¿Cuál es el imán más potente?

El magnetismo es una fuerza invisible presente en todo tipo de imanes, desde los más simples que se pegan en la nevera hasta los equipos médicos más sofisticados como la resonancia magnética. A lo largo de la historia, la humanidad ha trabajado en diversos proyectos para mejorar los imanes, impulsando el avance tecnológico. Pero, actualmente, ¿cuál es el imán más potente de todos?

La respuesta no es tan sencilla como parece, ya que depende de si hablamos de los imanes disponibles comercialmente o de los superimanes creados en laboratorios científicos con fines de investigación.

A continuación, explicamos todo lo que necesitas saber para comprender por qué un imán es el más potente y qué características debe tener. La base de todo es el magnetismo, una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza y una manifestación de la fuerza electromagnética.

¿Qué es un imán?

Un imán es un objeto con la capacidad de generar un campo magnético a su alrededor. Este campo es el responsable de la fuerza de atracción o repulsión que experimentan otros materiales magnéticos o imanes.

La clave de los imanes reside en el movimiento de sus electrones. En todos los materiales, los electrones están en constante movimiento alrededor del núcleo del átomo (órbitas) y rotando sobre sí mismos (espín). Estos movimientos de carga eléctrica generan pequeños campos magnéticos a nivel atómico. Piensa en cada electrón como un pequeñísimo imán.

• En materiales no magnéticos (como la madera o el plástico), estos pequeños campos magnéticos internos están orientados al azar y se cancelan entre sí, haciendo que el material sea neutro, es decir, no magnético.

• En materiales magnéticos (materiales ferromagnéticos, como el hierro, níquel y cobalto), la estructura atómica permite que grandes grupos de estos campos atómicos, llamados dominios magnéticos, se alineen en la misma dirección. Cuando la mayoría de estos dominios están orientados de forma uniforme, el material se convierte en un imán. Este proceso de alineación, llamado magnetización, requiere exponer el material a un campo magnético externo fuerte.

Polos magnéticos de un imán

Todos ellos tienen dos extremos bien definidos llamados polos: el Polo Norte (N) y el Polo Sur (S). La fuerza magnética es más intensa en estos polos. Una regla fundamental del magnetismo, y muy conocida como dicho popular, es:

• Los polos opuestos se atraen: Norte atrae a Sur (N →← S).

• Los polos iguales se repelen: Norte repele a Norte (N ←→ N) y Sur repele a Sur (S ←→ S).

Esta es la misma base de funcionamiento de la brújula, cuyo polo norte magnético es atraído por el polo sur magnético de la Tierra (ubicado cerca del Polo Norte geográfico). Es imposible aislar un solo polo; si cortas un imán por la mitad, cada mitad instantáneamente desarrolla un nuevo par de polos. Por ello, se dice que no existen los monopolos magnéticos.

Diferencias entre imán y campo magnético

Comprender esta distinción es esencial para entender la física detrás del imán más potente.

1. El imán (la causa)

Es el objeto físico, el material (una barra de ferrita, un disco de neodimio) que actúa como la fuente que crea el magnetismo. Es un objeto medible por su masa (cantidad de materia), forma y composición (de qué está hecha la materia).

2. El Campo Magnético (el efecto y la medida)

El campo magnético es la zona invisible de influencia que rodea al imán. Es la forma en la que se manifiesta la fuerza magnética en el espacio. El campo magnético se representa mediante líneas de flujo que salen del polo Norte y entran por el polo Sur. Es a través de este campo que los imanes ejercen fuerza a distancia sobre otros objetos.

Para medir la potencia del imán más potente, medimos la intensidad de su campo magnético en teslas (T). Un tesla es la unidad del Sistema Internacional para la densidad de flujo magnético. Para ponerlo en perspectiva:

• Campo magnético de la Tierra: ≈ 0.00005 T

• Pieza magnética de nevera común:≈ 0.001 T

• Máquina de IRM de hospital: ≈ 1.5 T a 3 T

Tipos de imanes potentes

La fuerza, el costo y el uso de los imanes dependen de su composición. Hay tres categorías principales que nos llevan directamente a identificar cuál es el imán más potente.

