Imanes de neodimio: guía completa para principiantes

Desde la revolución industrial hasta la actualidad, el magnetismo ha sido una fuerza esencial en el desarrollo tecnológico. Entre los diferentes tipos de imanes, los imanes de neodimio destacan por su increíble potencia y versatilidad. Estos pequeños pero poderosos dispositivos han cambiado la forma en que funcionan numerosas industrias, desde la automoción hasta la electrónica y la medicina. Incluso han influido en sectores del arte como el modelismo donde se usan para mantener las peanas firmes en algunas superficies, articular extremidades de miniaturas o crear dioramas desmontables, entre otros.

En este artículo, exploraremos en detalle qué son, cómo se fabrican, sus diversas aplicaciones y todo lo que necesitas saber sobre sus propiedades y usos.

¿Qué es un imán de neodimio?

Un imán de neodimio, imán NdFeB o imán de tierras raras; es un tipo de imán superpotente permanente fabricado a partir de una aleación de neodimio, hierro y boro (NdFeB). Son los imanes más potentes disponibles comercialmente y se utilizan en una gran variedad de aplicaciones debido a su extraordinaria fuerza magnética en comparación con su tamaño. Fueron desarrollados en la década de 1980 por General Motors y Sumitomo Special Metals, y desde entonces han revolucionado la industria magnética.

Destacan por su alta remanencia y coercitividad, lo que significa que mantienen su magnetismo durante largos períodos y son difíciles de desmagnetizar. Sin embargo, su fragilidad y susceptibilidad a la corrosión requieren que sean recubiertos con níquel, zinc o epoxi para mejorar su durabilidad. Se utilizan en motores eléctricos, generadores, discos duros, equipos médicos y más

¿Cómo se fabrican los imanes de neodimio?

El proceso de fabricación es complejo e involucra varias etapas. En primer lugar, los materiales base (neodimio, hierro y boro) se mezclan en proporciones precisas para obtener la combinación óptima que le dé a los futuros imanes la magnetización más alta. Luego, la aleación resultante se enfría en un horno especial, sin oxígeno y con un gas especial para evitar que los metales se oxiden. Cuando la aleación se enfría y se endurece, se tritura en polvo muy fino para asegurar que los elementos se distribuyan uniformemente para una mejor estructura del imán de neodimio, y a continuación se compacta dentro del molde que le dará la forma al imán. Para compactarlo, se utiliza un campo magnético en una prensa especial para este fin. Es la clave para que sea más denso, lo que se traduce en más átomos de los tres materiales en cada pieza.

Después, todas estas piezas se someten a un proceso de sinterización, es decir, se calientan casi hasta derretirlas, lo que consigue que las partículas se peguen unas con otras, haciendo al producto más compacto y resistente a la sinterización y al calor en general. Ahora, pasa por un proceso de magnetización para activar sus propiedades magnéticas, colocando los imanes en un campo magnético externo muy fuerte que alinea los átomos de neodimio, hierro y boro creando un imán permanente. La fuerza final está determinada por el campo magnético utilizado.

Por último, se protegen con una capa de níquel, zinc, cromo o resina epoxi para evitar que el agua, el oxígeno y otros agentes corroan el imán o lo dañe de otras formas.

¿Para qué se utiliza un imán superpotente NdFeB?

Los imanes de neodimio tienen una amplia variedad de aplicaciones debido a su extrema potencia y durabilidad. Uno de sus usos más comunes es en motores eléctricos de alto rendimiento, como los utilizados en vehículos eléctricos, drones y herramientas industriales. También se encuentran en generadores de energía renovable, dispositivos electrónicos avanzados, en la industria médica, juguetes o experimentos científicos. En concreto, se utilizan en:

• Automoción. Son esenciales en sensores, motores eléctricos, alternadores y sistemas de frenos regenerativos en vehículos híbridos y eléctricos. También se utilizan en cierres automáticos de puertas y en sistemas de sonido.

