Mayo 2, 2006 (Última revisión: Mayo 7, 2007)
1-QUÉ ES
Un desmagnetizador de cabezales de grabación es un aparato que elimina (o reduce considerablemente) la magnetización residual del cabezal de un aparato de audio o de video.
2-PARA QUÉ SIRVE
El paso de la cinta magnética (de aparatos de audio o video) sobre el cabezal, va magnetizando gradualmente los núcleos. Esta magnetización residual hace que la señal que se desea grabar y luego reproducir, tenga mayor atenuación en las altas frecuencias (desde 2kHz) y mayor ruido en todo el espectro. Se dice que éste es un "cabezal magnetizado". Por lo tanto, un desmagnetizador de cabezales sirve para recuperar la calidad de sonido, perdida debido a la magnetización residual.
Ni la suciedad ni el desgaste de los cabezales son corregidas por los desmagnetizadores. En estos casos, el cabezal debe limpiarse apropiadamente, o reeplazarse.
Debido al desarrollo de sistemas digitales que utilizan registros con medios ópticos y ferroeléctricos (CD, DVD, pendrives, MP3, MP4, etc.), los aparatos con cintas magnéticas tienden a desaparecer. Esto implica que también desaparecerán los desmagnetizadores de cabezales. De hecho, ya es muy difícil encontrarlos a la venta.
Sin embargo, mientras sigan existiendo aparatos con imanes relativamente grandes, en muchos casos seguirá siendo necesario desmagnetizarlos para armarlos, o bien para repararlos, como sucede con los parlantes de bobina móvil. En estos casos, la desmagnetización de un imán se realiza de forma similar a la de un cabezal, pero no para recuperar la calidad de sonido, sino para poder trabajar sin que los imanes se adhieran fuertemente a otros materiales ferromagnéticos, durante el trabajo de armado o desarmado.
3-DE QUÉ ESTÁ HECHO
El desmagnetizador que se muestra aquí, tiene un circuito electrónico que genera un campo magnético desmagnetizante. Los usuarios que querían desmagnetizar el cabezal de su grabador de cassettes (sin ir al servicio técnico), hasta el año 1980 aproximadamente podían adquirir más o menos fácilmente un desmagnetizador comercial construído dentro de una caja de cassette de audio, como el que se ve en la foto a la derecha, abajo (Maxell Electronic Head Demagnetizer HE-44 comprado en 1983 a USD 25 en H. Briones Equipos Eléctricos S.A.C.I., Santiago). En esta foto también se muestra parte del folleto, que explica el efecto de la remanencia en el cabezal sobre la respuesta en frecuencia de la cinta. Además, la foto muestra (a la izquierda, arriba), un imán de alnico magnéticamente adherido a la parte de la cinta de un cassette comercial, donde comienza el depósito del material magnético.
En la parte superior izquierda del interior del desmagnetizador, se ve la pila "botón" (alcalina tipo LR44, o de óxido de plata tipo SR44) que energiza al circuito. En el interior también se observan resistencias, condensadores y transistores. En el centro de la parte inferior, se observa la bobina de desmagnetización envuelta con cinta gris, sobre una pieza celeste. Esta bobina tiene un núcleo en "C", mayor pero similar al del cabezal que se desea desmagnetizar.
El desmagnetizador es introducido en el pasa-cassette "enfermo", como si fuese un cassette normal. Al colocar "REC" o "PLAY", el cabezal oprime la pieza celeste cerrando un interruptor que enciende el circuito. El indicador luminoso de color rojo (en el centro), se enciende cuando el lapso de desmagnetización ha concluído.
4-CÓMO FUNCIONA
Primero hay que saber qué significa que un material ferromagnético esté magnetizado, luego cómo funciona la desmagnetización, y finalmente cómo lo hace el desmagnetizador.
Dentro de la microestructura de los materiales ferromagnéticos, hay regiones con la misma orientación magnética denominadas dominios magnéticos. Cuando el material está desmagnetizado, el conjunto de dominios se encuentra desordenado y en promedio, el material no tiene magnetización remanente. Pero cuando este material se somete a un campo magnético externo, los dominios se orientan, cambiando su tamaño relativo y llegando incluso a girar, produciendo sonido (Barkhaussen noise) y generando calor (disipación por histéresis magnética). Al retirar el campo, no todos los dominios quedan orientados al azar, pues se requiere más energía para poder cambiarlos de posición. Por lo tanto, queda una orientación neta, una magnetización remanente o residual. Se dice que el material está (parcialmente) magnetizado.
En el caso de los núcleos de los cabezales, por el contacto con las partículas magnéticas de las cintas, los dominios se van ordenando poco a poco. La magnetización residual del cabezal es cada vez mayor, a medida que transcurre el tiempo de uso, deteriorándose la calidad de sonido.