1. Permanentes (la fuerza constante)

Conservan su magnetismo casi de forma indefinida. Los imanes permanentes más potentes que están disponibles comercialmente son los de tierras raras, que pueden dividirse en dos tipos: los imanes de neodimio y los de samario-cobalto:

• Neodimio (NdFeB): Están compuestos por neodimio, hierro y boro. Son, con diferencia, los imanes permanentes más potentes disponibles comercialmente. Su fuerza es asombrosa en relación con su tamaño (alta Energía Máxima de Producto, medida en MegaGauss Oersted, MGOe). Se clasifican por grados (N35 a N52), donde N52 es el más potente y el estándar actual para el imán más potente que puedes comprar. Ambos modelos están disponibles en Green Stuff World para realizar manualidades e incluir en miniaturas.

• Samario-Cobalto (SmCo): Menos potente que el neodimio a temperatura ambiente, pero con una resistencia superior a la temperatura (hasta ≈ 350ºC). Son cruciales en aplicaciones aeroespaciales y militares donde el calor es un factor limitante.

2. Temporales (magnetismo inducido)

Son materiales que exhiben magnetismo solo cuando están en la presencia de un campo magnético externo fuerte (como un imán permanente o un electroimán). A diferencia de los permanentes, pierden la mayor parte de su magnetismo rápidamente cuando el campo externo desaparece.

Un ejemplo claro es el clavo de hierro o el clip que se usa para unir papeles. Estos se adhieren fuertemente a una pieza magnética, pero si los separas, no conservan la capacidad de atraer otros objetos por sí mismos.

3. Electroimanes (la fuerza controlada y extrema)

Un electroimán genera un campo magnético a partir de una corriente eléctrica que fluye a través de una bobina de alambre.

• Ventaja: Su fuerza puede controlarse fácilmente al variar la corriente y pueden ser activados o desactivados.

• Potencia: Al ser alimentados con corrientes masivas, pueden generar campos magnéticos que superan con creces a cualquier permanente. El imán más potente absoluto del mundo es un tipo de electroimán.

Entonces, ¿cuál es el imán más potente?

Como ya hemos mencionado, la respuesta a esta pregunta tiene dos dimensiones: el campeón comercial y el campeón absoluto.

1. El imán más potente comercial

En el primer puesto del ranking de imanes más potentes comerciales está el imán de neodimio. Concretamente, el imán de neodimio N52, el grado más fuerte que existe, pues ofrece la mayor densidad de flujo magnético. Un pequeño cubo de neodimio de este grado puede levantar miles de veces su propio peso. Su potencia se debe a la estructura cristalina del neodimio que tiene una alta anisotropía magnética, es decir, posee una dirección preferida muy fuerte y estable para su magnetismo, así como gran resistencia a desalinear sus dominios magnéticos. Esto permite una inmensa magnetización.

Sin embargo, debido a esta intensa fuerza, los grandes imanes de neodimio deben manipularse con extrema precaución. Si dos piezas de cierto tamaño chocan, pueden romperse, lanzar fragmentos a alta velocidad o aplastar dedos u otras partes del cuerpo con la presión suficiente para causar lesiones graves.

2. El Imán Más Potente en el ámbito científico

El campeón industrial, y en realidad absoluto, en términos de intensidad de campo magnético, es un imán conocido como Electroimán Híbrido Superconductor. Está ubicado en el Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético (MagLab) de Florida, EE.UU.

• Récord sostenido: Alcanzó una intensidad de campo magnético constante de 45 teslas. Combina un solenoide externo de material superconductor, que genera el campo magnético de fondo, con una bobina de cobre interna que recibe una gran cantidad de energía para generar el campo magnético extremo.

