Calibración de Brújula

El magnetómetro del teléfono es sensible a dos fuentes de error. El sesgo hierro-duro viene de imanes permanentes dentro del teléfono (altavoces, motor de vibración) y fundas metálicas — estos añaden un desplazamiento constante a los tres ejes magnéticos. La distorsión hierro-suave viene de materiales ferromagnéticos que deforman el campo cuando el teléfono rota — estos escalan e inclinan el campo aparente. Ambos errores se acumulan al sacudir el teléfono y al cambiar el entorno magnético cercano. Sin calibración, su brújula puede apuntar 20–60° fuera del rumbo verdadero. Los sistemas operativos del teléfono ejecutan calibración continua en segundo plano pero solo tienen éxito cuando rota el dispositivo lo suficiente. Esta herramienta le da una verificación deliberada en lugar de esperar a que el movimiento ambiente lo haga.

Interpretación práctica de la desviación entre rumbo de magnetómetro y giroscopio tras movimiento de calibración en ocho: bajo 3° es excelente, el tipo de precisión necesaria para apps de navegación AR y topografía; 3–7° es bueno y aceptable para senderismo, geocaching y navegación casual; 7–15° es mediocre y causará deriva notable en búsqueda de rutas exteriores; sobre 15° significa que su teléfono necesita recalibración inmediata vía configuración del SO o un ocho más fuerte. La brújula exterior estándar necesita aproximadamente 2° de precisión para ser útil a 10 km de distancia — un error de rumbo de 2° se proyecta a 350 metros de incertidumbre de posición. La declinación magnética (la diferencia entre norte verdadero y magnético) varía por ubicación y añade 0–20° encima dependiendo de dónde está, así que la mayoría de apps de brújula aplican una corrección de declinación de una búsqueda del Modelo Magnético Mundial.

El campo magnético de la Tierra es aproximadamente 25–65 μT dependiendo de la latitud. Cualquier masa ferromagnética cercana distorsiona ese campo localmente. Un laptop en el escritorio, una lámpara de metal, un refrigerador, las varillas de acero en un piso de concreto, o incluso un cuchillo de cocina en un cajón pueden cambiar su lectura de magnetómetro en 5–50 μT a corta distancia. Moverse por la habitación lo mueve entre estas zonas de distorsión, cambiando su rumbo magnético aparente aun cuando su giroscopio reporta correctamente ninguna rotación real. Por eso los teléfonos frecuentemente instruyen a calibrar "lejos de electrónicos y objetos metálicos" — la calibración solo funciona bien si promedia sobre muchas orientaciones en un campo aproximadamente uniforme. La calibración exterior en suelo abierto siempre produce desviación más estricta que la calibración interior.

El movimiento en ocho en el aire pasa el teléfono por orientaciones tridimensionales que abarcan los seis "octantes" del espacio de orientación (la esfera de todas las actitudes posibles del teléfono). El sesgo hierro-duro aparece como desplazamiento constante en el vector magnético — el ocho permite al algoritmo de calibración ajustar una esfera a sus lecturas de magnetómetro, y el centro de esa esfera es el desplazamiento hierro-duro a restar. La distorsión hierro-suave es más compleja — deforma la esfera en un elipsoide, y el algoritmo ajusta un elipsoide luego calcula la transformación lineal que vuelve a esferizarlo. Sin movimiento 3D, calibrar solo girando alrededor del eje vertical no puede encontrar la componente hierro-duro vertical o la inclinación hierro-suave. El ocho típicamente toma 5–10 segundos de movimiento relajado de muñeca.

Las lecturas de magnetómetro son absolutas (siempre referenciadas al campo de la Tierra) pero ruidosas y lentas para actualizar porque el campo es pequeño. Las lecturas de giroscopio son relativas (solo miden tasa de rotación) pero muy rápidas y limpias. Los algoritmos de fusión de sensores — Mahony, Madgwick y variantes de filtro Kalman — las combinan con filtrado complementario: en altas frecuencias (movimiento rápido), confiar en el giroscopio; en bajas frecuencias y sobre segundos, llevar la estimación del giroscopio hacia la lectura del magnetómetro para prevenir deriva ilimitada. La fusión corre a 100–400 Hz y produce un rumbo suave de baja latencia que maneja tanto giros rápidos como estabilidad lenta a largo plazo. iOS y Android ambos ejecutan esta fusión a nivel del SO usando el coprocesador de movimiento Apple A-series o el Qualcomm Sensor Hub respectivamente.