• Bombas, ventiladores, turbinas y generadores de energía renovable con turbinas eólicas.

• Dispositivos electrónicos. En discos duros, teléfonos móviles, auriculares, altavoces, micrófonos, entre otros. Los imanes de neodimio mejoran la calidad del sonido y el rendimiento de almacenamiento.

• Sistemas de iluminación. Se utilizan para sujetar y ajustar paneles de iluminación sin necesidad de tornillos o adhesivos. En lámparas LED y focos direccionales, permiten cambios rápidos en la orientación y el montaje.

• Industrias metalúrgicas. Se emplean en sistemas de recolección de partículas metálicas, imanes elevadores para manipulación de piezas pesadas y en la fabricación de herramientas magnéticas.

• Construcción. En la construcción, los imanes de neodimio permiten la fijación de paneles metálicos, la nivelación de estructuras y la alineación precisa de elementos prefabricados.

• Dispositivos médicos. Se emplean en resonancias magnéticas (RM), bombas de insulina y dispositivos de rehabilitación, permitiendo diagnósticos y tratamientos más avanzados.

• Elevadores magnéticos. Permiten la manipulación de cargas pesadas sin contacto físico, reduciendo el desgaste y mejorando la eficiencia en almacenes y fábricas.

• Levitación magnética. Se utilizan en trenes de levitación magnética (maglev) y en experimentos científicos para crear sistemas de transporte sin fricción.

• Motores magnéticos. Se encuentran en motores de alto rendimiento y baja fricción, utilizados en robótica, herramientas eléctricas y vehículos eléctricos.

• Industrias alimentarias. Los imanes de neodimio se usan en detectores de metales y separadores magnéticos para eliminar partículas metálicas de los alimentos durante su procesamiento, garantizando la seguridad alimentaria.

• Industrias del plástico. En estas industrias, los imanes de neodimio se usan en separadores magnéticos que eliminan impurezas metálicas del plástico reciclado. También son útiles en moldes y sistemas de sujeción magnética para facilitar procesos de fabricación.

• Industria del mueble. Los imanes de neodimio se utilizan en la industria del mueble para crear cierres magnéticos en puertas de armarios, cajones y vitrinas. También se emplean en sistemas de fijación sin tornillos, permitiendo un diseño más limpio y minimalista.

• Pesca con imanes. Es una actividad recreativa donde se usan imanes de neodimio para recuperar objetos metálicos sumergidos en ríos, lagos y mares.

• Hobby y modelaje. Son populares en la construcción de maquetas, figuras de acción, trenes en miniatura, carrocería RC, y otros proyectos para facilitar el ensamblaje a las peanas o bandejas de movimiento y otros elementos desmontables.

¿Por qué son tan fuertes los imanes de neodimio?

La increíble fuerza de los imanes de neodimio se debe a su estructura atómica y a la combinación de una cantidad específica de neodimio, hierro y boro. Esto permite una fuerte alineación de los dipolos magnéticos, lo que genera un campo magnético extremadamente poderoso. Además, tienen una alta remanencia, lo que significa que retienen su magnetismo durante largos periodos sin necesidad de una fuente de energía externa.

Otro factor clave es su alta coercitividad, que les permite resistir la desmagnetización incluso en condiciones adversas. Su potencia supera con creces la de un imán permanente de otro tipo, como los de ferrita o alnico, convirtiéndolo en la opción preferida para aplicaciones donde se requiere una gran fuerza magnética en un tamaño compacto.

¿Cuanto dura un iman de neodimio​?

Los imanes de neodimio pueden durar décadas si se mantienen en condiciones adecuadas. Bajo uso normal, pierden menos del 1% de su magnetismo en 100 años, lo que los hace prácticamente permanentes para la mayoría de aplicaciones. Su longevidad depende de factores como la temperatura a la que se exponen, la presencia de humedad y golpes mecánicos que puedan fracturarlos.