• Récord pulsado: En el Laboratorio Nacional de Los Álamos (LANL), se han alcanzado campos magnéticos "no destructivos" de hasta 100 teslas y, en experimentos destructivos, campos aún mayores (cientos de teslas), pero estos solo duran fracciones de segundo.

45 teslas es el campo magnético sostenido más intenso creado por el hombre y es cerca de un millón de veces más fuerte que el campo de la Tierra, consolidándose como el imán más potente conocido de forma continua. Pero, por supuesto, los de este tipo no está disponible para fines comerciales, por lo que, para uso personal, el imán más potente que se puede comprar es el de neodimio N52.

¿Qué es el neodimio?

El neodimio es un elemento químico con el símbolo Nd y el número atómico 60. Pertenece a la serie de los lantánidos y se clasifica como un metal de tierras raras, aunque es más común en la corteza terrestre de lo que sugiere el término. Se identificó por primera vez a finales del siglo XIX mediante la separación de una sustancia anterior conocida como didimio. A pesar de su abundancia natural relativamente alta, el neodimio nunca se encuentra en forma metálica pura, sino que siempre está ligado a compuestos minerales.

Geológicamente, el neodimio se encuentra en minerales de tierras raras como la monacita y la bastnasita, donde se mezcla con otros elementos lantánidos. La extracción del neodimio implica un complejo proceso de refinado que incluye la trituración del mineral, el tratamiento químico y técnicas avanzadas de separación, como el intercambio iónico o la extracción con disolventes, para aislar el metal en forma utilizable. A medida que aumenta la demanda mundial de tecnologías avanzadas, también lo hace la importancia de la extracción y el procesamiento del neodimio.

Uno de sus usos más valiosos es la producción de imanes permanentes de alta resistencia, especialmente cuando se alea con hierro y boro. Estos imanes son fundamentales en muchas tecnologías modernas, como los motores de los vehículos eléctricos, los generadores de turbinas eólicas, los discos duros, los auriculares y los sistemas de audio de alto rendimiento. El neodimio también se utiliza en el campo de la óptica y los láseres, en particular en dispositivos que requieren una emisión de luz precisa, como los láseres médicos o los instrumentos científicos.

Aunque el neodimio es más abundante que algunos metales básicos, su distribución es desigual y su procesamiento es complicado, lo que le confiere una importancia estratégica. La mayor parte de la producción mundial se concentra en unos pocos países, siendo China el principal proveedor. Esto hace que el neodimio no solo sea un elemento tecnológicamente vital, sino también un factor clave en los debates sobre la seguridad de los materiales y el desarrollo industrial sostenible.

Imanes de neodimio en Green Stuff World

En la tienda online de modelismo de Green Stuff World contamos con una vasta variedad de imanes de neodimio para manualidades y modelismo. El diámetro de nuestros imanes N52 y N53 varía entre los 8 y los 2 milímetros. El grosor también puede diferir entre los 0,5 y los 2,5 milímetros. Además, en esta categoría se incluyen imanes con rotación para exponer naves espaciales, hacer detalles en un diorama o darles el uso que se te ocurra en cualquier otro proyecto.

Por último, también disponemos de imanes para carrocería RC que facilitan colocar y separar esta parte del coche, muy necesarios en esta disciplina para hacer las reparaciones pertinentes después de cada carrera. Gracias a la gran fuerza magnética de esta fuerza, no será necesario atornillar la carrocería como antiguamente, lo que convertía el proceso en una acción mucho más tediosa.

Por lo tanto, si quieres hacerte con el imán más potente del mundo de la mejor calidad del mercado, no olvides echar un vistazo al catálogo de GSW donde también encontrarás muchos más materiales para manualidades y dioramas, desde pinturas acrílicas hasta pegamentos, pasando por todo tipo de masillas y bits de resina.