Desmagnetização - Degaussing

Desmagnetização é o processo de diminuir ou eliminar um campo magnético remanescente . Tem o nome de gauss , uma unidade de magnetismo , que por sua vez recebeu o nome de Carl Friedrich Gauss . Devido à histerese magnética , geralmente não é possível reduzir um campo magnético completamente a zero, portanto, a desmagnetização geralmente induz um campo "conhecido" muito pequeno denominado polarização. A desmagnetização foi originalmente aplicada para reduzir as assinaturas magnéticas dos navios durante a Segunda Guerra Mundial . A desmagnetização também é usada para reduzir os campos magnéticos em monitores de tubo de raios catódicos e para destruir dados mantidos no armazenamento magnético .

Cascos de navios

RMS Queen Mary chegando ao porto de Nova York, em 20 de junho de 1945, com milhares de soldados americanos - observe a proeminente bobina de desmagnetização em torno do casco externo
Painel de controle do dispositivo MES ( "Magnetischer Eigenschutz" Alemão: Autoproteção magnética ) em um submarino alemão

O termo foi usado pela primeira vez pelo então comandante Charles F. Goodeve , Royal Canadian Naval Volunteer Reserve , durante a Segunda Guerra Mundial, enquanto tentava conter as minas navais magnéticas alemãs que estavam causando estragos na frota britânica . As minas detectaram o aumento do campo magnético quando o aço de uma nave concentrou o campo magnético terrestre sobre ela. Cientistas do Almirantado, incluindo Goodeve, desenvolveram vários sistemas para induzir um pequeno campo "N-pólo para cima" na nave para compensar esse efeito, o que significa que o campo líquido era o mesmo que o fundo. Como os alemães usavam o gauss como a unidade de força do campo magnético nos gatilhos de suas minas (ainda não uma medida padrão), Goodeve se referiu aos vários processos para conter as minas como "desmagnetização". O termo se tornou uma palavra comum.

O método original de desmagnetização era instalar bobinas eletromagnéticas nos navios, conhecido como bobinamento. Além de ser capaz de polarizar o navio continuamente, o enrolamento também permitiu que o campo de polarização fosse revertido no hemisfério sul, onde as minas foram instaladas para detectar campos de "pólo S para baixo". Os navios britânicos, principalmente cruzadores e navios de guerra , estavam bem protegidos por volta de 1943.

Instalar esse equipamento especial era, no entanto, muito caro e difícil de atender a todos os navios que dele precisavam, de modo que a marinha desenvolveu uma alternativa chamada limpeza, que Goodeve também idealizou, e que agora também é chamada de deperming . Este procedimento arrastou um grande cabo elétrico ao longo da lateral do navio com um pulso de cerca de 2.000 amperes fluindo por ele. Isso induziu o campo adequado ao navio na forma de um leve viés. Originalmente, pensava-se que o barulho do mar e os motores do navio iriam aos poucos randomizar esse campo, mas em testes, descobriu-se que isso não era um problema real. Um problema mais sério foi percebido mais tarde: conforme uma nave viaja pelo campo magnético da Terra, ela vai pegando lentamente esse campo, neutralizando os efeitos da desmagnetização. A partir de então, os capitães foram instruídos a mudar de direção o mais rápido possível para evitar esse problema. No entanto, o preconceito acabou eventualmente, e os navios tiveram que ser desmagnetizados de acordo com uma programação. Navios menores continuaram a usar a limpeza durante a guerra.

Para ajudar na evacuação de Dunquerque , os britânicos "varreram" 400 navios em quatro dias.

Durante a Segunda Guerra Mundial, a Marinha dos Estados Unidos comissionou uma classe especializada de navios desmagnetizadores capazes de desempenhar essa função. Um deles, o USS Deperm (ADG-10) , recebeu o nome do procedimento.

Depois da guerra, as capacidades dos detonadores magnéticos melhoraram muito, detectando não o campo em si, mas mudanças nele. Isso significava que um navio desmagnetizado com um "ponto quente" magnético ainda detonaria na mina. Além disso, a orientação precisa do campo também foi medida, algo que um campo de polarização simples não poderia remover, pelo menos para todos os pontos do navio. Uma série de bobinas cada vez mais complexas foi introduzida para compensar esses efeitos, com sistemas modernos incluindo nada menos que três conjuntos separados de bobinas para reduzir o campo em todos os eixos.

