CONTEÚDOINTRODUÇÃO.....................................................................................................................................2

PERDAS MAGNETICAS....................................................................................................................2

MAGNETISMO....................................................................................................................................4

PERDAS...............................................................................................................................................5

FATORES QUE AUMETAM AS PERDAS POR HISTERESE......................................................6

PERDAS POR CORRENTES PARASITAS DE FOUCAULT........................................................6

APLICAÇÃO DA PERDA MAGNÉTICA NA MEDICINA................................................................8

LIBERAÇÃO DE ENERGIA PARA A MEDICINA........................................................................8

REFERENCIA....................................................................................................................................11

LISTA DE FIGURAS

Figura 1- Alinhamento do domínio________________________________________3

Figura 2-O esquema acima mostra como a magnetização de um material magnético

varia em função da intensidade do campo magnético aplicado sobre ele__________4

Figura 3-A figura mostra três amostras de partículas de magnetita com diferentes

formatos e tamanhos. O detalhe no canto superior esquerdo das imagens mostra o

ciclo de histerese de cada amostra._______________________________________6

Figura 4-Representação das correntes parasitas de Foucault___________________7

Figura 5-Alguns materiais, como as nanopartículas magnéticas encapsuladas em

polistireno retratadas acima, não apresentam ciclo de histerese, como atesta o

gráfico no canto superior esquerdo_______________________________________8

Figura 6-Tratamento pioneiro de câncer de próstata com o uso de hipertermia

através de nanopartículas em suspensão aquosa____________________________9

1

PERDAS MAGNÉTICAS

INTRODUÇÃONeste trabalho será relatado como funcionam as perdas magnéticas e elas são

perdas provocadas pela propriedade dos materiais ferromagnéticos de

apresentarem um atraso entre a indução magnética.

Através de pesquisas por materiais magnéticos com melhores características são

motivadas pela possibilidade de redução nas dimensões dos equipamentos e

diminuição de limitações no desempenho devido à saturação e perdas,

principalmente por Histerese e Foucault e a aplicação na Medina através das perdas

por histerese

2

PERDAS MAGNETICAS

São perdas provocadas pela propriedade dos materiais ferromagnéticos de

apresentarem um atraso entre a indução magnética quando o campo magnético B

(Tesla) aplicado num material ferromagnético for aumentado até a saturação e em

seguida for diminuída, a densidade de fluxo não diminui tão rapidamente quanto o

campo H. Dessa forma quando H chega a zero, ainda existe uma densidade de fluxo

remanescente, Br. Para que B chegue a zero, é necessário aplicar um campo

negativo, chamado de força coercitiva. Se H continuar aumentando no sentido

negativo, o material é magnetizado com polaridade oposta. Desse modo, a

magnetização inicialmente será fácil, até quando se aproxima da saturação,

passando a ser difícil. A redução do campo novamente a zero deixa uma densidade

de fluxo remanescente, -Br, e, para reduzir B a zero, deve-se aplicar uma força

coercitiva no sentido positivo. Aumentando-se mais ainda o campo, o material fica

novamente saturado, com a polaridade inicial.

Em um material magnético desmagnetizado os domínios estão orientados ao acaso,

de forma que seus efeitos se cancelam. Entretanto, se os domínios são alinhados

por um campo magnético, o material se torna magnético.

O alinhamento de todos os domínios em uma direção origina um efeito aditivo, o

qual pode ou não permanecer após a retirada do campo externo. Um campo

magnético externo pode alinhar os domínios ferromagnéticos. Quando os domínios

estão alinhados, o material está magnetizado. Conforme a figura abaixo.

Figura 1- Alinhamento do domínio

3

MAGNETISMO

Figura 2-O esquema acima mostra como a magnetização de um material magnético varia em função da

intensidade do campo magnético aplicado sobre ele

Os retângulos com as pequenas setas sugerem a existência de domínios

magnéticos no material. Na verdade, as setas representam os momentos

magnéticos, algo como ímãs microscópicos responsáveis pela magnetização do

material. No estado desmagnetizado, os momentos magnéticos dos domínios

apontam aleatoriamente em todas as direções. É por isso que nesse estado a

magnetização total é nula. 

A situação muda se o material for colocado em uma região na qual existe um

campo magnético. À medida que a intensidade do campo magnético H aumenta, os

momentos magnéticos tendem a seguir a orientação do campo externo, da mesma

maneira como a agulha de uma bússola segue a orientação do campo magnético

terrestre. Os momentos magnéticos que apontam no sentido do campo externo

produzem a magnetização do material, que cresce até certo limite, conhecido como

magnetização de saturação. Este é um processo que exige energia: gastamos

4

energia ao usar o campo externo H para orientar os momentos magnéticos dos

domínios. 

