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Compás magnético (I)

Compás magnético (I)
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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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