Los magnetómetros son instrumentos de medición muy precisos que pueden medir no sólo la fuerza de los campos magnéticos creados por materiales magnéticos como los ferromagnéticos, sino también lo suficientemente sensibles para detectar el campo magnético de la propia Tierra y las muy ligeras fluctuaciones del campo que se producen cerca de los lugares donde el suelo está lleno de mineral de hierro.
Además de la fuerza y las fluctuaciones del campo magnético, algunos modelos avanzados también pueden detectar la dirección exacta del campo magnético en el punto probado del espacio. La versatilidad del dispositivo lo hizo muy útil en muchas aplicaciones, permitiendo que se encuentre en todo tipo de sondas espaciales extremadamente costosas, equipos de topografía terrestre, detectores arqueológicos, equipos militares, hasta los magnetómetros altamente miniaturizados que se encuentran en teléfonos móviles y dispositivos informáticos en los bolsillos de miles de millones de personas en todo el mundo.
La historia de los magnetómetros comenzó en la primera mitad del siglo XIX, durante un lapso de décadas en que ingenieros, físicos e inventores de todo el mundo comenzaron a abordar seriamente los nuevos enigmas abiertos con la llegada de la electricidad, el magnetismo y la capacidad de creación de la metalurgia de grano fino necesaria para la creación de dispositivos complicados e intrincados.
La primera representación de un magnetómetro en funcionamiento llegó en 1833, dentro del documento científico escrito por el famoso jefe del Observatorio Geomagnético de Göttingen, Carl Friedrich Gauss. Él propuso el dispositivo que podía detectar y medir la fuerza y orientación exactas del campo magnético de la Tierra comparando la oscilación de la barra de imán que estaba colocada horizontalmente cerca de una fibra de oro.
Los cambios de osculación entre los estados cuando la barra se magnetizó y desmagnetizó se utilizaron para calcular la fuerza del campo magnético de la Tierra. Debido a este descubrimiento de Carl Friedrich Gauss, la comunidad científica internacional adoptó el “gauss” como una unidad estándar de densidad de flujo magnético.
Hoy en día se utilizan determinados tipos de magnetómetros, ampliamente separados en magnetómetros de prospección (destinados a determinar los cambios magnéticos que se introducen con el mineral en el suelo) y magnetómetros de laboratorio.
Los magnetómetros de prospección están mucho más extendidos y se dividen en dos tipos: magnetómetros escalares, que miden la fuerza total del campo magnético que los rodea, y magnetómetros vectoriales, que pueden medir la dirección del flujo del campo magnético que los rodea.
También se fabrican para mostrar mediciones “absolutas” (comparadas con las constantes internas incorporadas en el dispositivo) o “relativas” (que muestran los cambios en comparación con el campo calibrado).
Tipos de magnetómetros
Los magnetómetros de estudio escalar se dividen en los siguientes tipos:
- magnetómetro de procesión de protones (miden la frecuencia de resonancia de los fotones dentro de los campos magnéticos),
- magnetómetro de efecto Overhauser (construido según el principio similar al de los magnetómetros de precesión de protones, pero con la adición de la frecuencia de medición de los radicales libres adicionales),
- magnetómetro de vapor de cesio (mide la vibración del vapor de cesio y los fotones) y magnetómetro de vapor de potasio.
Los magnetómetros vectoriales son el magnetómetro de bobina giratoria, el magnetómetro de efecto Hall, los dispositivos magnetorresistivos, el magnetómetro Fluxgate, el magnetómetro SQUID y los magnetómetros atómicos sin intercambio de espín y sin relajación (también conocidos como magnetómetros SERF).
El uso más común de los magnetómetros son:
- Automatización – Los magnetómetros permiten que los dispositivos mantengan su dirección en el espacio mientras realizan otras acciones. Por ejemplo, equipos de perforación automatizados que necesitan mantener un rumbo preciso durante su trabajo.
- Arqueología – La detección de los campos magnéticos cambiantes puede ser una herramienta muy útil para localizar objetos subterráneos, sitios enterrados y naufragios.
- Exploración de carbón – Los magnetómetros no sólo pueden ayudar en la cartografía de las estructuras del suelo en las profundidades del subsuelo, sino que también pueden localizar amenazas para la minería del carbón, como materiales duros, intrusiones basálticas y más.
- Prospecciones magnéticas, exploración de minerales y petróleo – Hace mucho tiempo que los prospectores han encontrado un gran uso para los magnetómetros que pueden detectar rápidamente anomalías magnéticas que están asociadas con varios minerales y menas subterráneas. Los posibles agujeros de perforación se hacen utilizando datos recogidos por una gran red de magnetómetros.
- Militar – Los magnetómetros pueden detectar el movimiento de objetos metálicos en el agua. Su uso más común hoy en día es la detección de submarinos.
- Exploración espacial – Los magnetómetros se utilizan regularmente en la exploración espacial, especialmente en las sondas que se envían fuera de la órbita de la Tierra y hacia otros cuerpos celestes en nuestro sistema solar.
- Tecnología móvil – Los dispositivos móviles que proporcionan a los usuarios servicios basados en la localización llevan todos en ellos magnetómetros en miniatura que sirven como brújulas.