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Blindaje magnético
El blindaje magnético se refiere a un proceso en el que se excluye un campo magnético de un área específica redirigiendo específicamente sus líneas de campo. Para ello se suelen utilizar imanes permanentes o se inducen los llamados campos opuestos. En ciertos casos, una distancia suficientemente grande puede ser suficiente para lograr un efecto de blindaje..
¿Cómo funciona el blindaje magnético?
El apantallamiento de un campo magnético puede ser necesario, por ejemplo, para proteger un objeto o una persona concretos de un campo magnético externo. Un ejemplo clásico son los experimentos científicos que deben realizarse libres de la influencia del campo magnético terrestre y de otros campos magnéticos para evitar distorsiones. Las salas en las que se lleva a cabo este apantallamiento se conocen como cámaras de campo cero y también se utilizan en la calibración de sondas magnéticas.
Además, los campos de determinados sistemas magnéticos deben encerrarse en algunos casos para evitar interacciones no deseadas y, por tanto, interferencias como problemas de realimentación o transmisión. Es el caso, por ejemplo, de:
- amplificadores y micrófonos
- monitores de tubo
- osciloscopios de tubo de rayos catódicos
- transformadores de red
- motores de tocadiscos y cintas
- aparatos de resonancia magnética
Los campos magnéticos también pueden repercutir en el organismo humano. Sin embargo, hasta ahora sólo ha sido posible definir de forma limitada los valores límite específicos por encima de los cuales el efecto de los campos magnéticos daña potencialmente la estructura molecular orgánica. No obstante, pueden encontrarse requisitos legales y valores orientativos en el catálogo de directrices de la ICNIRP (International Commission on Non-Ionising Radiation Protection), así como en la Ordenanza alemana sobre campos electromagnéticos y en la DGUV15 de la Seguridad Social alemana para las industrias de la madera y el metal.
En muchos casos, se utiliza un cuerpo hueco magnético blando altamente permeable para proporcionar blindaje. Por muy permeables se entienden los materiales ferromagnéticos que son capaces de conducir los campos magnéticos especialmente bien. Los materiales magnéticos blandos son aquellos que pueden magnetizarse rápidamente, pero que pueden desmagnetizarse con la misma rapidez en cuanto se separan del campo magnético aplicado previamente.
Según la segunda ecuación de Maxwell, un campo magnético no tiene punto de origen. Por tanto, no es posible utilizar un simple blindaje en forma de pared para detener el flujo de líneas de campo. En su lugar, se les ofrece una trayectoria supuestamente más favorable, ya que es más fácil "caminar" por ella. El efecto varía en función del material elegido para apantallar el campo magnético y de su forma. Cuanto más permeable y autónomo sea el cuerpo hueco ferromagnético o la bobina utilizada, mejor funcionará el apantallamiento.
Si, por ejemplo, hay rendijas en el material circundante, pueden producirse flujos parásitos, es decir, líneas de campo que no se conducen completamente a través del objeto de apantallamiento. Este efecto, que también puede medirse, puede deberse a un material seleccionado incorrectamente, de baja permeabilidad, como el acero ordinario, o a la saturación magnética del objeto. Esto último ocurre cuando el objeto seleccionado ya ha sido magnetizado y ya no hay espacio suficiente en su interior para el nuevo campo magnético añadido. Sus líneas de campo discurren entonces en un campo perdido fuera del objeto.
¿Qué materiales pueden utilizarse para apantallar un campo magnético?
Para evitar que el aislamiento no funcione o sólo lo haga de forma limitada, lo ideal es utilizar materiales de la siguiente lista para el apantallamiento de campos magnéticos:
- MU metal
- Permenorm 5000 H2
- Hierro dulce
- Hierro silicio
- Vacoflux 50
- Vitrovac 6025 150X
- Vitroperm
Estas aleaciones son materiales con una alta permeabilidad relativa, lo que permite redirigir con precisión el campo magnético respectivo. Apantallar un campo magnético con papel de aluminio, por ejemplo, no es una opción ideal, ya que la permeabilidad del aluminio es sólo de aproximadamente 1 y, por tanto, apenas difiere de la del aire circundante.
El metal MU se compone principalmente de níquel y es muy permeable, por lo que se utiliza en investigación, en máquinas y en tecnología médica. Sin embargo, es caro y tiende a saturarse magnéticamente con rapidez. Por ello, es menos adecuado para intensidades de campo especialmente elevadas. En estos casos son más adecuados Permenorm 5000 H2 de hierro y níquel, Vacoflux 50 de hierro y cobalto o hierro dulce (una aleación de hierro puro). Los materiales compuestos a base de plástico que contienen partículas ferromagnéticas también son adecuados para el apantallamiento magnético hasta cierto punto, al igual que los tejidos. Esto se debe a que las mallas, burbujas de aire y otras interrupciones pueden reducir significativamente la permeabilidad y provocar campos parásitos.