Analisis de vibraciones

Principios Básicos Resonancia Magnética
Introducción
La Imagenología por Resonancia Magnética ( IRM ) es un método no invasivo y no ionizante para obtener imágenes del cuerpo humano que ha ganado gran importancia, ya que se encuentran aplicaciones en biología ingeniería y materiales. La IRM provee una manera única de contrastar entre tejidos ( superior a la Tomografía Axial Computarizada TAC),y además ofrece una alta resolución espacial. La IRM revolucionó ma manera de hacer diagnósticos con imágenes.

La MRI se basa en el fenómeno de la Resonancia Magnética Nuclear (RMN), descubierto independientemente por Bloch y Purcell. La base del fenómeno de RMN es la interacción entre el campo magnético externo y el núcleo que tiene un momento magnético diferente de cero. De acuerdo con lateoría clásica del electromagnetismo el movimiento que sigue cada nucleo en un campo magnético estático , es un movimiento de precesión alrededor de la dirección del campo magnético con una frecuencia angular , conocida como la frecuencia de Larmor que es proporcional a la intensidad del campo magnético. Otro hecho importante es que la energía de interacción con depende de la dirección de losmomentos nucleares magnéticos de modo que la mínima energía corresponde al estado en el que el momento es paralelo a . com resultado, en un equilibrio termal la mayoría de los momentos nucleares magnéticos son alineados a lo largo del campo magnético externo. Esta alineación de momentos magnéticos da origen a una magnetización distinta de cero en muestras macroscópicas de sólidos líquidos o gases conun gran número de núcleos.

El fenómeno de RMN se observa cuando una muestra macroscópica se encuentra en un campo magnético estático es irradiada por un campo magnético oscilante de frecuencia que iguala a la frecuencia de precesión . El fenómeno de RMN puede ser mejor explicado usando los argumentos puestos por Felix Bloch. Supongamos que una muestra macroscópica es puesta entre los polos deun imán que produce un campo magnético estático, . Bajo la influencia de éste campo la muestra se magnetiza. En equilibrio termal la magnetización nuclear en la muestra puede ser expresada como:

(1) en donde es la suceptibilidad nuclear (Susceptibilidad Magnética). Supongamos que la muestra experimenta un campo magético que oscila producido por una corriente alterna en una antena que rodea lamuestra, y que el campo magnético que oscila es perpendicular a . Puede demostrarse que en resonancia, que se alcanza cuando la frecuencia del campo magnético iguala a la frecuencia , todavía un campo magnético oscilante débil aplicado como un pulso puede rotar la magnetización en la muestra y colocarla en el plano transverso (perpendicular a ). Cuando el pulso de excitaci[on termina, lamagnetización transversa en la muestra precesa alrededor de . Durante la precesi[on la magnetización transversa decae por las interacciones nucleares y la no uniformidad del campo magnético . De la ley de inducción de Faraday (Ley Inducción de Faraday) se sigue que una magnetización variante en el tiempo induce un voltaje en la antena. El voltaje inducido, que identifica la presencia de magnetizacióntransversa en la muestra puede aplicarse la transformada de Fourier para obtener un espectro de RMN. Para muchas aplicaciones de espectroscopía de RMN es imporante recalcar que la señal observada incluye contribuciones de nucleos en diferentes entornos químicos (nucleo de hidrógeno en agua y grasa). Éstos núcleos normalmente tienen distintas frecuencias de precesión dependiendo de la composiciónquímica de la muestra. El espectro de RMN puede ser utilizado para identificar quimicamente las distintas poblaciones de los núcleos y determinar sus cantidades en la muestra.

Felix Bloch obtuvo una serie de ecuaciones que describen la dinámica de la magnetización nuclear en la muestra. En particular Bloch predijo que las fluctuaciones termales deberían causar una relajación exponencial de la...