Supercondutividade de alta temperatura

A Marinha dos Estados Unidos testou, em abril de 2009, um protótipo de seu Sistema de Bobina de Desmagnetização Supercondutora de Alta Temperatura , denominado "Desmagnetização HTS". O sistema funciona circundando a embarcação com cabos supercondutores de cerâmica, cujo objetivo é neutralizar a assinatura magnética da embarcação, como nos sistemas de cobre legados. A principal vantagem do sistema de bobina de desmagnetização HTS é o peso muito reduzido (às vezes em até 80%) e o aumento da eficiência.

Um navio ou submarino com casco de metal no mar, por sua própria natureza, desenvolve uma assinatura magnética enquanto viaja, devido a uma interação magneto-mecânica com o campo magnético da Terra. Ele também detecta a orientação magnética do campo magnético da Terra onde é construído. Esta assinatura pode ser explorada por minas magnéticas ou facilitar a detecção de um submarino por navios ou aeronaves com equipamentos de detecção de anomalias magnéticas (MAD) . As marinhas usam o procedimento deperming, em conjunto com a desmagnetização, como uma contramedida contra isso.

Especializados instalações deperming, como a Marinha dos Estados Unidos da Estação de Lambert Ponto Deperming na Estação Naval de Norfolk , ou Pacific Fleet Submarine Drive-In Facility Silenciando magnética (MSF) na Base Conjunta Pearl Harbor-Hickam , são usados para realizar o procedimento. Durante um tratamento magnético de invólucro fechado, cabos de cobre de calibre pesado circundam o casco e a superestrutura da embarcação, e altas correntes elétricas (até 4000 amperes ) são pulsadas através dos cabos. Isso tem o efeito de "redefinir" a assinatura magnética da nave para o nível ambiente depois de iluminar seu casco com eletricidade. Também é possível atribuir uma assinatura específica que seja mais adequada para a área específica do mundo em que o navio irá operar. Em instalações de silenciamento magnético drive-in, todos os cabos são pendurados acima, abaixo e nas laterais ou escondidos dentro dos elementos estruturais das instalações. Deperming é "permanente". Isso é feito apenas uma vez, a menos que grandes reparos ou modificações estruturais sejam feitos no navio.

Primeiros experimentos

Com a introdução dos navios de ferro , notou-se o efeito negativo do casco metálico nas bússolas de direção . Também foi observado que os relâmpagos tiveram um efeito significativo no desvio da bússola, identificado em alguns casos extremos como sendo causado pela reversão da assinatura magnética do navio. Em 1866, Evan Hopkins, de Londres, registrou uma patente para um processo "para despolarizar vasos de ferro e deixá-los livres de qualquer influência perturbadora da bússola". A técnica foi descrita da seguinte forma: "Para isso, ele empregou uma série de baterias e eletroímãs de Grove . Os últimos deviam ser passados ​​ao longo das placas até que o fim desejado fosse obtido ... o processo não deve ser exagerado por medo de novo -polarização na direção oposta. " A invenção foi, no entanto, relatada como "incapaz de ser levada a uma edição bem-sucedida" e "morreu rapidamente de morte natural".

Tubos de raios catódicos coloridos

Os monitores CRT coloridos , a tecnologia subjacente aos monitores de televisão e computador até recentemente, usam desmagnetização. Muitos monitores CRT usam uma placa de metal perto da frente do tubo para garantir que cada feixe de elétrons atinja o fósforo correspondente da cor correta. Se esta placa ficar magnetizada (por exemplo, se alguém varrer um ímã na tela ou colocar alto-falantes por perto), ela provoca uma deflexão indesejada nos feixes de elétrons e a imagem exibida fica distorcida e descolorida.

Para minimizar isso, os CRTs têm uma bobina de cobre, ou geralmente no caso de eletrodomésticos mais baratos, de alumínio enrolada na parte frontal da tela, conhecida como bobina de desmagnetização. Monitores sem bobina interna podem ser desmagnetizados usando uma versão portátil externa. As bobinas de desmagnetização internas em CRTs são geralmente muito mais fracas do que as bobinas de desmagnetização externas, uma vez que uma bobina de desmagnetização melhor ocupa mais espaço. Uma desmagnetização faz com que um campo magnético dentro do tubo oscile rapidamente, com amplitude decrescente . Isso deixa a máscara de sombra com um campo pequeno e um tanto aleatório, removendo a descoloração.

