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Imán

Te explicamos qué es un imán, cuáles son sus características y cómo funcionan. Además, su clasificación, campo magnético y aplicaciones.

¿Qué es un imán?

Se conoce como imán a un cuerpo de cualquier material capaz de producir un campo magnético y atraer hacia sí o ser atraído hacia otro imán o hacia cualquier otro cuerpo de hierro, cobalto u otros metales ferromagnéticos. Es un material con propiedades ferromagnéticas naturales o artificiales, que generan un campo magnético continuo.

Los imanes son algunas de las primeras manifestaciones que el ser humano descubrió del magnetismo, conocido desde la antigüedad clásica pero comprendido recién en el siglo XIX, cuando se supo que la mayoría de los elementos y compuestos conocidos demostraban un cierto nivel de magnetismo.

Ver además: Electrostática

Características de un imán

Los imanes son cuerpos que generan un campo magnético a su alrededor orientado en base a dos polos: negativo (Sur) y positivo (Norte). Estos polos se atraen con sus opuestos (positivo-negativo) pero repelen a sus iguales (positivo-positivo o negativo-negativo). La línea que junta ambos polos se llama eje magnético.

Las propiedades magnéticas de los imanes se mantienen intactas a menos que se les apliquen fuerzas magnéticas opuestas, se les aumente de temperatura (por encima de la Temperatura de Curie o Punto de Curie, distinto según el elemento), o si se les somete a golpes fuertes o de mucha altura. Por otro lado, estas propiedades pueden transferirse temporalmente a un material sensible, por contacto (magnetización).

¿Cómo funcionan los imanes?

El magnetismo de los imanes es producto de una disposición particular de los electrones (partículas subatómicas con carga negativa) que componen la materia. Estos poseen una rotación intrínseca sobre su propio eje, que se denomina spin. Las cargas en movimiento generan campos magnéticos. Por lo tanto, los electrones rotando, o sea, cargas en movimiento, también generan un campo magnético. La introducción de energía en la materia (por ejemplo la aplicación de un magnetismo intenso de tipo contrario o calor que eleve mucho la temperatura) destruye el magnetismo, ya que altera el delicado balance de los electrones.

En el caso de los imanes inducidos (las sustancias magnetizadas) el efecto es similar: al someterse a un campo magnético por contacto, sus electrones se ordenan un mismo sentido y reproducen el campo magnético durante algún tiempo.

Tipos de imanes

Existen tres tipos de imanes, clasificados de acuerdo a su naturaleza en:

  • Imanes naturales. Compuestos generalmente por mezclas de magnetita (ferrofelita o morpholita, compuesta por óxidos férricos) y otros minerales terrestres, poseen naturalmente propiedades magnéticas. Los principales yacimientos de magnetita se hallan en Suecia (Falun, provincia de Dalarna), Noruega (Arendal), Francia (Plestin-les-Gréves, Bretaña) y Portugal (Sao Bartolomé, Nazaré).
  • Imanes artificiales permanentes. Materiales sensibles al magnetismo que, tras ser frotados con magnetita, replican sus propiedades ferromagnéticas durante un largo período de tiempo hasta eventualmente perderlas.
  • Imanes artificiales temporales. Materiales sensibles al magnetismo que, tras ser frotados con magnetita, replican sus propiedades ferromagnéticas, solo que por un período muy breve de tiempo.
  • Electroimanes. Son bobinas de alambre que se enrollan alrededor de un núcleo magnético hecho de un material ferromagnético como el hierro. Por las bobinas circula electricidad, generando un campo eléctrico y magnético a su alrededor. El núcleo magnético de hierro concentra el flujo magnético y hace un imán más potente. Este fenómeno dura únicamente mientras circule la electricidad.

Campo magnético de un imán

Un campo magnético es la región del espacio alrededor de un imán en la cual se manifiestan y actúan sus fuerzas magnéticas, interactuando (atrayendo o repeliendo) objetos ferromagnéticos, corrientes eléctricas y otros imanes que se encuentren dentro del campo.

Usualmente se representa mediante líneas de fuerza, que son flechas curvas que indican la dirección vectorial de la fuerza magnética del campo. La forma y dirección de dichas líneas dependerá de la forma del imán, y tienen su mayor intensidad en la región de los polos.

Nuestro planeta Tierra posee un campo magnético semejante al de los imanes, ya que su núcleo de hierro actúa como una gran masa de partículas cargadas en movimiento. Por esa razón se alinean con el polo norte las agujas de las brújulas. Este campo magnético terrestre, además, nos defiende de las emisiones electromagnéticas solares, conocidas como «viento solar».

Aplicaciones de los imanes

Los imanes han desempeñado diversos papeles en nuestra civilización desde tiempo antiguos y hoy en día son un elemento indispensable en la electrónica y la electricidad. Algunas de sus aplicaciones más conocidas son:

  • Fabricación de cintas magnéticas. En la industria electrónica y de la computación, el magnetismo permite el almacenamiento de información a través de óxidos de hierro cuyas partículas, susceptibles al ordenamiento por el campo magnético, pueden leerse con el código binario.
  • Transformadores eléctricos. Empleando bobinas y electroimanes, puede modularse la corriente eléctrica para cambiar de manera rápida los campos electromagnéticos. Este principio es fundamental en la transmisión eléctrica moderna y se aplica también a los radios, altavoces y otros aparatos.
  • Motores de corriente alterna. Estos motores son un tipo de electroimán, dado que imanes rotativos movilizan los rotores con sus campos magnéticos.
  • Suspensión magnética. Grandes y poderosos imanes se emplean en la suspensión magnética de trenes y otros vehículos, así como en las grúas magnéticas industriales.
  • Uso artesanal. Los imanes suelen ser adheridos a diversas artesanías o suvenires turísticos para su venta, bajo la premisa de que al volver a casa los turistas lo colocarán en la superficie metálica de su refrigerador.

Referencias