Continuando con los sensores de navegación que vimos hace poco, hoy hablaremos sobre el compás magnético. Todo el mundo conoce lo que es un compás, y sabe que se emplean para medir la orientación. Hablemos un poco de su historia y funcionamiento.
Los compases son magnetómetros, es decir, sensores de medida de campo magnético, por lo que podemos utilizarlos para medir el campo magnético de la Tierra.
Es de sobra conocido que el campo magnético terrestre hace que una barra imanada se sitúe paralela con respecto a sus líneas de fuerza. Esto se ha utilizado a lo largo de los años para construir brújulas. Un sistema formado por una aguja imanada y un soporte vertical que le permite girar libremente y apuntar al Norte. Podríamos colocar la brújula en un plano horizontal y determinar las orientaciones en dicho plano sobre una escala graduada.
Los primeros compases se construyeron con una aguja magnetizada que flotaba sobre el agua. Hoy día, los compases han evolucionado mucho y utilizan diversos mecanismos como anillos magnéticos, o pares de barras, sujetos a un disco de mica (mineral de fácil exfoliación en láminas delgadas). Este conjunto se hace flotar en un líquido formado por agua y alcohol. En la navegación marítima, para poder desacoplar el movimiento del barco, es frecuente suspender el compás de un mecanismo con dos grados de libertad de rotación (conocido como gimbal).
No obstante, os preguntaréis cómo es posible eliminar las perturbaciones del campo magnético terrestre, debidas a materiales metálicos que generan una desviación en la medida de la orientación. La solución pasa por utilizar esferas de hierro con imanes permanentes ajustables en la base. Gracias a ellos, se compensan las desviaciones de las líneas de flujo geomagnéticas.
Existe un tipo de compases denominados magnetómetros de núcleo saturable, que gozan de gran popularidad hoy día. La razón es debida a su precio y reducidas dimensiones. Se basan en la saturación magnética del núcleo de un material altamente permeable, empleando para ello una corriente alterna. Cuando este material se introduce en un campo magnético uniforme, las líneas de fuerza se dirigen por el camino de menor resistencia. Sin embargo, si el material está saturado por un efecto magnetizador suplementario, las líneas de flujo del campo externo no se modifican. El magnetómetro hace uso de este efecto de saturación para medir la intensidad del campo magnético de los alrededores.
Hasta aquí la primera entrega de este artículo, en la siguiente hablaremos sobre otros tipos de magnetómetros como los magnetoinductivos o los basados en el efecto Hall.
Vía | Robótica, Manipuladores y robots móviles. Aníbal Ollero Baturone. Catedrático de Ingeniería de Sistemas y Automática de la Universidad de Sevilla.
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Comentarios
Interesante el artículo, dan ganas de profundizar más en el tema del por qué funcionan como funcionan y no quedarse en el simple... 'esq es una aguja imantada' jeje.
No olvides, si no es mucho pedir, hacer una entrega explicando el funcionamiento de la brújula de Jack Sparrow ;-)
Un saludo
cuando se resume un libro, se suele comentar la fuente. Pagina 186
si quieres profundizar lee este libro
http://books.google.es/books?id=TtMfuy6FNCcC&pg=PA187&lpg=PA187&dq=magnet%C3%B3metros+de+n%C3%BAcleo+saturable&source=bl&ots=3-P_I1s5cM&sig=Z0wCJa5cTXmJdJ4BL8KgMJoe2rY&hl=es&ei=6kBaTfP8DIezhAfX0ui7DQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3&ved=0CCsQ6AEwAg#v=onepage&q=magnet%C3%B3metros%20de%20n%C3%BAcleo%20saturable&f=false
muy buena fuente, sí señor.
Muy interesante, aunque creo que lo de "todo el mundo sabe lo que es un compás", a mi precisamente no se me vino a la cabeza un compás para medir la orientación, si no el cacharrito que usabamos en el colegio para hacer círculos. Con respecto al resto, yo soy teleco y no he tenido problemas en entenderlo, pero creo que es algo denso para gente que no tenga idea del tema del campo magnético, etc.
