Desmagnetización

La desmagnetización es el proceso de disminuir o eliminar un campo magnético remanente . Recibe su nombre del gauss , una unidad de magnetismo , que a su vez recibió su nombre de Carl Friedrich Gauss . Debido a la histéresis magnética , generalmente no es posible reducir un campo magnético por completo a cero, por lo que la desmagnetización suele inducir un campo "conocido" muy pequeño denominado polarización. La desmagnetización se aplicó originalmente para reducir las firmas magnéticas de los barcos durante la Segunda Guerra Mundial . La desmagnetización también se utiliza para reducir los campos magnéticos en los monitores de tubos de rayos catódicos y para destruir los datos almacenados en el almacenamiento magnético .

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El término fue utilizado por primera vez por el entonces comandante Charles F. Goodeve , reserva voluntaria de la Marina Real Canadiense , durante la Segunda Guerra Mundial mientras intentaba contrarrestar las minas navales magnéticas alemanas que estaban causando estragos en la flota británica .

Las minas detectaron el aumento del campo magnético cuando el acero de un barco concentró el campo magnético de la Tierra sobre él. Los científicos del Almirantazgo, incluido Goodeve, desarrollaron una serie de sistemas para inducir un pequeño campo de "polo N hacia arriba" en el barco para compensar este efecto, lo que significa que el campo neto era el mismo que el de fondo. Dado que los alemanes usaban el gauss como unidad de la fuerza del campo magnético en los detonadores de sus minas (todavía no era una medida estándar), Goodeve se refirió a los diversos procesos para contrarrestar las minas como "desmagnetización". El término se convirtió en una palabra común.

El método original de desmagnetización consistía en instalar bobinas electromagnéticas en los barcos, lo que se conoce como bobinado. Además de poder polarizar el barco de forma continua, el bobinado también permitía invertir el campo de polarización en el hemisferio sur, donde se instalaban las minas para detectar campos de "polo S caído". Los barcos británicos, en particular los cruceros y acorazados , estaban bien protegidos hacia 1943.

Sin embargo, instalar un equipo tan especial era demasiado caro y difícil de dar servicio a todos los barcos que lo necesitarían, por lo que la marina desarrolló una alternativa llamada limpieza, que también ideó Goodeve. En este procedimiento se arrastraba un cable eléctrico grande hacia arriba por el costado del barco, comenzando en la línea de flotación, con un pulso de unos 2000 amperios fluyendo a través de él. En el caso de los submarinos, la corriente provenía de las propias baterías de propulsión de los barcos. Esto inducía el campo adecuado en el barco en forma de un ligero sesgo. Originalmente se pensó que el golpeteo del mar y los motores del barco aleatorizarían lentamente este campo, pero en las pruebas se descubrió que esto no era un problema real. ^[1] Más tarde se descubrió un problema más grave: a medida que un barco viaja a través del campo magnético de la Tierra, recogerá lentamente ese campo, contrarrestando los efectos de la desmagnetización. A partir de entonces, se instruyó a los capitanes para que cambiaran de dirección con la mayor frecuencia posible para evitar este problema. Sin embargo, el sesgo finalmente desapareció y los barcos tuvieron que ser desmagnetizados según un cronograma. Los barcos más pequeños continuaron utilizando el sistema de limpieza durante la guerra.

Para ayudar a la evacuación de Dunkerque , los británicos "aniquilaron" 400 barcos en cuatro días. ^[2]

Durante la Segunda Guerra Mundial, la Armada de los Estados Unidos encargó una clase especializada de buques desmagnetizadores capaces de realizar esta función. Uno de ellos, el USS Deperm (ADG-10) , recibió el nombre de este procedimiento.

Después de la guerra, las capacidades de las espoletas magnéticas mejoraron enormemente, al detectar no el campo en sí, sino los cambios en él. Esto significaba que un barco desmagnetizado con un "punto caliente" magnético aún haría estallar la mina. Además, también se midió la orientación precisa del campo, algo que un simple campo de polarización no podía eliminar, al menos en todos los puntos del barco. Se introdujeron una serie de bobinas cada vez más complejas para compensar estos efectos, y los sistemas modernos incluyen no menos de tres conjuntos separados de bobinas para reducir el campo en todos los ejes.

