¿Cómo funcionan los detectores de metales? – Circuitos, bobinas y mucho mas sobre estos aparatos.

como funciona un detector de metales

¿Alguna vez te has preguntado cómo funcionan los detectores de metales? En este artículo, descubre cómo estas máquinas encuentran monedas valiosas, protegen a los soldados y hacen más seguros nuestros aeropuertos (sin una ecuación matemática a la vista).

Hay algo maravilloso en la perspectiva de encontrar un tesoro enterrado. Tiene un atractivo innato, que es probablemente la razón por la que la detección de metales se ha convertido en un hobby tan popular. Si tú eres uno de los millones de personas que usan detectores de metales para descubrir monedas ocultas y otras reliquias potencialmente valiosas, ¡tú sabes exactamente lo que quiero decir!

Por supuesto, los detectores de metales cuestan sólo por diversión. La tecnología tiene una variedad de aplicaciones, incluyendo la detección de minas en zonas de guerra y la prevención de personas que traen objetos peligrosos a los aviones .

A pesar de haber existido durante mucho tiempo, los detalles de cómo los detectores de metales encuentran el metal es algo misterioso para muchas personas. En realidad es relativamente simple, y todo comienza con el principio del electromagnetismo.

 

Los fundamentos (rápidos) del electromagnetismo

Bobinas de detectores de metales

Prometí que esta sería una guía en sencilla y completa sobre los detectores de metales, pero es importante entender un poco sobre la física de por qué funcionan estas máquinas.

El electromagnetismo suena intimidante, pero es sólo la combinación de electricidad y magnetismo .

Dependemos de la electricidad para casi todas las actividades de nuestros días. Ya sea que estemos navegando en la red, viendo TV, usando un secador de pelo o cocinando comida, todos sabemos lo importante que es la electricidad para la vida moderna.

Lo que algunas personas no se dan cuenta es que también dependemos del magnetismo, sólo que de una manera menos obvia. Para crear electricidad, un generador hace girar un tambor de alambre de cobre a través de un campo magnético. Esto genera electricidad dentro del alambre – el campo magnético ha creado electricidad. La relación también funciona a la inversa, que es como funcionan los motores eléctricos.

Para decirlo de otra manera, la electricidad puede crear magnetismo, y el magnetismo puede hacer electricidad.

Exactamente cómo funciona un generador está fuera del alcance de este artículo (aquí tienes una guía útil si quieres saber más). Pero lo más importante que hay que recordar es que el magnetismo y la electricidad están vinculados. Siempre que tengas uno, también encontrarás el otro .

Y, si tú siempre encuentras dos cosas juntas, tiene sentido hablar de ellas como si fueran una sola. De ahí el nombre “electromagnetismo”.

Hay un concepto más que es importante comprender. Un campo magnético cambiante causa un campo eléctrico cambiante . Lo mismo ocurre con la electricidad: un campo eléctrico cambiante genera un campo magnético cambiante . Esta es la versión corta de una de las famosas ecuaciones de Maxwell.

Lo más importante para este artículo, es que también explica por qué funcionan los detectores de metales.

Cómo un detector de VLF utiliza el electromagnetismo

Así que sabemos que los campos magnéticos generan campos eléctricos, y que lo contrario también es cierto. También sabemos que los campos eléctricos y magnéticos cambiantes crean campos cambiantes del otro tipo.

¿Cómo se aplica esto a los detectores de metales?

Hay diferentes tipos de detectores de metales, por lo que todos funcionan de la misma manera. Nosotros empezamos con uno de los detectores más comunes, conocido como de muy baja frecuencia (VLF) .

detector de metales en el suelo

Estos tipos de detectores contienen dos bobinas: una bobina transmisora y una bobina receptora .

Como su nombre indica, la bobina transmisora “transmite” un campo magnético alrededor del detector. Esto se logra conectando una batería que pasa una corriente eléctrica alterna a través de la bobina (recuerde, la electricidad genera campos magnéticos). La “frecuencia de funcionamiento” de un detector moderno es la frecuencia con la que se alterna la dirección de la corriente.

Lo bueno de los campos magnéticos es que son afectados por el suelo o la suciedad, por lo que pasan a través de ellos. Si el detector está lo suficientemente cerca de un objeto metálico, el campo magnético que cambia constantemente actúa sobre los átomos dentro del metal, lo que hace que los electrones se muevan . Esto efectivamente a crea un campo eléctrico cambiante, que establece un campo magnético cambiante alrededor del metal .

En otras palabras, el acto de mover un detector de metales cerca de un metal causa un nuevo campo magnético que rodea al metal.

