lá está você com um mapa na mão, e até consegue identificar qual sua posição no mapa, e qual também consegue identificar no mapa o ponto em que quer chegar.

Legal, mas o mapa deve estar em que direção? De ponta pra cima, de cabeça pra baixo, inclinado??? Para saber como orientar o mapa, você precisa da posição do Norte Geográfico. Por convenção, as linhas verticais do mapa coincidem com a direção Norte-Sul, e o Norte (Geográfico) é a direção do topo do mapa. Portanto, para orientar o mapa, precisamos da direção do Norte Geográfico, ou seja, de uma bússola que o indique.

Para isso, coloque o mapa em uma superfície plana, pegue a sua bússola já declinada e coloque sobre o mapa. Na figura acima, temos uma bússola geográfica, declinada em aproximadamente 14ºW. As linhas paralelas que estão dentro do disco graduado, sempre ficam apontando para o N do disco graduado. Faça com que estas linhas fiquem paralelas aos meridianos (linhas verticais do mapa). Agora gire o mapa, com a bússola repousada sobre ele até que a ponta N da agulha (vermelha), esteja concordando com a seta grande vermelha gravada sobre o acrílico, acima do disco graduado da bússola. Neste ponto, o mapa estará orientado. A direção de qualquer ponto sobre o mapa, será a direção que você deverá tomar no terreno.

Usando a bússola de geólogo, o processo é semelhante. Repouse a bússola declinada sobre o mapa, fazendo o eixo longitudinal dela (da lingüeta) coincidir com o meridiano. Então gire o mapa até que a ponta "N" da agulha coincida com o Zero da escala. Neste ponto o mapa estará orientado. Na figura ao lado, temos a bússola declinada de 19ºW, e o mapa deve ainda ser girado para a esquerda até que a agulha "N" coincida com o Zero da escala.

Extraindo uma direção para caminhar

É normal você identificar sua posição, orientar o mapa, e visar um ponto que você quer atingir. Neste caso, você vai querer saber qual a direção (Azimute) em que você deve caminhar para ir direto ao ponto.

Para isso, antes de orientar o mapa, identifique no mapa sua posição atual e seu ponto de destino. No mapa abaixo, imagine que você está na Faz. Brumado (pertinho da estrada), e quer caminhar até o pico da Pedra Aguda.

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Achou? Legal! Use a régua de acrílico da bússola, e com um lápis, faça um traço que una estes pontos (traço vermelho). Se achar necessário, trace uma reta paralela ao meridiano, pois esta indica a direção norte no mapa (traço azul). Coloque a bússola sobre o mapa, de preferência, com o eixo central sobre a sua posição atual. Gire o mapa até que ele esteja corretamente orientado (até que a ponta "N" da agulha coincida com o Zero da escala).

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Olhando o ponto onde a linha que você riscou (linha vermelha), intercepta o círculo graduado da bússola, você poderá ver a direção a ser tomada (260º com o Norte, medido no sentido horário). Agora, agora guarde o mapa, e com a bússola na mão, gire a bússola até que a agulha "N" aponte para o ângulo 260º no círculo graduado. Neste ponto, a lingüeta (mira) da bússola, estará apontando para o Pico da Pedra Aguda. À medida do possível, caminhe nesta direção, sempre de olho na bússola. Se estiver com a bússola geográfica, siga na direção apontada pela seta vermelha gravada no acrílico.

Acontece que a bússola (que é parente do GPS), adora indicar o pior caminho. Com isso, você de vez em quando, vai ter que sair da direção correta para desviar de algum obstáculo (morro, pântano, espinheiro, abismo, etc.) Ao fazer um desvio significativo, ou depois de caminhar um bocado, você deve reavaliar a direção. Veja que a direção era correta, para quem estava lá na sede da Fazenda.

No nosso exemplo, tem um morro no caminho (aquele cujo pico está na cota de 997m). Claro que você desviou, provavelmente pela esquerda. Quando você optou por fazer este desvio, você deverá novamente reavaliar a direção. Veja no mapa abaixo, o caminho pontilhado verde, é o que você caminhou, e a reta verde, é sua nova direção.

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Vemos agora que o Azimute deixa de ser 260º para 275º. Ah! desculpe a mancada, a reta que indica o norte está traz o nome NM (Norte Magnético), quando na verdade é o NG (Norte Geográfico). :-)

Acho que agora ficou claro, porque muita gente se perde navegando com bússola. A direção tem que ser constantemente reavaliada!

Veja que talvez não fosse necessário, visto que o Pico da Pedra Aguda deve ser bem visível, e está próximo (cerca de 4km). Mas ele poderia ser uma depressão, um encontro de rios, uma caverna, ou qualquer outro ponto menos evidente.

Exemplo

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