La eficacia de la desmagnetización de los buques se controlaba mediante campos de desmagnetización en tierra (o estaciones de desmagnetización, campos magnéticos ) instalados junto a los canales de navegación fuera de los puertos. El buque sometido a prueba pasaba a una velocidad constante sobre bucles en el fondo marino que se controlaban desde edificios en la costa. La instalación se utilizó tanto para establecer las características magnéticas de un casco para establecer el valor correcto del equipo de desmagnetización que se instalaría, como para una "verificación puntual" en los buques para confirmar que el equipo de desmagnetización funcionaba correctamente. Algunas estaciones tenían bobinas activas que proporcionaban tratamiento magnético, ofreciendo a los buques no equipados cierta protección limitada contra futuros encuentros con minas magnéticas. ^[3]

En abril de 2009, la Armada estadounidense probó un prototipo de su sistema de bobina desmagnetizadora superconductora de alta temperatura , denominado "HTS Degaussing". El sistema funciona rodeando el buque con cables cerámicos superconductores cuyo propósito es neutralizar la firma magnética del barco, como en los sistemas de cobre tradicionales. La principal ventaja del sistema de bobina desmagnetizadora HTS es la gran reducción de peso (a veces hasta un 80%) y una mayor eficiencia. ^[4]

Un barco o submarino con casco de metal ferroso, por su propia naturaleza, desarrolla una firma magnética a medida que viaja, debido a una interacción magnetomecánica con el campo magnético de la Tierra. También capta la orientación magnética del campo magnético de la Tierra donde está construido. Esta firma puede ser explotada por minas magnéticas o facilitar la detección de un submarino por parte de barcos o aeronaves con equipo de detección de anomalías magnéticas (MAD) . Las armadas utilizan el procedimiento de desmagnetización, junto con la desmagnetización, como contramedida contra esto.

Para realizar el procedimiento se utilizan instalaciones especializadas de desperming, como la estación de desperming Lambert's Point de la Armada de los Estados Unidos en la Estación Naval de Norfolk o la instalación de silenciamiento magnético Drive-In de submarinos de la Flota del Pacífico (MSF) en la Base Conjunta Pearl Harbor-Hickam . Durante un tratamiento magnético de envoltura cerrada, cables de cobre de gran calibre rodean el casco y la superestructura del buque, y se pulsan altas corrientes eléctricas (hasta 4000 amperios ) a través de los cables. ^[5] Esto tiene el efecto de "restablecer" la firma magnética del barco al nivel ambiental después de iluminar su casco con electricidad. También es posible asignar una firma específica que se adapte mejor al área particular del mundo en la que operará el barco. En las instalaciones de silenciamiento magnético Drive-In, todos los cables se cuelgan por encima, por debajo y a los lados, o se ocultan dentro de los elementos estructurales de las instalaciones. El desperming es "permanente". Solo se realiza una vez a menos que se realicen reparaciones importantes o modificaciones estructurales al barco.

Con la introducción de los barcos de hierro , se observó el efecto adverso del casco de metal en las brújulas de navegación . También se observó que los rayos tenían un efecto significativo en la desviación de la brújula, identificada en algunos casos extremos como causada por la inversión de la firma magnética del barco. En 1866, Evan Hopkins de Londres registró una patente para un proceso "para despolarizar los barcos de hierro y dejarlos a partir de entonces libres de cualquier influencia que perturbara la brújula". La técnica se describió de la siguiente manera: "Para este propósito, utilizó una serie de baterías y electroimanes de Grove . Estos últimos debían pasarse a lo largo de las placas hasta que se hubiera obtenido el resultado deseado... el proceso no debe ser exagerado por miedo a la repolarización en la dirección opuesta". Sin embargo, se informó que la invención fue "incapaz de llevarse a cabo con éxito" y "murió rápidamente de muerte natural". ^[6]

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Las pantallas CRT en color , la tecnología que se utilizaba en muchos televisores y monitores de ordenador antes de principios de la década de 2010, requieren desmagnetización. Muchas pantallas CRT utilizan una placa de metal cerca de la parte delantera del tubo para garantizar que cada haz de electrones llegue a los fósforos correspondientes del color correcto. Si esta placa se magnetiza (por ejemplo, si alguien pasa un imán sobre la pantalla o coloca altavoces cerca), imparte una desviación no deseada a los haces de electrones y la imagen mostrada se distorsiona y descolora.

Para minimizar esto, los CRT tienen una bobina de cobre o aluminio envuelta alrededor de la parte frontal de la pantalla, conocida como bobina desmagnetizadora. Los monitores sin una bobina interna se pueden desmagnetizar utilizando una versión portátil externa. Las bobinas desmagnetizadoras internas en los CRT son generalmente mucho más débiles que las bobinas desmagnetizadoras externas, ya que una mejor bobina desmagnetizadora ocupa más espacio. Un circuito desmagnetizador induce un campo magnético oscilante con una amplitud decreciente que deja la máscara de sombra con una magnetización residual reducida.

