Magnetic Barkhausen Noise Measurements on Rocks

Mediciones del Ruido Magnético Barkhausen en rocas

Autores/as

Palabras clave:

rocas, magnetización, Ruido Magnético de Barkhausen, ensayo no destructivo (es).

Palabras clave:

rocks, magnetization, Magnetic Barkhausen Noise, non-destructive test (en).

Descargas

Resumen (en)

Context: The magnetic properties of rocks may reflect the modal abundance, composition, and microstructure of the magnetic grains contained within them, usually in a very small proportion. Magnetic Barkhausen Noise (MBN) is a non-destructive technique applied to magnetic materials, and it is very sensitive to microstructure and residual stresses. In this work, measurements of MBN in samples of rocks extracted from nature and containing varying proportions of magnetite were studied and analyzed.

Method: Measurements were taken by magnetically exciting the cylindrical samples, using a magnetic yoke and measuring the induced field inside the rock as a consequence of the excitation. For the detection, a sensor coil placed on the excited surface on one of the flat faces of each cylinder was used. The signals obtained from the MBN were digitized, and a digital 5-200 kHz Butterworth filter was applied, calculating the root mean square (RMS) values.

Results: The linear fit of the MBN RMS values with the increasing percentage of ferromagnetic minerals showed an increasing trend with a moderate correlation. A correlation between coercive force and the MBN RMS values was observed only for samples with abundant magnetite (> 25 vol%).

Conclusions: An increasing variation of the RMS values of the MBN signals was observed in relation with coercive force for abundant magnetite samples. This may be related to the geological processes involved in magnetite genesis.

Method: The measurements were made exciting magnetically the samples (cylindrical shapes), using a magnetic yoke and measuring the induced field inside the rock as a result of the excitation. For the detection, a sensor coil placed on the excited surface on one of the flat faces of each cylinder was used. The signals obtained from MBN were digitized. A digital 5-200 kHz Butterworth filter was applied and the RMS (Root Mean Square) values were calculated.

Results: The linear fit of the MBN RMS values with the increasing percentage of ferromagnetic minerals showed an increasing trend with moderate correlation. A correlation between coercive force and MBN RMS was observed only for samples with abundant magnetite (> 25 vol%).

Conclusions: A variation of the RMS values of the MBN signals was observed in relation with coercive force for massive magnetite samples. This can be related to geological processes involved in magnetite genesis.

 

Keywords: Rocks, Magnetization, Barkhausen Magnetic Noise, Non-Destructive Test.

 

Resumen (es)

Contexto: Las propiedades magnéticas de las rocas pueden reflejar la abundancia modal, la composición y la microestructura de los granos magnéticos que estas contienen, usualmente en muy pequeña proporción. El ruido magnético Barkhausen (RMB) es una técnica no destructiva que se aplica en materiales magnéticos y es muy sensible a la microestructura y a las tensiones residuales. En este trabajo se realizan mediciones para estudiar el RMB en muestras de rocas extraídas de la naturaleza que contienen proporciones variables de magnetita.

Método: Se realizaron mediciones excitando magnéticamente cada una de las muestras cilíndricas mediante un yugo magnético y midiendo el campo inducido en la roca como consecuencia de la excitación. Para la detección se utilizó una bobina sensora colocada sobre la superficie excitada en una de las caras planas de cada cilindro. Se digitalizaron las señales obtenidas de RMB y se les aplicó un filtro digital Butterworth de 5-200 kHz, calculándose el valor cuadrático medio (RMS).

Resultados: El ajuste lineal de los valores del RMS de RMB con el porcentaje progresivo de minerales ferromagnéticos mostró una tendencia creciente con una correlación moderada. Se observó una correlación entre la fuerza coercitiva y los valores RMS del RMB solo para muestras con abundante magnetita (>25 vol%).

Conclusiones: Se observó una variación creciente de los valores RMS de las señales de RMB en relación con la fuerza coercitiva para muestras con magnetita abundante. Esto puede estar relacionado con los procesos geológicos involucrados en la génesis de la magnetita.

 

Resultados: El ajuste lineal de los valores del RMS de RMB con el porcentaje progresivo de minerales ferromagnéticos mostró una tendencia creciente con una correlación moderada. Se observó una correlación entre la fuerza coercitiva y los valores RMS del RMB solo para muestras con abundante magnetita (> 25% en volumen).