Sí, pero solo con imanes fuertes. Un imán típico de refrigerador (alrededor de 5 mT de campo en la superficie) es demasiado débil para afectar permanentemente al sensor, aunque obviamente perturbará las lecturas mientras está cerca. Los imanes de neodimio usados en fundas de teléfono o auriculares VR (50–500 mT) pueden magnetizar permanentemente los componentes de hierro dentro del teléfono, creando un sesgo hierro-duro permanente que la calibración debe rodear. Las máquinas MRI (1,5–7 T) destruirán absolutamente la calibración de un magnetómetro y pueden dañar otros sensores — nunca lleve un teléfono a una suite MRI. Los imanes MagSafe de Apple (alrededor de 30 mT) están afinados para estar justo bajo el umbral de magnetización permanente. Si su teléfono muestra permanentemente un sesgo de 50–100 μT incluso tras calibración cuidadosa, un imán probablemente pasó demasiado cerca.

El Modelo Magnético Mundial (WMM) es el producto conjunto del Centro Nacional de Datos Geofísicos de EE.UU. y el British Geological Survey, actualizado cada cinco años (edición actual WMM2025 válida hasta 2029). Modela el campo principal geomagnético como una expansión armónica esférica de grado 12 y proporciona declinación, inclinación, intensidad total e intensidad horizontal en cualquier ubicación y fecha. Los estándares de brújula de aviación y marina (ISO 25862 para brújulas marinas, FAA TSO-C-46a para aviones) requieren precisión ±2° tras calibración. Los magnetómetros de teléfono típicamente cumplen ±5° tras calibración cuando lejos del metal. Los chips MEMS mismos (Bosch BMM150, ST LIS3MDL, AKM AK099xx) siguen estándares de sensor industrial como JEDEC JESD22 para supervivencia al choque. La API Web Generic Sensor expone lecturas de magnetómetro calibradas ya corregidas por el SO por desplazamientos hierro-duro.

Los datos de rumbo provienen de dos API del navegador. En Android, Chrome y Edge exponen la Generic Sensor API (las interfaces Magnetometer, Gyroscope y AbsoluteOrientationSensor) y la herramienta lee un rumbo corregido por inclinación y por hierro-duro del SO. En iOS, Safari no tiene interfaz Magnetometer pero sí expone webkitCompassHeading a través del DeviceOrientationEvent; iOS 13 y posteriores requieren además un permiso único vía DeviceOrientationEvent.requestPermission(), que solo aparece tras pulsar Iniciar calibración (debe activarse por un gesto del usuario). Los navegadores de escritorio normalmente no tienen magnetómetro, así que la herramienta informará que no hay fuente de rumbo disponible. Todas estas API solo funcionan en un contexto seguro: la página debe servirse por HTTPS. En HTTP puro los constructores de sensores lanzan un SecurityError y los eventos de orientación nunca se disparan, por lo que la herramienta muestra un mensaje claro de 'requiere HTTPS' en lugar de fallar en silencio.

Ningún dato sale de tu dispositivo. Cada muestra de rumbo, estadística y exportación se calcula en tu navegador usando los sensores locales; nada se sube y no hay procesamiento en servidor. El aviso de permiso aparece porque los sensores de movimiento y orientación pueden usarse teóricamente para fingerprinting, así que el navegador exige tu consentimiento explícito. Si antes denegaste el aviso, reactívalo en ajustes: en iOS ve a Ajustes > Safari > Acceso a movimiento y orientación (o el permiso por sitio) y recarga la página; en Android Chrome toca el icono de candado en la barra de direcciones, abre Permisos / Configuración del sitio, permite los sensores de movimiento y recarga. Los archivos exportados (CSV/JSON) se generan localmente con una descarga Blob y nunca tocan la red.

Todos los rumbos son grados en una escala de brújula 0–360 donde 0° es norte, 90° este, 180° sur y 270° oeste, y son rumbos magnéticos (sin corregir por declinación, así que difieren del norte verdadero según tu declinación local). La fila 'Fusión de sensores' es el rumbo de la brújula del SO que mueve la aguja. La fila 'Magnetómetro' es el atan2 crudo, sin compensación de inclinación, del vector del magnetómetro y solo es una referencia honesta cuando el teléfono se sostiene perfectamente plano. 'Norte de referencia' es el rumbo que capturaste al pulsar Fijar norte real. La tarjeta de desviación muestra la diferencia angular entre el rumbo en vivo y tu referencia capturada: menos de 3° es excelente, 3–10° aceptable, más de 10° necesita trabajo. El panel de Estadísticas de la sesión graba cada muestra durante una ejecución e informa el conteo de muestras, el rumbo mínimo, máximo y la media circular (promedio), y la dispersión angular — la dispersión es el mejor indicador de ruido o inestabilidad de la brújula, y toda la sesión puede exportarse como CSV o JSON para un registro de QA.