Muchos televisores y monitores desmagnetizan automáticamente el tubo de imagen cuando se encienden, antes de que se muestre una imagen. El pico de corriente elevado que se produce durante esta desmagnetización automática es la causa de un "golpe" audible, un zumbido fuerte o algunos ruidos de clic, que se pueden escuchar (y sentir) cuando se encienden los televisores y los monitores de ordenador CRT, debido a que los condensadores se descargan e inyectan corriente en la bobina. Visualmente, esto hace que la imagen tiemble drásticamente durante un breve período de tiempo. Por lo general, también hay una opción de desmagnetización disponible para selección manual en el menú de operaciones de estos aparatos.

En la mayoría de los equipos comerciales, el aumento repentino de la corriente alterna que llega a la bobina desmagnetizadora se regula mediante un simple dispositivo termistor de coeficiente de temperatura positivo (PTC) , que inicialmente tiene una resistencia baja, lo que permite una corriente alta, pero cambia rápidamente a una resistencia alta, lo que permite una corriente mínima, debido al autocalentamiento del termistor. Estos dispositivos están diseñados para una transición única de frío a calor al encenderse; "experimentar" con el efecto de desmagnetización encendiendo y apagando repetidamente el dispositivo puede hacer que este componente falle. El efecto también será más débil, ya que el PTC no habrá tenido tiempo de enfriarse.

Los datos se almacenan en medios magnéticos , como discos duros , disquetes y cintas magnéticas , haciendo que áreas muy pequeñas llamadas dominios magnéticos cambien su alineación magnética para estar en la dirección de un campo magnético aplicado. Este fenómeno ocurre de la misma manera que la aguja de una brújula apunta en la dirección del campo magnético de la Tierra. La desmagnetización, comúnmente llamada borrado, deja los dominios en patrones aleatorios sin preferencia de orientación, lo que hace que los datos anteriores sean irrecuperables. Hay algunos dominios cuya alineación magnética no se aleatoriza después de la desmagnetización. La información que representan estos dominios se denomina comúnmente remanencia magnética o magnetización remanente . Una desmagnetización adecuada garantizará que no haya suficiente remanencia magnética para reconstruir los datos. ^[7]

El borrado por desmagnetización se puede realizar de dos maneras: en el borrado por corriente alterna , el medio se desmagnetiza aplicando un campo alterno cuya amplitud se reduce con el tiempo a partir de un valor inicial alto (es decir, con alimentación por corriente alterna); en el borrado por corriente continua , el medio se satura aplicando un campo unidireccional (es decir, con alimentación por corriente continua o empleando un imán permanente ). Un desmagnetizador es un dispositivo que puede generar un campo magnético para desmagnetizar medios de almacenamiento magnéticos. ^[8] El campo magnético necesario para desmagnetizar medios de almacenamiento de datos magnéticos es uno poderoso que los imanes normales no pueden lograr ni mantener fácilmente. ^{[9] [10]}

Muchos tipos de medios de almacenamiento magnético genéricos se pueden reutilizar después de la desmagnetización, incluidas las cintas de audio de carrete a carrete , los videocassettes VHS y los disquetes . Estos tipos de medios más antiguos son simplemente un medio en bruto que se sobrescribe con patrones nuevos, creados por cabezales de lectura/escritura de alineación fija.

Sin embargo, en el caso de ciertas formas de almacenamiento de datos informáticos, como las unidades de disco duro modernas y algunas unidades de cinta , la desmagnetización hace que los medios magnéticos queden completamente inutilizables y daña el sistema de almacenamiento. Esto se debe a que los dispositivos tienen un mecanismo de posicionamiento del cabezal de lectura/escritura infinitamente variable que se basa en datos de control servo especiales (por ejemplo, código Gray ^{[ cita requerida ]} ) que deben registrarse de forma permanente en el medio magnético. Estos datos servo se escriben en el medio una sola vez en la fábrica mediante un hardware de escritura servo especial.

Normalmente, el dispositivo nunca sobrescribe los patrones de servomotores por ningún motivo y se utilizan para posicionar con precisión los cabezales de lectura/escritura sobre las pistas de datos del medio, para compensar movimientos bruscos repentinos del dispositivo, expansión térmica o cambios de orientación. La desmagnetización elimina indiscriminadamente no solo los datos almacenados, sino también los datos de control del servomotor, y sin los datos del servomotor, el dispositivo ya no puede determinar dónde se deben leer o escribir los datos en el medio magnético. Los datos del servomotor deben reescribirse para que se puedan volver a utilizar; con los discos duros modernos, esto generalmente no es posible sin un equipo de servicio específico del fabricante y, a menudo, específico del modelo.

