¿Qué sabemos del funcionamiento de los imanes? El magnetismo es la clave
Todos hemos visto el comportamiento de un imán cuando lo acercamos a algún material ferromagnético, pero ¿alguna vez te has preguntado cómo funcionan? Aquí te contamos sobre sus propiedades y otras curiosidades.
Los imanes son objetos que producen un campo magnético y atraen hacia sí o son atraídos hacia otro imán u objeto ferromagnético, como el hierro o el cobalto. En la naturaleza los podemos encontrar ricos en un mineral de hierro llamado magnetita y además se pueden crear artificialmente en un laboratorio.
La Tierra, por ejemplo, se comporta como un imán gigante debido a que crea un campo magnético con dos polos ubicados cerca de los polos geográficos. Aún no se define bien la causa, pero se cree que el movimiento del metal fundido en el núcleo exterior de la Tierra produce corrientes eléctricas y estas, a su vez, generan un campo magnético, explica la NASA. Esta analogía nos sirve para entender cómo funciona un imán.
Para que se produzca magnetismo, el imán debe tener una disposición particular de los electrones que lo componen. Es importante destacar que los electrones rotan sobre su propio eje –propiedad conocida como espín– lo que hace que se generen campos magnéticos.
En la mayoría de los materiales, los electrones giran en direcciones opuestas, lo que permite que se anule su magnetismo. Sin embargo, en elementos como el hierro y el níquel, los electrones tienden a girar en la misma dirección, algo que permite que sus átomos sean fuertemente magnéticos, pero esto no los hace imanes, aclara National Geographic. Para magnetizarse, este material debe entrar en el campo magnético de un imán existente.
Creando un imán
— Genios de la Física y Química (@GeniosFisica) July 23, 2023
Si necesitas un imán con urgencia, pero no tienes uno en casa, puedes fabricar uno con los materiales disponibles que todo el mundo tiene... pic.twitter.com/V760MarNr9
Existen distintos tipos de imanes: permanentes, temporales y electroimanes. Los imanes permanentes conservan su magnetismo una vez magnetizados. Sin embargo, los temporales mantienen esta propiedad sólo en presencia de un campo magnético. Los electroimanes, por su lado, consisten en bobinas de alambre enrollado que sirven como imanes cuando se les pasa corriente eléctrica.
La fuerza del magnetismo: atracción versus repulsión
A la fuerza producida por el movimiento de las cargas eléctricas se le conoce como magnetismo. Fue experimentado por primera vez en la antigüedad a través de las piedras de imán, que están naturalmente imantadas de magnetita. Las primeras brújulas magnéticas que existieron consistían en estas piedras suspendidas para que pudieran girar.
Las fuentes de campo magnético son bipolares, es por ello que cada imán posee un polo norte y un polo sur. De este modo, se forma un campo toroidal, definido por líneas invisibles que van saliendo desde el polo norte y entrando por el polo sur. Y algo que siempre aprendimos desde el colegio es que los polos opuestos se atraen, mientras que los mismos polos se repelen entre sí.
¿Dónde se encuentra el imán más potente del mundo?
Ostenta un Récord Guinness desde el año 2000 y posee un campo magnético con una fuerza de 45 Tesla: se trata del imán más potente del mundo. Este imán está en el Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético (MagLab) de la Universidad Estatal de la Florida.
Combina un imán superconductor de 11,5 Tesla con un imán resistivo de 33,5 Tesla, especifica el MagLab, y es por ello que se refieren a este como un imán híbrido, siendo uno de los pocos del mundo.