Energía magnética

Te explicamos qué es la energía magnética, su historia, ventajas, desventajas y más características. Además, cómo funciona y ejemplos.

¿Qué es la energía magnética?

El magnetismo es un fenómeno asociado a la fuerza electromagnética, una de las fuerzas elementales del universo. Afecta en mayor o menor medida a todos los materiales existentes, pero sus efectos pueden ser evidenciados principalmente en ciertos metales, como el níquel, hierro, cobalto y sus distintas aleaciones (conocidas como imanes).

Esta fuerza se manifiesta en forma de campos magnéticos, capaces de generar atracción o repulsión entre los elementos que interactúan, dependiendo de sus polaridades magnéticas: polos iguales se repelen, polos opuestos se atraen.

La energía magnética puede entenderse como la capacidad de la fuerza magnética de realizar un trabajo mecánico, pero también nos referimos a ella cuando hablamos de la energía que se almacena en un elemento conductor o un campo magnético. Esta energía es capaz de irradiarse a través del espacio, incluso en ausencia de un medio físico, a través de lo que se conoce como radiación electromagnética.

Los campos magnéticos están formados por radiación magnética. La luz visible, por ejemplo, está formada por campos electromagnéticos y ocupa apenas una franja del espectro electromagnético. Dependiendo de las propiedades de las ondas que componen este espectro, se tendrá luz visible, radiación ultravioleta o radiación infrarroja, por ejemplo.

El magnetismo, además, es un fenómeno con innumerables aplicaciones aprovechadas por la humanidad contemporánea, especialmente en sus fronteras con la electricidad, como en el caso de motores, superconductores, alternadores, etc.

Ver además: Electromagnetismo

Historia de la energía magnética

La energía magnética fue descubierta por el ser humano en la antigüedad. Se dice que los fenómenos magnéticos fueron observados por primera vez en la Antigua Grecia, en la ciudad de Magnesia del Meandro, donde el mineral de la magnetita era particularmente abundante. De allí, justamente, proviene su nombre.

El primer estudioso del magnetismo fue el filósofo griego Tales de Mileto (625-545 a. C.). Sin embargo, en la Antigua China también se lo estudió en paralelo, como lo evidencia una mención al respecto en el Libro del amo del valle del diablo del siglo IV a. C.

El magnetismo fue ampliamente estudiado en los siglos posteriores, tanto por alquimistas, naturalistas y religiosos, como por exploradores y filósofos y en especial tras la invención de la brújula en el siglo XIII. Además, el campo magnético de la Tierra fue descubierto en Groenlandia en 1551.

Sin embargo, recién en el siglo XIX los fundamentos del magnetismo fueron revelados científicamente, gracias a los adelantos en materia de física, química y electricidad. En ello tuvieron un rol indispensable Hans Christian Orsted, André-Marie Ampère, Carl Friedrich Gauss, Michael Faraday y en especial James Clerk Maxwell, con sus célebres ecuaciones.

¿Cómo funciona la energía magnética?

El magnetismo se produce debido al movimiento de cargas eléctricas en los objetos que interactúan: si las cargas presentes en dos objetos (por ejemplo dos hilos con corriente) se mueven en la misma dirección, los objetos experimentan una fuerza atractiva; pero si se mueven en direcciones opuestas, dicha fuerza es repulsiva.

Alrededor de las cargas en movimiento siempre habrá un campo magnético, generado justamente por el movimiento de dichas cargas. Si otras cargas en movimiento se acercan a ese campo magnético, interactuarán con él. Es fundamental que las cargas estén en movimiento para que existan campos, fuerzas o energía magnética. Las cargas en reposo (quietas) no producen campos magnéticos ni fenómenos magnéticos. Los imanes poseen un campo magnético “propio” debido al movimiento y orientación particular de los electrones dentro de los átomos.

La energía magnética puede ser producida mediante electroimanes, que consisten en un alambre eléctrico bobinado que recubre un material magnético, como el hierro. También puede producirse mediante la imantación de materiales susceptibles, ya sean temporales (aquellos en que el campo magnético es exterior y, por ende, se debilita y desaparece) o permanentes.

Características de la energía magnética

La energía magnética tiene una intensidad variable, dependiendo de los materiales que la producen o de la intensidad de corriente eléctrica que la genere. Debido a la dirección del movimiento de los electrones, los materiales magnéticos poseen siempre dos polos: positivo y negativo. A esto se lo conoce como dipolo magnético.

Si bien todo lo que existe es susceptible de cierto grado de respuesta magnética (la llamada susceptibilidad magnética), dependiendo de su grado de susceptibilidad podremos hablar de:

• Materiales ferromagnéticos. Son fuertemente magnéticos.
• Materiales diamagnéticos. Son débilmente magnéticos.
• Materiales no magnéticos. Presentan propiedades magnéticas insignificantes.

Ventajas de la energía magnética

La energía magnética en el mundo contemporáneo resulta sumamente ventajosa, ya que su almacenamiento y producción tienen aplicaciones importantísimas para la vida del ser humano, por ejemplo, en el transporte, la medicina o la industria de la generación eléctrica

Muchos materiales magnéticos ayudan a hacernos la vida más fácil, desde los imanes que pegamos del refrigerador, hasta los materiales magnéticos dentro de nuestras computadoras y del alternador de nuestros automóviles, pasando por los transformadores y toda una serie de moduladores de la electricidad, que emplean imanes para manejarla.

Por otro lado, las experiencias con este tipo de energía y las aplicaciones a iniciativas modernas cada día son más prometedoras. Podrían llegar a aproximarnos en un futuro cercano a fuentes limpias de energía.

Desventajas de la energía magnética

El lado flaco del aprovechamiento del magnetismo radica en que los materiales naturalmente magnéticos carecen de la intensidad de campo magnético necesaria como para movilizar objetos masivos o para transmitir indefinidamente su energía a otros sistemas. Por ello, lo usual a la hora de valerse de magnetismo es el uso del electroimán, que requiere de un insumo constante de energía eléctrica.

Ejemplos de energía magnética

Algunos ejemplos de energía magnética:

• La brújula. Su aguja metálica se alinea con el campo magnético de la Tierra para señalar constantemente el norte.
• Los transformadores eléctricos. Son enormes cajas cilíndricas que suele haber en los postes de electricidad y que operan hacia lo interno mediante la fuerza de varios imanes, para modular el flujo de la corriente eléctrica y hacerla consumible en nuestros hogares.
• Los tomógrafos magnéticos. Son aparatos médicos empleados para enviar y recibir ondas electromagnéticas a través del cuerpo, que nos permiten hacernos una idea de cómo están las cosas en nuestro interior sin necesidad de operar.
• Los trenes maglev. Están en funcionamiento en muchos países del primer mundo, y son capaces de sostenerse en el aire debido al empuje repulsivo de electroimanes en su base.
• Las auroras boreales. Aunque de manera indirecta, son evidencia de la potencia del campo magnético terrestre, capaz de repeler el viento solar (partículas de plasma solar eyectadas al espacio). Las luces que pueden verse en las zonas cercanas a los polos son estas partículas cuando están rozando la atmósfera y viajando en la dirección del campo magnético sin penetrar hacia el planeta.

Sigue con: Fenómenos físicos

Referencias

• “Magnetismo” en Wikipedia.
• “¿Qué es la fuerza magnética?” en Khan Academy.
• “Magnetic Energy” en Universe Today.
• “Magnetism (physics)” en The Encyclopaedia Britannica.