Aquí es donde la bobina receptora es útil. A medida que la bobina receptora se mueve a través del nuevo campo magnético que rodea al metal, se genera una corriente eléctrica en la bobina. La bobina se conecta a un altavoz, lo que produce un pitido o un clic.

Desde el punto de vista técnico, el cable del receptor debe estar dispuesto de tal manera que se vea afectado por el campo magnético de la bobina transmisora. Si no se hace así, cualquier señal del metal se vería inundada por la corriente de la bobina transmisora más grande y más cercana. Si quiere saber más sobre el funcionamiento del circuito, hay muchos esquemas en línea.

Una ventaja clara es que cuanto más cerca estás del metal, más fuerte es el campo magnético y por lo tanto mayor es la corriente eléctrica. Por eso un pitido es más fuerte cuando estás cerca de un objeto.

Cómo un VLF detecta diferentes tipos de metal

Los detectores de metales VLF pueden hacer una suposición educada sobre qué metal ha sido detectado (aluminio, oro, hierro). Pero, ¿cómo lo logran?

La capacidad de distinguir diferentes metales se debe a un principio llamado de desplazamiento de fase .

Sin entrar en detalles, la frecuencia de la bobina transmisora es diferente a la detectada por la bobina receptora. Esto se debe a que cada tipo de metal tiene una resistencia eléctrica diferente, lo que afecta a la facilidad con que la electricidad fluye a través de él.

Conociendo la resistencia de cada material, y por lo tanto el cambio de fase, el detector puede decir qué tipo de metal está bajo tierra. Esto se llama discriminación en la detección de metales.

Como beneficio adicional, muchos detectores de VLF también permiten filtrar los metales que no quieres encontrar. Esto se logra usando un mando para establecer un cierto umbral de cambio de fase. Si desea detectar un rango específico, algunos detectores VLF le permitirán crear muescas (o rangos de desplazamiento de fase), o incluso múltiples muescas.

Otros componentes

Como puedes ver con sólo mirarlos, los modernos detectores de metales son mucho más que dos bobinas de cable y una batería. Otras características importantes incluyen:

  • Unidad de control – Aquí es donde la mayoría de las cosas importantes se almacenan. La unidad de control contiene la batería, los altavoces, el procesador digital y los controles que pueda tener el detector.
  • Eje – Para que la detección de metales sea más cómoda, los modelos de consumo tienen un eje largo para que puedas estar de pie. La mayoría de los ejes son ajustables.
  • Cabeza de búsqueda – La cabeza de búsqueda contiene las bobinas (o una sola bobina según el tipo). Suele tener forma ovalada y a veces se conoce como antena, bucle o bobina de búsqueda.
  • Estabilizador – El estabilizador se fija en la parte superior del dispositivo y ayuda a mantenerlo estable mientras barres la antena en el suelo. No se encuentra en todos los modelos, pero puede facilitar la búsqueda con un movimiento controlado.

Aparte de estos componentes, la mayoría de los detectores de metales tienen una toma de auriculares y un panel de visualización.

¿Quién inventó el detector de metales?

Se podría argumentar que los orígenes del detector de metales se remontan a James Maxwell, quien descubrió las ecuaciones que son esenciales para su funcionamiento. Fue hasta finales del siglo XIX que los científicos comenzaron a utilizar estas importantes teorías para crear máquinas para detectar metales. El primer modelo “de mano” fue inventado por un francés llamado Gustave Trouve en 1874, mientras que Alexander Graham Bell inventó una máquina para detectar una bala alojada en el presidente James Garfield unos años más tarde.

Pero fue en hasta los años 20 que el desarrollo de los detectores de metales comenzó a tomar ritmo. La primera patente de un detector de metales fue concedida a Gerhard Fischer en 1925, aunque fue mejorada por una variedad de inventores a lo largo de los años. El teniente Jozef Stanislaw Kosacki, por ejemplo, perfeccionó el diseño hasta convertirlo en una máquina más práctica, aunque considerablemente más pesada que las máquinas modernas. Hoy en día, los modelos superiores tienen características como un diseño computarizado y tecnología de circuitos integrados para permitir al usuario ajustar sus parámetros de detección.

¿Existen diferentes tipos?

Hay diferentes tipos de detectores de metales, y uno de los más importantes para la detección de hobbies es el detector de inducción de pulso (PI) .

A diferencia de los detectores de VLF, éstos suelen tener una sola bobina que actúa como transmisor y receptor. Pulsos cortos de corriente pasan a través del único cable, lo que crea un campo magnético. Una vez que el pulso se conmuta, el campo colapsa, lo que causa un pico de electricidad, resultando en otra corriente de corta duración.

Si el detector está cerca de un elemento metálico, el circuito de muestreo del detector recoge el campo magnético opuesto. Puede detectar el metal a medida que el segundo pulso (llamado el pulso reflejado ) tarda más en desaparecer.