A curva tracejada representa a evolução do material quando ele parte do estado

desmagnetizado, ou seja, na primeira vez em que foi submetido ao campo

magnético externo. Se o campo for retirado, o material não retorna imediatamente à

condição inicial, na qual a magnetização é nula. Quando o campo externo é nulo, o

material ainda exibe uma magnetização, denominada magnetização remanente. 

Para levar o material ao estado de magnetização nula, é necessário inverter o

campo externo e aumentar sua intensidade até um valor conhecido como campo

coercivo ou coercividade. Note que a magnetização atinge o valor nulo depois que o

campo externo passa por esse valor. Foi motivado por esse atraso da magnetização

em relação ao campo externo que o fenômeno recebeu a denominação

de histerese, que em grego significa atraso. 

PERDAS

A existência da magnetização remanente implica que uma parte dos momentos

magnéticos permanece orientada. Ou seja, no retorno rumo à magnetização nula, o

material não devolve imediatamente toda a energia que gastamos no processo

inicial. Parte dessa energia fica temporariamente armazenada e será devolvida após

um breve intervalo. Quer seja imediatamente ou após algum tempo, a energia

perdida, conforme o ponto de vista – aparece sob a forma de calor, cuja quantidade

é proporcional à área englobada pelo ciclo de histerese, que corresponde ao ciclo

fechado na figura acima.

O percurso de volta depende do material e do modo como o campo externo varia,

mas o aspecto geral é este apresentado na segunda figura. Alguns materiais

apresentam ciclo de histerese mais aberto ou mais fechado, mais retangular ou mais

inclinado. Para um mesmo material, o formato do ciclo pode variar dependendo do

tamanho e do formato das partículas.

5

Figura 3-A figura mostra três amostras de partículas de magnetita com diferentes formatos e tamanhos. O detalhe no

canto superior esquerdo das imagens mostra o ciclo de histerese de cada amostra.

Na ilustração acima, são apresentadas partículas de magnetita (Fe 3 O 4 ) com

diferentes formatos e tamanhos, e os respectivos ciclos de histerese. Como a

energia liberada é proporcional à área do ciclo de histerese

FATORES QUE AUMETAM AS PERDAS POR HISTERESE

Ferro e aço submetidos a tratamento a frio tem as perdas por histerese

aumentadas

Adição de carbono na fabricação do aço aumenta as perdas por histerese

Imperfeições ou impurezas dos materiais também aumentam as perdas

PERDAS POR CORRENTES PARASITAS DE FOUCAULT

Já as perdas devido as correntes parasitas de Foucault produzem calor pela ação

das correntes (parasitas) que são induzidas nas chapas de aço silício. Para melhor

explicação deste efeito, será considerado abaixo, onde está representada a seção

6

de um material magnético qualquer sendo atravessado pelas linhas de força de fluxo

estabelecidas no material. Pelo fenômeno da indução estudado por Faraday-Lens

será estabelecido correntes na superfície da área de seção do material magnético,

conforme indicado na figura

Figura 4-Representação das correntes parasitas de Foucault

Percebe-se que as correntes parasitas induzidas possuem a liberdade de circular

pela superfície do material, sedo limitada apenas pela resistência elétrica do material

magnético.Portanto o quadrado da intensidade das correntes parasitas multiplicado

pela valor da resistência do caminho estabelecido por elas produz calor devido ao

efeito Joule. O calor produzido é indesejável. O ideal será eliminar ou mesmo

atenuar a ação deste calor.

7

APLICAÇÃO DA PERDA MAGNÉTICA NA MEDICINA

Os engenheiros que fabricam dispositivos com materiais magnéticos consideram-na

uma perda e investem muito tempo de pesquisa para minimizá-la. Já para os

médicos que se ocupam da cura do câncer por meio da hipertermia magnética, a

energia é considerada uma devolução. Ou seja, os engenheiros eletrônicos choram

as perdas de energia por causa da histerese magnética, enquanto os médicos

oncologistas alegram-se com os ganhos de energia decorrentes do mesmo

fenômeno.

