10.Comparación de materiales
Si
en un blindaje se usa un material magnético en lugar de un buen conductor, se
tendrá un incremento de permeabilidad m y un decremento de la conductividad s.
Esto implicará un incremento de las pérdidas por absorción y un decremento de
las pérdidas por reflexión. Si se tiene un campo magnético de baja
frecuencia, este hecho significa una ventaja debido a que éstos no tienen casi
pérdidas por reflexión. En cambio, en el caso de ondas planas, se tendrá un
decremento de la efectividad del blindaje, al ser el mecanismo de reflexión el
principal. En el caso de campos eléctricos también habrá un descenso de la
efectividad por la misma razón.
La
permeabilidad de estos materiales disminuye con la frecuencia y depende de la
intensidad de campo H y cuando se les mecaniza pueden perder sus propiedades
magnéticas. Por ejemplo, el mumetal consigue sus buenas características magnéticas
gracias a un tratamiento térmico adecuado. Si posteriormente a este tratamiento
se somete al material a vibración, mecanizado o choque mecánico pierde todas
sus propiedades magnéticas de apantallado. Muchos valores de permeabilidad son
valores para corriente continua y al aumentar la frecuencia disminuye este
valor. Usualmente, cuanto mayor es la permeabilidad en corriente continua, mayor
será el decremento de su valor con la frecuencia. Normalmente estos materiales
son adecuados para frecuencias menores a 10 kHz.
Es
necesario evitar la saturación magnética del material magnético y para ello
se debe consultar la curva de imanación de su gráfica de histéresis. En ella,
la inducción magnética B es función de la intensidad de campo magnético H;
[B = f(H)]. Se debe asegurar que la intensidad H no sea tan alta que la inducción
B provoque el estado de saturación en que se satura el material y a partir del
cual la imanación del mismo ya no aumenta más. La máxima permeabilidad y, por
ello, la efectividad máxima del blindaje se mantendrá a un nivel medio de
intensidad de campo de la curva de histéresis de cada material. Tanto a baja
como a alta intensidad de campo H, la permeabilidad es baja y, en consecuencia,
la efectividad del blindaje también es baja.
Para
evitar la saturación se pueden utilizar materiales distintos superpuestos
combinando adecuadamente sus permeabilidades, es decir, situando el material de
baja permeabilidad frente a la fuente de campo y el de alta permeabilidad en el
interior del blindaje donde habrá menor intensidad de campo H. Veamos algunos
ejemplos concretos. En el caso de campos magnéticos de 1 kHz es mejor el hierro
que el cobre, y éste mejor que el aluminio, pero a 100 kHz, aunque el hierro
sigue siendo mejor, la diferencia es muy pequeña. Entre 100 kHz y 1 MHz es
claramente mejor el cobre que el hierro. A 1 kHz el mumetal es más efectivo que
el hierro, pero a 10 kHz el hierro es más efectivo que el mumetal. A 100 kHz
tanto el hierro, como el cobre y el aluminio son mejores que el mumetal. En todo
el espectro de frecuencias mencionado, el cobre es mejor que el aluminio. Estas
comparaciones están hechas teniendo en cuenta que se trata de un campo cercano
y que el blindaje en todos los casos tiene un espesor que varia entre 0,08 y 1,5
mm.
En
resumen, un material magnético (p alta) tiene una mayor efectividad de
apantallado magnético a bajas frecuencias en comparación con los buenos
conductores como el cobre. A altas frecuencias, estos últimos son los que
tienen mayor efectividad de apantallado magnético, aumentando su efectividad al
aumentar la frecuencia.