Mientras que la tecnología de inducción de pulso proporciona una mayor profundidad y una sensibilidad decente para el oro, hay algunos inconvenientes.

La mayoría de los detectores de PI son adecuados para su uso en zonas urbanas, ya que pueden identificar o ignorar la “basura” de hierro. Esto se debe a que tienen poca discriminación en comparación con el VLF. Sin embargo, son mejores para la caza en zonas rurales, y pueden proporcionar una búsqueda más profunda. También son excelentes para las playas y otros ambientes que contienen material altamente conductivo.

También hay oscilador de frecuencia de latidos (BFO) detectores de metales . Estos son los más baratos y menos complejos. Son tan precisos como los detectores VLF o PI, y proporcionan la misma cantidad de control.

Aparte de los detectores PI, BFO y VLF, hay una variedad de otros para diferentes industrias. Muchos detectores industriales, por ejemplo, tienen un diseño de tres bobinas. Esta configuración permite que los instrumentos detecten diminutas piezas de metal.

¿Qué tan profundo pueden ser los objetos?

Esta es una pregunta difícil de responder. En general, la profundidad máxima es de unos 20-30cm . Sin embargo, la profundidad máxima de un detector puede variar dependiendo de varios factores:

  • Tipo y tamaño del objeto – Cuanto más grande es el objeto, mayor es el campo magnético y más profundo puede ser detectado. Los metales que crean campos magnéticos más fuertes (como el hierro) también son más fáciles de detectar.
  • Tipo de detector – Diferentes tipos de detector pueden detectar metales a diferentes profundidades. Incluso entre los detectores del mismo tipo, la tecnología y la frecuencia utilizadas pueden afectar a la profundidad máxima de detección.
  • Interferencia – Cualquier cosa que pueda conducir una corriente eléctrica puede interferir con las lecturas de los detectores de metales. Esto incluye cables, tuberías y líneas eléctricas.
  • Tipo de suelo – Si el suelo contiene materiales naturalmente conductores, puede hacer más difícil la detección de objetos.

Además, algunos objetos metálicos hacen que la conductividad del suelo circundante aumente con el tiempo. Esto se llama un halo .

¿Para qué se pueden utilizar los detectores?

Los detectores de metales se utilizan para una variedad de propósitos y vienen en muchas formas. Algunos de los más comunes incluyen:

detector de seguridad de un aeropuerto

  • Escaneo de seguridad – Uno de los usos más obvios de los detectores de metales es en la seguridad de los aeropuertos. Todos los pasajeros pasan por pórticos que utilizan tanto detectores de pulso como de corriente alterna, mientras que los modelos de mano pueden ser utilizados por el personal para localizar objetos. Los detectores modernos no sólo detectan metal, sino que también pueden proporcionar tamaños aproximados. Sistemas similares se utilizan en edificios y en la seguridad de eventos.
  • Detectores Industriales – Los detectores de metales son una herramienta vital en muchas industrias, incluyendo la alimentaria, la plástica, la minera, la farmacéutica y una variedad de otras. En la industria alimentaria, por ejemplo, los detectores pueden alertar al personal sobre alimentos que han sido contaminados con metal de maquinaria.
  • Arqueología – Los arqueólogos han estado usando detectores de metales por más de 50 años, ya que son ideales para encontrar cosas como líneas de fuego en sitios militares. Sin embargo, muchos arqueólogos no usan estos equipos como pasatiempo, ya que una vez que un artefacto es encontrado y desenterrado, el contexto se pierde sin un estudio más detallado.
  • Aficionados – Los aficionados a los detectores de metales buscan una amplia gama de artefactos y objetos. Algunos de los más comunes incluyen monedas, oro, objetos históricos y valiosos artículos modernos (como collares). La detección de metales se ha convertido en un pasatiempo popular, con clubes en todo el mundo para aprender y comparar hallazgos.

Suena divertido, pero ¿son los detectores caros y difíciles de usar?

Los detectores de metales pueden parecer intimidantes para el recién llegado, pero no tienen por qué ser complicados, ni siquiera caros. Es cierto que los detectores modernos son cada vez más avanzados, pero en muchos casos se puede empezar conociendo sólo lo básico. Algunos de los mejores detectores para principiantes son relativamente baratos, y te permiten cazar artefactos, monedas y otros objetos con grandes posibilidades de éxito.

Si usted está interesado en recoger el hobby, haga clic en el botón de abajo para ver mi lista de los mejores detectores de metales o eche un vistazo a mi lista de detectores de principiantes aquí. Sin embargo, le advierto que la detección de metales puede ser adictiva.

Aquí puedes ver los mejores detectores

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