Uma desmagnetização em andamento

Muitos televisores e monitores desmagnetizam automaticamente seu tubo de imagem quando ligados, antes que uma imagem seja exibida. O surto de alta corrente que ocorre durante esta desmagnetização automática é a causa de um "thunk" audível, um zumbido alto ou alguns ruídos de clique, que podem ser ouvidos (e sentidos) quando televisores e monitores de computador CRT são ligados, devido ao capacitores descarregando e injetando corrente na bobina. Visualmente, isso faz com que a imagem trema dramaticamente por um curto período de tempo. Uma opção de desmagnetização também está geralmente disponível para seleção manual no menu de operações em tais aparelhos.

Na maioria dos equipamentos comerciais, o pico de corrente para a bobina de desmagnetização é regulado por um dispositivo termistor de coeficiente de temperatura positivo simples (PTC) , que inicialmente tem uma resistência baixa, mas muda rapidamente para uma resistência alta devido ao efeito de aquecimento do fluxo de corrente. Esses dispositivos são projetados para uma transição única de frio para quente na inicialização; "experimentar" o efeito de desmagnetização, ligando e desligando repetidamente o dispositivo, pode fazer com que este componente falhe. O efeito também será mais fraco, já que o PTC não terá tido tempo de esfriar.

Mídia de armazenamento de dados magnéticos

Os dados são armazenados na mídia magnética , como discos rígidos , disquetes e fita magnética , fazendo com que áreas muito pequenas chamadas domínios magnéticos mudem seu alinhamento magnético para estar na direção de um campo magnético aplicado. Este fenômeno ocorre quase da mesma forma que a agulha de uma bússola aponta na direção do campo magnético da Terra. A desmagnetização, comumente chamada de eliminação, deixa os domínios em padrões aleatórios sem preferência por orientação, tornando assim os dados anteriores irrecuperáveis. Existem alguns domínios cujo alinhamento magnético não é aleatório após a desmagnetização. As informações que esses domínios representam são comumente chamadas de remanência magnética ou magnetização remanescente . A desmagnetização adequada garantirá que haja remanência magnética insuficiente para reconstruir os dados.

O apagamento via desmagnetização pode ser realizado de duas maneiras: no apagamento AC , o meio é desmagnetizado pela aplicação de um campo alternado que é reduzido em amplitude ao longo do tempo a partir de um valor inicial alto (isto é, alimentado por AC); no apagamento DC , o meio é saturado pela aplicação de um campo unidirecional (ou seja, alimentado por DC ou empregando um ímã permanente ). Um desmagnetizador é um dispositivo que pode gerar um campo magnético para desmagnetizar mídia de armazenamento magnético. O campo magnético necessário para desmagnetizar a mídia de armazenamento de dados magnéticos é um campo poderoso que os ímãs normais não podem alcançar e manter facilmente.

Danos irreversíveis a alguns tipos de mídia

Muitas formas de mídia de armazenamento magnético genérico podem ser reutilizadas após a desmagnetização, incluindo fita de áudio bobina a bobina , videocassetes VHS e disquetes . Esses tipos de mídia mais antigos são simplesmente uma mídia bruta que é substituída por novos padrões, criados por cabeçotes de leitura / gravação de alinhamento fixo.

Para certas formas de armazenamento de dados de computador, no entanto, como unidades de disco rígido modernas e algumas unidades de fita , a desmagnetização torna a mídia magnética completamente inutilizável e danifica o sistema de armazenamento. Isso se deve ao fato de os dispositivos possuírem um mecanismo de posicionamento do cabeçote de leitura / gravação infinitamente variável que depende de dados de controle servo especiais (por exemplo, Gray Code ) que devem ser gravados permanentemente na mídia magnética. Esses dados do servo são gravados na mídia uma única vez na fábrica usando um hardware de gravação de servo de propósito especial.

