Introducción

Introducción

En el año 1687 el físico Isaac Newton publicó la Ley de Gravitación Universal, en la cual estableció que la atracción entre dos masas es directamente proporcional al producto de las mismas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Este principio físico contribuyó a la determinación de la aceleración de la gravedad sobre la superficie terrestre. En la actualidad, dicha aceleración se define como el vector resultante de la atracción gravitatoria de la Tierra y la aceleración centrífuga (producto de la rotación terrestre). El valor de la aceleración de la gravedad no es constante en todos los puntos de la Tierra, sino que varía de acuerdo a la distribución de masas dentro de la corteza terrestre, la latitud y la altura.

La gravimetría es la disciplina encargada de estudiar y medir el campo gravitatorio terrestre. La medición de dicho campo se realiza mediante diversas técnicas y equipos (terrestres, marinos y satelitales). Una de las técnicas de medición terrestre de la gravedad más populares utiliza equipos de gran sensibilidad denominados gravímetros. Existen dos tipos de gravímetros, los relativos, que registran la diferencia de gravedad entre dos puntos, y los absolutos, capaces de medir el valor absoluto de la gravedad local.

A partir de mediciones gravímétricas, el Instituto Geográfico Nacional (IGN) ha logrado materializar una serie de Redes Gravimétricas que han permitido la determinación del Marco de Referencia Gravimétrico Nacional.

Algunas de las aplicaciones principales de estas redes son las siguientes:

  • Determinar distintos tipos de alturas físicas, tales como ortométricas, dinámicas y normales.
  • Definir modelos de geoide gravimétricos.
  • Conocer la distribución y composición de las masas en el interior de la Tierra.
  • Detectar distintas estructuras geológicas dentro de la corteza terrestre.
  • Contribuir con el proceso de prospección de hidrocarburos y otros minerales.

Evolución histórica de la gravimetría dentro del IGN

En el año 1909, durante la XVI Conferencia de la Asociación Internacional de Geodesia (AIG) celebrada en ciudad de Londres, se adopta como datum gravimétrico al Sistema Potsdam, que reemplaza hasta el entonces vigente Sistema Viena, oficializado durante la XIII Conferencia de la AIG llevada a cabo en la ciudad de París en el año 1900. La precisión del Sistema Potsdam fue estimada en +/-3 mGal y corregía al Sistema Viena en -16 mGal.

En el año 1906 se inicia la actividad gravimétrica dentro del Instituto Geográfico Militar (IGM) con la vinculación Buenos Aires-Potsdam, llevada a cabo mediante un aparato cuadripendular Von Sterneck, cuyas constantes fueron determinadas en Potsdam en 1904.

En el año 1928, el Ing. Félix Aguilar realiza una segunda vinculación con Potsdam mediante un nuevo equipo cuadripendular Askania Werke compuesto por cuatro péndulos de invar. En ese mismo año se efectúa una determinación en el pilar del Observatorio Astronómico de La Plata, que había sido vinculado a una estación gravimétrica en Padua, Italia, en el año 1905. Y más tarde, se realiza otra vinculación al Observatorio Nacional de Córdoba, que había sido adoptado como punto astronómico fundamental.

En los años posteriores el equipo Askania Werke sirvió para determinar las gravedades de diversos extremos de base, como por ejemplo: Quiñi-Huao (Río Negro), El Churcal (Jujuy) y Yavi (Jujuy).

En el año 1945 se adopta como datum gravimétrico provisional al Pilar Gravimétrico del Observatorio Astronómico de La Plata, que fuera vinculado al Sistema Potsdam, y cuyo valor de gravedad fue determinada en 979748,0 mGal.

En el año 1947 el IGM comienza la ejecución de mediciones gravimétricas relativas sobre pilares pertenecientes a líneas de nivelación y puntos areales en sectores de las provincias de Entre Ríos, Buenos Aires, Santa Fe y Córdoba (a razón de 1 punto cada 100 km cuadrados). Para ello, logra la incorporación de dos equipos Western Geophysical (códigos G-45 y G-55).

En el año 1952 comienzan a funcionar las instalaciones Sargento Mayor Ingeniero Álvarez Condarco en el partido de San Martín (provincia de Buenos Aires) y se construye el pilar gravimétrico Estación Fundamental Buenos Aires A en uno de los sótanos de dichas instalaciones. Dos años más tarde se lo vincula con un moderno equipo cuadripendular Askania con Bad Hardzburg (Alemania), y se determina el valor del nuevo datum gravimétrico Nacional, 979705,0 mGal.

