El Magnetismo

El magnetismo - Imanes

Todos sabemos lo que es un imán (no me refiero a ese señor que dirige la oración en el Islam). Está claro que el ser humano llegó a conocer el magnetismo gracias a los imanes, sin los cuales no sabemos en que estado estarian hoy en dia las cosas. Pero a pesar de que los imanes sean objetos tan conocidos por la mayoría podemos decir que también son grandes desconocidos... ¿que porqué?... pués porque conocemos de sobra los efectos que pueden llegar a producir y sin embargo no sabemos prácticamente nada de la causa por la que ocurren. Es decir, todos sabemos que un imán atrae a otros cuerpos metálicos de hierro y acero pero son pocos los que saben "como rayos lo hace". ¿Cual es la fuente de esa atracción tan llamativa?.

Imagina que eres el padre de Pedrito. Pedrito es un niño muy listo que un buen dia conoce la existencia de los imanes. Como Pedrito tiene muchas inquietudes comienza a investigar y en medio de esas investigaciones te asalta cuando llegas del trabajo y te pregunta... ¡¡Papi, papi...!! ¿Porqué los imanes se pegan al hierro?. Entonces tu vas y le respondes al niño... ¡Porque son magnéticos!. El niño no entiende nada y entonces pregunta otra vez... ¿Y que significa ser magnético?... Te quedas algo confuso con la pregunta pero respondes... ¡¡Pués que tienen magnetita!!. El niño te mira con algo de recelo, y un poco mosca de nuevo te pregunta... ¿Y porqué la magnetita se pega al hierro?. Tu ya casi no sabes que responder y le dices... ¡Por la fuerza magnética que tiene!. El niño, muy serio, se queda ahora mirándote sin parpadear, como si se oliera que no tienes ni idea, y te hace la pregunta definitiva... ¿Y como funciona esa fuerza magnética para hacer que el imán se quede pegado al hierro?... Mejor que leas este artículo antes de seguir contestándole al niño.

La verdad es que resulta muy difícil explicar el magnetismo sin utilizar las matemáticas. Incluso utilizándolas, pasa que la naturaleza misma del fenómeno magnético resulta relativamente ambigüa e indeterminada. Los científicos no se ponen de acuerdo en cuanto a la verdadera naturaleza del magnetismo. No obstante, en este artículo vamos a intentar dar la explicación mas sencilla posible basándonos en la teoría promulgada por el físico alemán Wilhelm Eduard Weber, llamada "teoría de los imanes moleculares". Pero antes debemos hablar un poco sobre la historia y los efectos del magnetismo.

La definición de "magnetismo" podría ser "la propiedad de ciertas sustancias de atraer a los minerales de hierro y sus compuestos". Los primeros imanes que se descubrieron fueron los naturales, es decir, que se pueden encontrar con esa propiedad en la naturaleza. Un imán natural no es más que un trozo de mineral que manifiesta estas propiedades magnéticas y, por lo tanto, es capaz de atraer al hierro y sus compuestos. Los griegos descubrieron los imanes en la ciudad de Magnesia, en Asia Menor, en forma de una piedra capaz de atraer pequeños trozos de hierro. Se trataba de una piedra de magnetita, un mineral de hierro. El nombre de este mineral (magnetita) y del efecto que produce (magnetismo) proceden del nombre de la ciudad en la que fueron descubiertos. La magnetita es el único mineral que de forma natural presenta este poder de atracción sobre el hierro.

Sin embargo, las propiedades magnéticas pueden transmitirse de la magnetita a un trozo de hierro que antes no tenía propiedades magnéticas. Es decir, si ponemos un trozo de hierro que en principio no tiene propiedades magnéticas en contacto con un trozo de magnetita, al cabo de cierto tiempo el hierro habrá adquirido esas mismas propiedades de la magnetita. Si entonces separamos la magnetita del hierro este continuará reteniendo algo del magnetismo natural de la magnetita. A este magnetismo retenido por el hierro se le llama "magnetismo remanente". La magnetita ha influido sobre el hierro transmitiendole sus propiedades magnéticas naturales y ha convertido a este en un imán artificial.

La duración del magnetismo remanente en los imanes artificiales depende mucho del material empleado en los mismos. Es cierto que el hierro adquiere rápidamente propiedades magnéticas, sin embargo también es verdad que las pierde deprisa y corriendo, al poco tiempo de que el magnetismo inductor se separe de él (se les llama por eso IMANES TEMPORALES). Por contra el acero es bastante más dificil de imantar, tanto que se necesita un campo magnético considerable para influir en él de manera sensible. Sin embargo, una vez imantado el acero conserva por mucho mas tiempo el magnetismo remanente. El magnetismo remanente mejora considerablemente si se mezcla el hierro con carbono, wolframio o cobalto. A estos últimos se les conoce como IMANES PERMANENTES en contraste con los anteriores.

Suponiendo un imán en forma de barra, a sus extremos se les llama POLOS e igual que pasa con los polos terrestres reciben los nombres de polo NORTE y polo SUR. En sus polos es donde el imán concentra la mayoría de su fuerza magnética. Esta fuerza va decreciendo conforme nos vamos aproximando al centro y llega a desaparecer completamente en el punto medio de la barra. Este punto medio recibe el nombre de ZONA NEUTRA del imán. Esto es fácil de apreciar si cogemos el imán de barra, lo colocamos en una superficie completamente plana y le espolvoreamos un puñado de limaduras de hierro desde cierta altura. Observaremos que la mayoría de limaduras se adhieren a sus extremos y que paulatinamente van disminuyendo hacia el centro de la barra hasta llegar a desaparecer por completo en su punto medio, donde la fuerza del imán es nula. Esto nos da una idea de la extensión de lo que llamamos CAMPO MAGNÉTICO del imán, que no es ni mas ni menos que su zona de influencia. Este campo magnético está formado por lineas magnéticas; son las llamadas LINEAS DE FUERZA del imán.

Podemos "visualizar" las lineas de fuerza de un imán con ayuda de las limaduras de hierro. Si colocamos un imán bajo un papel o cartulina y espolvoreamos una fina capa de limaduras de hierro observaremos que, bajo la influencia del campo magnético del imán, las limaduras de hierro quedarán "ordenadas automáticamente" pudiendose ver una representación de las lineas de fuerza del imán y la dirección que toman las mismas. Si hacemos el experimento con un imán de barra, las limaduras quedarán como indica el gráfico que incluimos. Por convenio a las lineas de fuerza de un imán se les ha asignado una dirección, y van por el exterior del imán del polo norte al polo sur y por el interior del polo sur al polo norte.

...