Os padrões de servo normalmente nunca são sobrescritos pelo dispositivo por qualquer motivo e são usados ​​para posicionar precisamente as cabeças de leitura / gravação sobre trilhas de dados na mídia, para compensar movimentos repentinos do dispositivo, expansão térmica ou mudanças na orientação. A desmagnetização remove indiscriminadamente não apenas os dados armazenados, mas também os dados de controle do servo, e sem os dados do servo o dispositivo não é mais capaz de determinar onde os dados devem ser lidos ou gravados no meio magnético. Os dados do servo devem ser reescritos para se tornarem utilizáveis ​​novamente; com discos rígidos modernos, isso geralmente não é possível sem equipamentos de serviço específicos do fabricante e muitas vezes específicos do modelo.

Tipos de desmagnetizadores

Os desmagnetizadores variam em tamanho, desde pequenos usados ​​em escritórios para apagar dispositivos de armazenamento de dados magnéticos a desmagnetizadores de tamanho industrial para uso em tubulações, navios, submarinos e outros itens de grande porte, equipamentos e veículos. A classificação e categorização dos desmagnetizadores dependem da força do campo magnético que o desmagnetizador gera, o método de geração de um campo magnético no desmagnetizador, o tipo de operações para as quais o desmagnetizador é adequado, a taxa de trabalho do desmagnetizador com base em se é um alto desmagnetizador de volume ou um desmagnetizador de baixo volume e mobilidade do desmagnetizador, entre outros. A partir desses critérios de classificação e categorização, existem, portanto, desmagnetizadores eletromagnéticos, desmagnetizadores de ímã permanente como os principais tipos de desmagnetizadores.

Desmagnetizadores eletromagnéticos

Um desmagnetizador eletromagnético passa uma carga elétrica através de uma bobina de desmagnetização para gerar um campo magnético. Os subtipos de desmagnetizadores eletromagnéticos são vários, como desmagnetizadores de bobina rotativa e desmagnetização de pulso, uma vez que as tecnologias usadas nos desmagnetizadores são frequentemente desenvolvidas e patenteadas pelas respectivas empresas de manufatura, como Verity Systems e Maurer Magnetic, entre outras, para que o desmagnetizador seja adequado para o uso pretendido. Desmagnetizadores eletromagnéticos geram campos magnéticos fortes e têm uma alta taxa de trabalho.

Desmagnetizador de bobina rotativa

O desempenho de uma máquina de desmagnetização é o principal determinante da eficácia da mídia de armazenamento de dados magnéticos de desmagnetização. A eficácia não melhora quando a mídia passa pelo mesmo campo magnético de desmagnetização mais de uma vez. Girar a mídia em 90 graus melhora a eficácia da desmagnetização da mídia. Um fabricante de desmagnetizadores de mídia magnética, a Verity Systems, usou esse princípio em uma técnica de bobina rotativa que desenvolveram. Seu desmagnetizador de bobina rotativa passa a mídia de armazenamento de dados magnéticos sendo apagados por um campo magnético gerado usando duas bobinas na máquina de desmagnetização com a mídia em uma correia transportadora de velocidade variável. As duas bobinas que geram um campo magnético estão girando; com uma bobina posicionada acima da mídia e a outra bobina posicionada abaixo da mídia.

Pulse Degaussing

A tecnologia de desmagnetização por pulso envolve a aplicação cíclica de corrente elétrica por uma fração de segundo na bobina que está sendo usada para gerar um campo magnético no desmagnetizador. O processo começa com a tensão máxima aplicada e mantida por apenas uma fração de segundo para evitar o superaquecimento da bobina e, em seguida, as tensões aplicadas nos segundos subsequentes são reduzidas em sequência em diferenças variáveis ​​até que nenhuma corrente seja aplicada à bobina. A desmagnetização por pulso economiza custos de energia, produz alta intensidade de campo magnético, é adequada para desmagnetização de grandes conjuntos e é confiável devido à realização da desmagnetização sem erro.

Desmagnetizador de ímã permanente

Os desmagnetizadores de ímã permanente usam ímãs feitos com materiais de terras raras. Eles não requerem eletricidade para seu funcionamento. Os desmagnetizadores de ímã permanente requerem proteção adequada do campo magnético que eles precisam constantemente para evitar a desmagnetização não intencional. A necessidade de blindagem geralmente resulta em desmagnetizadores de ímã permanente volumosos. Quando pequenos, desmagnetizadores de ímã permanente são adequados para uso como desmagnetizadores móveis.

Veja também

Referências

links externos