Durante los años 1954 y 1958 el Ing. Baglietto realiza mediciones absolutas de gravedad sobre la Estación Fundamental Buenos Aires A con un equipo pendular Cambridge, y determina que el valor de la gravedad es igual a 979692,0 mGal, 13 mGal menor que el valor que surge de la vinculación con el Sistema Potsdam años atrás.

En el año 1965 el IGM participa en la determinación de un perfil gravimétrico desde la Base Antártica General Belgrano 1 hasta el Polo Sur, utilizando un gravímetro Frost.

En el año 1967, el Comité Internacional de Pesas y Medidas adoptó una corrección de -14 mGal al valor de gravedad en Potsdam para usos metrológicos, valor coincidente con el cálculo realizado por el Ing. Baglietto en el año 1958. Ese mismo año el IGM recibe dos gravímetros relativos LaCoste & Romberg cedidos por el Comando Topográfico del Ejército de Estados Unidos, mediante los cuales intensifica las determinaciones gravimétricas sobre líneas de nivelación de alta precisión.

En el año 1968 se realiza la Operación BACARA (Base de Calibración de la República Argentina) y se materializa así, la Red Gravimétrica Nacional de Primer Orden.

En el año 1971, durante la XV Asamblea General de la Unión Internacional de Geodestas y Geofíscos (IUGG) celebrada en la ciudad de Moscú, se adopta a la red gravimétrica IGSN71 (International Gravity Standardization Net 1971) como el nuevo sistema gravimétrico internacional, reemplazando, el hasta entonces vigente, Sistema Potsdam. La red se materializó con 1.854 estaciones cuyos valores gravimétricos surgen de una compensación por mínimos cuadrados, en la cual participaron observaciones pendulares, relativas y absolutas de todo el mundo. Los desvíos estándar de los valores gravimétricos son inferiores a +/-0.1 mGal.

Figura 1: Red ISGN71 (Morelli et al., 1971)

En los años 1973 y 1975 el IGM llevó a cabo las vinculaciones gravimétricas en la Isla Decepción y la Base Antártica Vice-Comodoro Marambio.

En el año 1988 se lleva a cabo la primera parte del proyecto de medición absoluta de la gravedad con el gravímetro interferométrico JILAG-3, perteneciente al Instituto de Geodesia de la Universidad de Hannover. Este proyecto contó con el auspicio del mencionado Instituto (cuyo Director era el Dr. Wolfgang Torge), del Instituto de Geodesia de la Universidad de Buenos Aires y del IGM. Es así que se miden, en forma absoluta la gravedad de puntos localizados en Buenos Aires (Estación Fundamental Buenos Aires A), Tandil y Salta. En el año 1991 se ejecuta la segunda etapa del proyecto de medición absoluta de la gravedad, esta vez en una estación próxima a la Estación Fundamental Buenos Aires A (debido a un problema de napas freáticas que afecta a esa zona del Partido de San Martín no se pudo estacionar el equipo en dicho punto), en San Juan y en Comodoro Rivadavia.

En el año 1995 la DMA (U.S. Defense Mapping Agency) cede al IGM dos equipos relativos LaCoste & Romberg con los cuales prosigue la medición de gravedad sobre líneas de nivelación.

En el año 2009, a través del decreto  554/2009, el IGM fue pasado al ámbito civil, cambiando su denominación por Instituto Geográfico Nacional (IGN).

A fines del año 2011, en el marco de una reunión técnica organizada por el Subcomité de Geodesia y celebrada en la ciudad de Rosario, se define la necesidad de materializar una nueva Red Gravimétrica de Primer Orden que sirva de reemplazo de la antigua red BACARA. En el año 2012 el IGN comienza la medición de la nueva red, que se extiende hasta comienzos del año 2015. El proyecto fue llevado a cabo en forma conjunta por el IGN, la Universidad Nacional de La Plata (UNLP), la Universidad Nacional de Rosario (UNR) y la Universidad Nacional de San Juan (UNSJ).

En el año 2014 se mide la nueva Red Argentina de Gravedad Absoluta (RAGA), compuesta por 35 puntos homogéneamente distribuidos sobre el territorio Nacional, con la colaboración de la UNR, UNLP, la Universidad de San Pablo y el Instituto Francés de Investigación para el Desarrollo.