Conclusiones: Se observó una variación creciente de los valores RMS de las señales de RMB en relación con la fuerza coercitiva para muestras de magnetita masiva. Esto puede estar relacionado con procesos geológicos involucrados en la génesis de la magnetita.

 

Palabras clave: Rocas, Magnetización, Ruido Magnético de Barkhausen, Ensayo No Destructivo.

 

Biografía del autor/a

Miriam Rocío Neyra Astudillo, Universidad Tecnológica Nacional, Campana, Argentina

Licenciado en Física, Departamento de Ciencias Naturales y Matemáticas, Universidad Federico Villarreal, Lima, Perú. Doctorado en Ciencia y Tecnología con énfasis en Materiales, Informática Sábato, Universidad de San Martín, Argentina. Profesor de la Facultad Regional Delta, Universidad Tecnológica Nacional, Campana, Argentina. Proyecto del Centro Internacional de Estudios de la Tierra (ICES). Centro Atómico Constituyentes, Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), Buenos Aires, Argentina.

María Isabel López-Pumarega, Universidad de Buenos Aires, Argentina

Licenciado en Ciencias Físicas, Departamento de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Argentina. Doctor en Física, Departamento de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Argentina. Departamento ICES, Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), Buenos Aires, Argentina.

Silvana Evangelina-Geuna, Universidad de Buenos Aires

Licenciado en Ciencias Geológicas (Universidad de Buenos Aires). Doctor en Ciencias Geológicas (Universidad Nacional de Córdoba). Especialista en Paleomagnetismo de Rocas. Profesor asociado (Geodinámica Interna) de la Universidad de Buenos Aires. Rosario de Lerma, Argentina.

Martin Gómez, Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA)

Licenciado en Ciencias Físicas, Universidad de Buenos Aires. Magíster en Ciencia y Tecnología de Materiales y Doctorado en Ciencia y Tecnología con énfasis en Materiales, Informática Sábato, Universidad de San Martín, Argentina. Profesor asociado, Facultad Regional Delta, Universidad Tecnológica Nacional, Campana, Argentina. Director científico del Centro Internacional de Estudios de la Tierra (ICES). Jefe de departamento ICES, Centro Atómico Constituyentes, Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), Buenos Aires, Argentina.

Referencias

Butler, R. F. (1992). Paleomagnetism: From magnetic domains to geologic terranes. Blackwell Scientific Publications.

Chaparro, A. E., Gargiulo, J. D., Irurzun, M. A., Chaparro, M. A. E., Lecomte, K. L., Böhnel, H. N., Córdoba, F. E., Vignoni, P. A., Manograsso, C. N. T., Lirio, J. M., Nowaczyk, N. R., & Sinito, A. M. (2014). El uso de parámetros magnéticos en estudios paleolimnológicos en Antártida. Latin American Journal of Sedimentology and Basin Analysis, 21(2), 77-96. http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=381741102002

Clark, D. A., & Emerson, D. W. (1991). Notes on rock magnetization characteristics in applied geophysical studies. Exploration Geophysics, 22, 547-555. https://doi.org/10.1071/EG991547

Dunlop, D. J., & Özdemir, Ö. (1997). Rock magnetism: Fundamentals and frontiers. Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/CBO9780511612794

Ferrari, G. C., & Gómez, M. P. (2020). Caracterización de etapas de perforado en probetas multicapas mediante la emisión acústica generada durante la perforación. Tecnura, 24(63), 26-39. https://doi.org/10.14483/22487638.16193

Filipussi, D. A., Muszkats, J. P., Sassano, M. P., Zitto, M. E., & Piotrkowski, R. (2019). Fractura de roca andesita y análisis espectral de señales de emisión acústica. Tecnura, 23(61), 45-56. https://doi.org/10.14483/22487638.15361

Hoyos-Palacio, L. M., Espinel-Blanco, E., & Quintero-Martínez, Y. (2015). Caracterización fisicoquímica de cuarzo en el municipio de La Playa de Belén, departamento de Norte de Santander. Tecnura, 19(45), 41-52. https://doi.org/10.14483/udistrital.jour.tecnura.2015.3.a03

Ivanchenko, V. S., Glukhikh I. I., Strokina, L. G., & Kheinson A. P. (2012). Magnetoacoustic emission of magnetites. Russian Geology and Geophysics, 53(2), 214-220. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2011.12.018