LIBERAÇÃO DE ENERGIA PARA A MEDICINA

A questão agora é: como isso funciona no caso da hipertermia? Em outras palavras,

que mecanismo proporciona a liberação de energia? Em metais, uma corrente

elétrica é induzida quando o material é imerso em uma região com um campo

magnético oscilante. A quantidade de corrente é proporcional ao campo magnético e

ao volume das partículas, e essa corrente provoca a dissipação de calor. No

entanto, esse mecanismo produz uma elevação de temperatura praticamente

desprezível para as necessidades da hipertermia.

Figura 5-Alguns materiais, como as nanopartículas magnéticas encapsuladas em polistireno retratadas acima, não apresentam ciclo de histerese, como atesta o gráfico no canto superior esquerdo

8

Já o mecanismo que envolve a rotação dos domínios magnéticos é capaz de elevar

a temperatura local a valores aceitáveis. Veja que, para o fechamento do ciclo de

histerese, os momentos magnéticos dos domínios passam de um sentido para o

sentido oposto e depois voltam ao sentido original. Nesse processo, a energia é

liberada por causa do atrito entre as partículas e o meio circundante. Para a

obtenção de uma transferência de calor suficiente, é necessário que o ciclo de

histerese seja repetido várias vezes. Isso é feito com a aplicação de um campo

magnético alternado, que oscila a uma dada frequência.

Nem sempre a hipertermia é obtida com a liberação de energia na histerese

magnética. Na hipertermia com ferrofluido, por exemplo, a liberação de calor vem da

rotação das partículas superparamagnéticas, que não apresentam o fenômeno da

histerese. Como ilustra a figura, a curva de magnetização é completamente

reversível, ou seja, o sistema vai e volta pelo mesmo caminho magnético.

Como vimos acima, a histerese surge quando o sistema vai por um caminho e volta

por outro. O curioso é que os mecanismos de transferência de energia são

basicamente idênticos em ambos os casos. A diferença é que, nos materiais

ferromagnéticos, cada partícula possui inúmeros domínios, e estes giram ao longo

do processo de magnetização e desmagnetização, enquanto nos materiais

superparamagnéticos, cada partícula é um domínio, que também gira ao longo do

processo magnetização-desmagnetização.

Figura 6-Tratamento pioneiro de câncer de próstata com o uso de hipertermia através de nanopartículas em suspensão aquosa

9

Embora a pesquisa básica e os processos de preparação de materiais magnéticos

estejam bastante avançados, mesmo na escala nanométrica, a transferência desse

conhecimento para procedimentos clínicos em seres humanos ainda oferece

desafios consideráveis. Continuam em aberto questões referentes aos tipos de

materiais (compostos, formatos e dimensões) mais eficientes, aos limites de

tolerância dos seres vivos em relação à intensidade e frequência do campo

magnético e ao melhor procedimento para a inserção das fontes de calor nas

proximidades dos tumores.

O tamanho do desafio pode ser avaliado pela escassez de casos clínicos relatados

na literatura científica. Em relação ao uso de partículas magnéticas para hipertermia,

talvez não haja mais do que meia dúzia de casos clínicos.

O trabalho mais citado na base de dados da Web of Science, cujos resultados foram

apresentados em 2005, no International Journal of Hyperthermia, é de um grupo

alemão, pioneiro no tratamento de câncer de próstata com o uso de hipertermia

através de nanopartículas em suspensão aquosa.

O tratamento foi efetuado com um campo magnético inferior a 18 quiloamperes por

metro, oscilando a uma freqüência de 100 quilohertz. Ou seja, o campo é um pouco

superior ao limite mencionado acima, mas a frequência é bem menor. Essa variação

de campo e frequência observada na literatura é também um sinal de que a

comunidade científica ainda busca as melhores condições operacionais para o

emprego dessa promissora arma contra o câncer.

10

REFERENCIA

ABNT NBR 9025 - Set / 85 “Produtos planos de aço para fins elétricos, de grão

orientado, totalmente Processado” - Especificação;

ABNT NBR 5161 - 1977 “Produtos laminados planos de aço para fins elétricos” -

Método de Ensaio;

·ANSI / ASTM A 343 - 69 (Reaprovada em 1974) “ Standard Test Method for

alternating-currente magnetic properties of materials at power frequencies using

wattmeter-ammeter-vo ltmeter method and 25-cm Epstein Test Frame”

Artigo - propriedade que permite que nanopartículas sejam usadas contra o câncer – Retirado- http://cienciahoje.uol.com.br/colunas/do-laboratorio-para-a-fabrica/histerese-magnetica-perdas-e-ganhos

Wikipédia – Perda por histerese

11