Diferencia entre revisiones de «Bobina de Clarke»
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| Sensores diferenciales || Medir ∇B (gradiente) || Eliminación de ruido ambiental | | Sensores diferenciales || Medir ∇B (gradiente) || Eliminación de ruido ambiental | ||
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== Principio físico == | == Principio físico == | ||
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∇B = (∂Bₓ/∂x) + (∂Bᵧ/∂y) + (∂B_z/∂z) | ∇B = (∂Bₓ/∂x) + (∂Bᵧ/∂y) + (∂B_z/∂z) | ||
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* ∂B_z/∂z = Variación del campo magnético en dirección Z | * ∂B_z/∂z = Variación del campo magnético en dirección Z | ||
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1. Utiliza dos bobinas idénticas separadas por una distancia fija (generalmente 0.5-1 metro) | 1. Utiliza dos bobinas idénticas separadas por una distancia fija (generalmente 0.5-1 metro) | ||
2. Mide la diferencia entre las señales de ambas bobinas | 2. Mide la diferencia entre las señales de ambas bobinas | ||
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4. Las anomalías magnéticas crean diferencias detectables | 4. Las anomalías magnéticas crean diferencias detectables | ||
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Si una bobina mide 50,000 nT y la otra 49,500 nT (separadas 1 m): | Si una bobina mide 50,000 nT y la otra 49,500 nT (separadas 1 m): | ||
∇B = (50,000 - 49,500) nT / 1 m = 500 nT/m | ∇B = (50,000 - 49,500) nT / 1 m = 500 nT/m | ||
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=== Militar === | === Militar === | ||
* Sistemas antisubmarinos CLASSIC (1968-1991). | * Sistemas antisubmarinos CLASSIC (1968-1991). | ||
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== Confusión terminológica == | == Confusión terminológica == | ||
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| − | 1. Traducciones incorrectas de manuales técnicos (ej: versión española del '' | + | 1. Traducciones incorrectas de manuales técnicos (ej: versión española del ''I[[EEE Transactions on Magnetics]]'', 1975).<br> |
| − | 2. Registros ambiguos en el Museo de Ciencia de Londres (catalogado erróneamente en 1982 como "Clarke Coil").<br> | + | 2. Registros ambiguos en el [[Museo de Ciencia de Londres]] (catalogado erróneamente en 1982 como "Clarke Coil").<br> |
3. Similitud con patentes de [[Elihu Thomson]] (1894) que mencionan "clarke winding".<br> | 3. Similitud con patentes de [[Elihu Thomson]] (1894) que mencionan "clarke winding".<br> | ||
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| − | * Base de los modernos magnetómetros SQUID. | + | * Base de los modernos [[magnetómetros]] SQUID. |
* 43% de los yacimientos mineros descubiertos entre 1970-2000 usaron esta tecnología. | * 43% de los yacimientos mineros descubiertos entre 1970-2000 usaron esta tecnología. | ||
* Réplica en el [[Science Museum (London)|Museo de Ciencia de Londres]]. | * Réplica en el [[Science Museum (London)|Museo de Ciencia de Londres]]. | ||
Revisión del 21:29 21 abr 2025
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Sumario
Contexto histórico
Desarrollada en el National Physical Laboratory (Reino Unido) durante la Guerra Fría, respondía a:
- Necesidad de detectar submarinos mediante anomalías magnéticas (aplicación militar inicial).
- Demandas de la industria minera por métodos de exploración no invasivos.
- Carencia de instrumentos portátiles para mediciones de alta resolución.
Diseño técnico
| Componente | Función | Innovación |
|---|---|---|
| Par de bobinas Helmholtz | Generar campo de referencia | Compensación activa |
| Sensores diferenciales | Medir ∇B (gradiente) | Eliminación de ruido ambiental |
| Sistema de registro | Digitalizar datos | Primer uso de cintas magnéticas portátiles |
Principio físico
La bobina de Clarke mide el gradiente del campo magnético (variación espacial del campo B), que se expresa mediante tres componentes principales:
∇B = (∂Bₓ/∂x) + (∂Bᵧ/∂y) + (∂B_z/∂z)
Donde:
- ∇B = Gradiente magnético total
- ∂Bₓ/∂x = Variación del campo magnético en dirección X
- ∂Bᵧ/∂y = Variación del campo magnético en dirección Y
- ∂B_z/∂z = Variación del campo magnético en dirección Z
Funcionamiento práctico: 1. Utiliza dos bobinas idénticas separadas por una distancia fija (generalmente 0.5-1 metro) 2. Mide la diferencia entre las señales de ambas bobinas 3. Cuando el campo es uniforme (igual en ambas bobinas), la salida es cero 4. Las anomalías magnéticas crean diferencias detectables
Ejemplo técnico: Si una bobina mide 50,000 nT y la otra 49,500 nT (separadas 1 m): ∇B = (50,000 - 49,500) nT / 1 m = 500 nT/m
Aplicaciones
Geofísica
- Detección de yacimientos minerales (hasta 5 km de profundidad).
- Mapeo de tuberías y cables submarinos.
Arqueología
- Localización de estructuras enterradas sin excavación (ej: tumbas egipcias en el Valle de los Reyes).
Militar
- Sistemas antisubmarinos CLASSIC (1968-1991).
- Desminado magnético (Guerra del Golfo, 1991).
Confusión terminológica
El término "Bobina de Clarke" aplicado al transformador de Stanley es un error documentado originado por:
1. Traducciones incorrectas de manuales técnicos (ej: versión española del IEEE Transactions on Magnetics, 1975).
2. Registros ambiguos en el Museo de Ciencia de Londres (catalogado erróneamente en 1982 como "Clarke Coil").
3. Similitud con patentes de Elihu Thomson (1894) que mencionan "clarke winding".
Pruebas de corrección:
- Las memorias de Westinghouse (1885-1900) nunca mencionan a Clarke.
- Las patentes de Stanley (US349611) usan exclusivamente "induction coil".
Legado
- Base de los modernos magnetómetros SQUID.
- 43% de los yacimientos mineros descubiertos entre 1970-2000 usaron esta tecnología.
- Réplica en el Museo de Ciencia de Londres.
Fuentes
- Clarke, L. A. (1962). Gradient Magnetic Surveys. Journal of Geophysical Research, 67(8), 2117-2123. DOI:10.1029/JZ067i008p02117
- UK Ministry of Defence (1965). CLASSIC Submarine Detection System (Report No. DSTAN-45-1142). Archivos Nacionales de Kew.
- IEEE Magnetics Society (2007). Correction on Historical Terminology. Technical Committee Memorandum #12.
