Imanes permanentes: Una fuerza invisible que mueve el mundo

Cuando pensamos en un imán, casi siempre nos viene a la mente el que usamos para pegar notas en el refrigerador. Parece un objeto simple, casi un juguete. Pero detrás de ese pedacito de material existe un universo de fenómenos fascinantes que hacen funcionar una buena parte de la tecnología que usamos todos los días. Los imanes permanentes son como superhéroes silenciosos no se ven, no hacen ruido y no consumen energía, pero están trabajando constantemente para que nuestra vida sea más cómoda, segura y moderna.

Un imán permanente es un material que puede atraer otros y generar un campo magnético por sí mismo, sin estar conectado a la energía eléctrica y sin utilizar baterías. Es como si guardara “energía ordenada” en su millones y millones de partículas diminutas que están dentro del material, que llamamos electrones, las cuales se alinean en la misma dirección, como cuando dejas muchos lápices de colores en una mesa y luego los empujas con las dos manos cerrándose entre sí. Cuando todas cooperan, el efecto es fuerte y se mantiene durante muchos años; aunque no lo crean, hasta por 100 años.

Aunque no los veamos, los imanes están en casi todos los aparatos que usamos. En el ventilador que nos refresca, en el motor de la licuadora, en la puerta del refrigerador, en los audífonos, en las bocinas, en el timbre, en los juguetes electrónicos y hasta en el celular, ya que permiten que el teléfono vibre, que los altavoces produzcan sonido y que algunos sensores funcionen. Si manejas un auto, también hay imanes trabajando en diferentes sistemas. Y si has visto imágenes de turbinas eólicas o de trenes que “flotan” sobre las vías, también hay imanes detrás de esas tecnologías.

En el Centro de Investigación en Materiales Avanzados (CIMAV), estudiamos cómo mejorar estos superhéroes silenciosos para hacerlos más fuertes, más duraderos y amigables con el medio ambiente. Aunque parezca increíble, fabricar imanes permanentes de alto desempeño no es nada sencillo. Algunos requieren elementos llamados “tierras raras”, que son difíciles de conseguir y cuyo precio cambia mucho. Por eso, en el CIMAV investigamos nuevos materiales que puedan funcionar igual o mejor sin depender tanto de esos elementos, lo cual ayudaría a hacer la tecnología más accesible y sostenible. Por ejemplo, en CIMAV se tiene una iniciativa para desarrollar imanes permanentes que usen solo hierro y algunos otros elementos como el aluminio, carbón, nitrógeno; todos ellos muy abundantes y baratos.

Un imán no es igual en todas partes de su interior, su estructura es como un paisaje visto desde una lupa gigantesca. Pequeños detalles invisibles a simple vista, como los elementos que se mezclan para obtenerlo, el tamaño de sus cristales o la forma en que se enfría el metal durante su fabricación pueden cambiar por completo qué tan fuerte es, cuánto dura o si puede soportar altas temperaturas. Entender esas diferencias es importante para diseñar imanes especiales para cada necesidad, ya que no todas las aplicaciones requieren imanes permanentes con las mismas características. No es lo mismo un imán para motores de autos eléctricos, que para dispositivos médicos o para herramientas que requieren mucha precisión.

¿Por qué importa todo esto? Porque los imanes son una pieza clave en el camino hacia un futuro con energías limpias y tecnologías más eficientes. Los aerogeneradores que aprovechan el viento, los vehículos eléctricos y muchos sistemas de ahorro energético dependen de imanes potentes. Si logramos hacerlos más eficientes, también ayudamos a reducir el consumo de energía, disminuir la contaminación y crear soluciones tecnológicas más amigables con el planeta.

Conocer todo esto es de gran importancia porque nos ayuda a ver que la ciencia no está lejos de nuestra vida diaria, y que está en nuestras casas, en nuestro trabajo, en el transporte y en la manera en que nos comunicamos. Entender cómo funcionan los imanes puede despertar la curiosidad de niñas, niños y jóvenes que quizá un día quieran dedicarse a la investigación o a la ingeniería. Tal como fue mi caso, desde niño los imanes permanentes me fascinaban porque podían hacer que algunos objetos se movieran sin tocarse o, incluso, a través de la mesa. 

Los imanes permanentes suelen no llamar la atención a la vista, pero su influencia es enorme, son la fuente de una fuerza invisible que mueve el mundo. Y así, son una prueba de que, a veces, lo más poderoso es aquello que no vemos.

Autor: Dr. José Trinidad Elizalde Galindo

          Departamento de Física de Materiales