Una forma de desmagnetizar totalmente un material ferromagnético sería por medio de la activación térmica: hacer que su temperatura alcance la Temperatura de Curie TC. La temperatura de Curie de un material típico del núcleo de un cabezal está entre 400 y 850°C, por lo tanto, esto no se puede hacer con los cabezales, porque los aparatos tienen piezas plásticas que se fundirían y quemarían.
Lo que se hace para desordenar los dominios a temperatura ambiente, está basado en:
(1) Cuando se aplica un campo magnético, el material magnético se magnetiza todo lo que la energía suministrada por el campo le permita.
(2) Si el campo se retira súbitamente, el material queda con una magnetización un poco menor.
(3) Si se aplica un campo opuesto, no se anula la magnetización, sino que el material se magnetiza con la misma intensidad, pero en sentido opuesto.
Esto significa que la forma de eliminar la magnetización residual consiste en seguir etapas de menor magnetización en forma sucesiva, alternada y decreciente, para que el material progresivamente vaya quedando con menor remanencia en cada ciclo.
Específicamente, lo que hace el desmagnetizador es someter al material a ciclos de histéresis sucesivos, mediante un campo alterno (AC) decreciente donde cada ciclo tiene menor amplitud que el anterior, de modo que la estructura de dominios vaya desordenándose gradualmente, hacia una configuración -en promedio- casi sin remanencia.
En la siguiente fotografía se muestran 3 dibujos esquemáticos. Arriba a la izquierda, está representado el núcleo del cabezal ("head") con la magnetización M, y el núcleo del desmagnetizador, por cuya bobina se hace circular una corriente I(t) variable en el tiempo t, según se muestra en el esquema de abajo a la derecha.
Si la corriente I(t) es oscilatoria decreciente, el campo H(t) que genera (por la Ley de Ampère), es igualmente oscilatorio y decreciente. En el centro de la Figura se muestra esquemáticamente el ciclo de histéresis que recorre la magnetización M(t) del material del núcleo, después de haber sido saturado por el primer pulso del desmagnetizador. Los sucesivos puntos A, B, C, ... indican cómo va reduciéndose la magnetización residual en cada ciclo.
Existe un circuito simple en el que al descargar un condensador, se genera una corriente oscilatoria amortiguada de forma natural: una bobina de autoinductancia L, en serie con un condensador de capacidad C, y un resistor tal que la resistencia total equivalente R haga que el circuito "RLC-serie" esté en "régimen subamortiguado".
Muchos desmagnetizadores-magnetizadores de imanes de parlantes, son grandes circuitos magnéticos de hierro en forma de "C" con el parlante colocado en el gap, donde la energía eléctrica almacenada en grandes condensadores se descarga a través de bobinas, creando el campo magnético necesario para saturar el imán del parlante. Con un solo semiciclo de 50 microsegundo, el imán se magnetiza y el parlante está listo para usarse. En este proceso, un dispositivo evita que la corriente sea oscilatoria. Por otro lado, cuando hay que desarmarlo, ese dispositivo se desconecta y con una serie ciclos alternos amortiguados (dentro de un circuito RLC-serie en régimen subamortiguado), el imán del parlante se desmagnetiza en aproximadamente 2 milisegundo (= 2000 microsegundo).
Los cabezales de pasa-cassettes de audio y video-cassettes VHS, tienen mucho menos de 1 cm3 de material magnético. Por lo tanto, en vez de usar grandes equipos con grandes condensadores y núcleos, se utiliza un circuito electrónico, que produce una corriente AC decreciente, suficiente para desmagnetizar los pequeños cabezales. En particular, para grabadores de cassettes, se utiliza un desmagnetizador como el mostrado al principio, construido dentro de la caja de un cassette.
Según las especificaciones del modelo mostrado antes, la energía de la pila alcanza para más de 500 desmagnetizaciones, la frecuencia de oscilación es 650 Hz (i.e., ciclos de 1.5 ms), desmagnetiza en menos de 1s, y el valor máximo de campo alcanza 220 G (= 22 mT). Esta intensidad es muy baja para un imán permanente, pero es suficiente para un material magnéticamente "blando" como el de los cabezales.
Puede construirse un magnetizador más rudimentario y simple ("eléctrico" y manual, en vez de "electrónico", y automático), con una bobina y núcleo ferromagnético abierto, elegidos para funcionar con un transformador conectado a la red domiciliaria (110 ó 220 Vrms, 50-60 Hz). El gap del núcleo debe colocarse muy cerca del cabezal, y alejarse lentamente. El alejamiento actúa como un campo decreciente.
REFERENCIAS
(1) Ver, por ejemplo, Sci.Electronics.Repair FAQ (Consultado en Feb. 25, 2006) Notes on the Troubleshooting and Repair of Audio Equipment and Other Miscellaneous Stuff
(2) Ver, por ejemplo, zZounds.com (Consultado en Feb. 25, 2006) Tascam E3 Head Demagnetizer