En las grabadoras de cintas de audio de carrete a carrete y de casete compacto , los campos magnéticos remanentes se acumulan con el tiempo en las piezas metálicas, como los postes guía de los cabezales de la cinta. Estos son puntos que entran en contacto con la cinta magnética. Los campos remanentes pueden provocar un aumento del ruido de fondo audible durante la reproducción. Los desmagnetizadores portátiles y económicos pueden reducir significativamente este efecto. ^[11]

Los desmagnetizadores varían en tamaño, desde los pequeños que se utilizan en oficinas para borrar dispositivos de almacenamiento de datos magnéticos hasta los desmagnetizadores de tamaño industrial para su uso en tuberías, barcos, submarinos y otros elementos de gran tamaño, equipos y vehículos. La clasificación y categorización de los desmagnetizadores depende de la fuerza del campo magnético que genera el desmagnetizador, el método de generación de un campo magnético en el desmagnetizador, el tipo de operaciones para las que es adecuado el desmagnetizador, la velocidad de trabajo del desmagnetizador en función de si es un desmagnetizador de alto volumen o un desmagnetizador de bajo volumen, y la movilidad del desmagnetizador, entre otros. ^[12] A partir de estos criterios de clasificación y categorización, existen desmagnetizadores electromagnéticos, desmagnetizadores de imán permanente como los principales tipos de desmagnetizadores. ^[13]

Un desmagnetizador electromagnético pasa una carga eléctrica a través de una bobina desmagnetizadora para generar un campo magnético. ^[12] Existen varios subtipos de desmagnetizadores electromagnéticos, como los desmagnetizadores de bobina giratoria y los desmagnetizadores con tecnología de desmagnetización por pulsos, ya que las tecnologías utilizadas en los desmagnetizadores suelen ser desarrolladas y patentadas por las respectivas empresas de fabricación, como Verity Systems y Maurer Magnetic, entre otras, de modo que el desmagnetizador sea adecuado para el uso previsto. ^{[14] [15]} Los desmagnetizadores electromagnéticos generan fuertes campos magnéticos y tienen una alta tasa de trabajo.

El rendimiento de una máquina desmagnetizadora es el principal determinante de la eficacia de la desmagnetización de medios de almacenamiento de datos magnéticos. La eficacia no mejora cuando el medio pasa por el mismo campo magnético de desmagnetización más de una vez. Girar el medio 90 grados mejora la eficacia de la desmagnetización del medio. ^[10] Un fabricante de desmagnetizadores de medios magnéticos, Verity Systems, ha utilizado este principio en una técnica de bobina giratoria que desarrolló. Su desmagnetizador de bobina giratoria hace pasar el medio de almacenamiento de datos magnéticos que se está borrando a través de un campo magnético generado mediante dos bobinas en la máquina desmagnetizadora con el medio sobre una cinta transportadora de velocidad variable. Las dos bobinas que generan un campo magnético están girando; una bobina está colocada sobre el medio y la otra bobina está colocada debajo del medio. ^[10]

La tecnología de desmagnetización por pulsos implica la aplicación cíclica de corriente eléctrica durante una fracción de segundo a la bobina que se utiliza para generar un campo magnético en el desmagnetizador. ^[16] El proceso comienza con la tensión máxima aplicada y mantenida durante solo una fracción de segundo para evitar el sobrecalentamiento de la bobina, y luego las tensiones aplicadas en los segundos subsiguientes se reducen en secuencia con diferencias variables hasta que no se aplica corriente a la bobina. La desmagnetización por pulsos ahorra costos de energía, produce una alta intensidad de campo magnético, es adecuada para desmagnetizar conjuntos grandes y es confiable debido a que logra una desmagnetización sin errores. ^[16]

Los desmagnetizadores de imán permanente utilizan imanes fabricados con tierras raras. No necesitan electricidad para su funcionamiento. Los desmagnetizadores de imán permanente requieren un blindaje adecuado del campo magnético que tienen constantemente para evitar una desmagnetización involuntaria. La necesidad de blindaje suele hacer que los desmagnetizadores de imán permanente sean voluminosos. Cuando son pequeños, los desmagnetizadores de imán permanente son adecuados para su uso como desmagnetizadores móviles. ^[12]

Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Deperming .

• Remanencia de datos

• Guía para desmagnetizar televisores Archivado el 29 de julio de 2020 en Wayback Machine
• "Desmagnetización: una introducción". Verity Systems. ¿Qué es un desmagnetizador? Es una máquina que se utiliza para eliminar datos almacenados en discos duros de computadoras y portátiles, disquetes y cintas magnéticas, modificando aleatoriamente la alineación de los dominios magnéticos del medio.
• "Guía para comprender la remanencia de datos en sistemas de información automatizados". www.cerberussystems.com . Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016.
• https://degaussing-101.com/what-is-degaussing/