Jiles, D. (1991). Introduction to magnetism and magnetic materials. Chapman and Hall. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-3868-4

Neyra-Astudillo, M. R. (2017). Caracterización de materiales con técnicas de ruido magnético Barkhausen y emisión magneto acústica [Doctoral thesis, Universidad Nacional de General San Martín]. https://www.cnea.gob.ar/nuclea/handle/10665/1572

Neyra-Astudillo, M. R., Núñez, N., López-Pumarega, M. I. Ruzzante, J., & Padovese-Rodríguez (2018). Ruido magnético Barkhausen para el estudio de la anisotropía magnética en aceros inoxidables. Revista Materia, 23(2), e12118. https://doi.org/10.1590/s1517-707620180002.0452

Stacey, F. D., & Banerjee, S. K. (1974). The physical principles of rock magnetism. Elsevier.

Stefanita, C. G. (2008). From bulk to nano: The many sides of magnetism. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-540-70548-2

Valencio, D. A. (1980). El magnetismo de las rocas: su aplicación geológica, la deriva continental, la tectónica de placas y otros problemas geofísicos y geológicos. EUDEBA.

Cómo citar

APA

Neyra Astudillo, M. R., López-Pumarega, M. I., Evangelina-Geuna, S. ., & Gómez, M. . (2022). Magnetic Barkhausen Noise Measurements on Rocks. Tecnura, 26(73). https://doi.org/10.14483/22487638.17148

ACM

[1]
Neyra Astudillo, M.R., López-Pumarega, M.I., Evangelina-Geuna, S. y Gómez, M. 2022. Magnetic Barkhausen Noise Measurements on Rocks. Tecnura. 26, 73 (jul. 2022). DOI:https://doi.org/10.14483/22487638.17148.

ACS

(1)
Neyra Astudillo, M. R.; López-Pumarega, M. I.; Evangelina-Geuna, S. .; Gómez, M. . Magnetic Barkhausen Noise Measurements on Rocks. Tecnura 2022, 26.

ABNT

NEYRA ASTUDILLO, M. R.; LÓPEZ-PUMAREGA, M. I.; EVANGELINA-GEUNA, S. .; GÓMEZ, M. . Magnetic Barkhausen Noise Measurements on Rocks. Tecnura, [S. l.], v. 26, n. 73, 2022. DOI: 10.14483/22487638.17148. Disponível em: https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/Tecnura/article/view/17148. Acesso em: 13 ago. 2022.

Chicago

Neyra Astudillo, Miriam Rocío, María Isabel López-Pumarega, Silvana Evangelina-Geuna, y Martin Gómez. 2022. «Magnetic Barkhausen Noise Measurements on Rocks». Tecnura 26 (73). https://doi.org/10.14483/22487638.17148.

Harvard

Neyra Astudillo, M. R., López-Pumarega, M. I., Evangelina-Geuna, S. . y Gómez, M. . (2022) «Magnetic Barkhausen Noise Measurements on Rocks», Tecnura, 26(73). doi: 10.14483/22487638.17148.

IEEE

[1]
M. R. Neyra Astudillo, M. I. López-Pumarega, S. . Evangelina-Geuna, y M. . Gómez, «Magnetic Barkhausen Noise Measurements on Rocks», Tecnura, vol. 26, n.º 73, jul. 2022.

MLA

Neyra Astudillo, M. R., M. I. López-Pumarega, S. . Evangelina-Geuna, y M. . Gómez. «Magnetic Barkhausen Noise Measurements on Rocks». Tecnura, vol. 26, n.º 73, julio de 2022, doi:10.14483/22487638.17148.

Turabian

Neyra Astudillo, Miriam Rocío, María Isabel López-Pumarega, Silvana Evangelina-Geuna, y Martin Gómez. «Magnetic Barkhausen Noise Measurements on Rocks». Tecnura 26, no. 73 (julio 1, 2022). Accedido agosto 13, 2022. https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/Tecnura/article/view/17148.

Vancouver

1.
Neyra Astudillo MR, López-Pumarega MI, Evangelina-Geuna S, Gómez M. Magnetic Barkhausen Noise Measurements on Rocks. Tecnura [Internet]. 1 de julio de 2022 [citado 13 de agosto de 2022];26(73). Disponible en: https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/Tecnura/article/view/17148

Descargar cita

Visitas

26

Dimensions


PlumX


Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.