Saludos, espero que la crítica no la tomes a mal.
estoy contigo, un compás es para el pueblo llano un instrumento para dibujar círculos. al compás magnético se le suele llamar brújula en otros campos fuera de la navegación. de todas formas, también ayuda que en otros idiomas esta palabra sirva para describir a los dos elementos, por ejemplo en inglés que se usa compass.
ya estoy esperando la segunda entrega, con los sensores de efecto Hall, muy extendidos y usados hoy en día.
-- editado por última vez a las 11:43
Lo mismo pensé cuando leí el título "¿un compás magnético? ¿ahora la gente no quiere usar su mano para usar un compás?" jajaja
Realmente en castellano nunca habia oído llamar compas magnético a lo que se llama brujula. Seguramente sea un anglicismo a partir de "compass" que provoca veces confusión. Me parece un poco rebuscado usar "compás magnético" en lugar de la palabra adecuada que sería brújula.
"El norte magnético se desplaza paulatinamente, por lo que su posición marcada para un año es sólo un promedio. Actualmente se desplaza unos cien metros diarios (40 km/año). Además, el campo magnético crece y decrece en intensidad a lo largo de los años y, periódicamente, se invierte la polaridad, en ciclos de miles de años".
Una cosa importante que supongo que muchos saben pero puede que otros no es que una brújula no funciona cerca de los polos. Uno no puede ir andando siguiendo la brújula y justo en un punto esta va y da la vuelta xD. El flujo de campo magnético se distribuye por una superficie bastante grande, y por tanto dentro de dicha superficie el campo magnético es muy débil.
Uno en ese momento pensará, ¿y cómo se orientan los aviones que pasan por los polos o los objetos que vuelen por el espacio muy lejos de la superficie terrestre? Pues usando un hermoso aparato llamado giroscopio. Un giroscopio no es más que un disco girando, que por una serie de leyes físicas genera una fuerza que tiende a evitar que se gire de la dirección inicial. Las razones de por qué pasa esto son complejas y se merecerían un topic aparte (ejem redactores!jaja).
La gracia está en que siempre apunta a la misma dirección sin depender de elementos externos como el campo magnético terrestre.
-- editado por última vez a las 18:06
En realidad las perturbaciones del campo magnético terrestre se corrigen no solo con las esferas ( que son de hierro y que se ocupan de corregir únicamente un tipo de perturbación) sino con una serie de barras imantadas colocadas a distintas alturas en la bitácora (sí de ahí viene el cuaderno de bitácora y todo eso). En cuanto al desfase del polo magnético y el geográfico se puede corregir con una simple resta teniendo en cuenta los valores que se indican en las cartas (mapas) para el año en curso. Por último creo que el término gimbal es de escaso uso en castellano, siendo más extendido el uso de suspensión cardán.
Cuando se usan Anglicismos, se confunde. BRÚJULA. En latinoamérica se considera normal e incluso MEJOR perder vocabulario castellano por palabras adapatadas del inglés o incluso inglesas directamente (El clutch, los shorts, el mall, el pickup, ok, magneto, etc.) Sin embargo, llamo a intentar utilizar las palabras que en castellano se han aprendido y a veces olvidad y recuperarlas. Para mí, un compás sirve para trazar curvas... Saludos
Otra cosa, hace poco el presidente de American Airlines (y en línea con lo comentado por "nake90") comentaba en una entrevista que la exploración de rutas por el polo norte contribuyó de gran manera a ahorrar tiempo y combustible (no siempre se usan por cuesitón de corrientes de chorro, pero esto es otro tema) y mencionaba cómo nunca pasan a menos de 30 millas del polo norte para evitar problemas con el piloto automático que aún utiliza la brújula como elemento fundamental en la orientación, pese a que el GPS ya evita este problema, ya que muchos modelos de aviones ""antiguos"" no basan la orientación en GPS ya que antes no era algo disponible o fiable. Si se pasase por el mero polo norte, se podría tener una seria perturbación con cambios bruscos de dirección que podrían dañar los sistemas eléctricos e incluso las superficies de la aeronave.
Curioso no?
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