Sin embargo, si se someten a temperaturas elevadas superiores a su punto de Curie (alrededor de 310-400 °C, dependiendo del grado), pueden perder su magnetismo de forma irreversible. También pueden deteriorarse si no tienen un recubrimiento adecuado, ya que la exposición a la humedad puede provocar oxidación y degradación estructural.

¿Son seguros los imanes de neodimio?

Los imanes de neodimio no son tóxicos, pero pueden representar un peligro si no se manejan correctamente. Debido a su gran fuerza magnética, pueden pellizcar la piel o causar heridas graves. Si dos de estas piezas se acercan demasiado, se pueden atraer con una fuerza considerable y romperse en fragmentos afilados que pueden causar lesiones.

Además, existen varios tamaños, desde un milímetro hasta varios centímetros, los más comunes, por lo que representan un riesgo significativo para la ingesta, especialmente en niños. Si una persona se traga dos o más imanes, pueden unirse dentro del sistema digestivo, causando bloqueos o perforaciones intestinales graves. Por esta razón, en muchos países se han restringido o regulado algunos de estos productos.

Otras preguntas frecuentes sobre el imán superpotente NdFeB

• ¿De que estan hechos los imanes de neodimio​?

Normalmente, son una mezcla de neodimio, hierro y boro, a lo que se le suma una capa final de otro elemento para protegerlo de la corrosión y la oxidación, manteniéndolo alejado de la humedad y del oxígeno del aire. 

• ¿Se oxidan?

Sí, los imanes de neodimio son altamente susceptibles a la oxidación y la corrosión. Para evitarlo, suelen recubrirse con una o varias capas de níquel, cobre, resina epoxi y otros componentes. Este recubrimiento los protege de la oxidación y posibles impactos. Sin embargo, si se daña o se desgasta, el imán estará desprotegido y puede oxidarse.

• ¿Los imanes de neodimio pueden dañar los teléfonos móviles?

Sí, pueden afectar algunos componentes electrónicos sensibles a los campos magnéticos, interfiriendo en las lecturas de la brújula digital y los sensores magnéticos del teléfono. Además, puede dañar otros dispositivos que funcionan con elementos magnéticos como tarjetas de crédito o discos duros, si se colocan demasiado cerca.

• ¿Se pueden llevar imanes de neodimio en un avión?

Sí, pero con limitaciones. Están regulados por las normas IATA, por lo que según la cantidad y tamaño pueden clasificarse como mercancía peligrosa. Se deben embalar según las especificaciones de este reglamento para garantizar interferencias con los instrumentos de navegación. Siempre es recomendable consultar con la aerolínea antes de transportarlos.

• ¿Los imanes de tierras raras se desgastan?

No se desgastan con el uso, pero pueden perder fuerza si se exponen a altas temperaturas, golpes fuertes o corrosión si la capa de protección se daña.

• ¿A qué temperatura pierden su magnetismo los imanes de neodimio?

A partir de los 80 °C algunos neodimios pueden comenzar a perder magnetismo. Las láminas de neodimio y las cintas magnéticas, a partir de los 85 ºC. Si se sobrepasan los 310-400 °C (dependiendo del tipo), la desmagnetización es irreversible. Por su parte, un imán de ferrita, aguanta temperaturas de hasta 250 ºC sin desmagnetizarse.

• ¿Todos los imanes son de neodimio?

No, existen otros tipos como los de ferrita (cerámicos), alnico y samario-cobalto:

• Imán de ferrita (cerámicos). Están compuestos de óxidos de hierro y otros metales. Son menos potentes pero más económicos y resistentes a la corrosión, por lo que se utilizan en altavoces, motores eléctricos y cerraduras magnéticas.

• Imán de alnico. Están fabricados con aluminio, níquel y cobalto, y son altamente resistentes a temperaturas extremas. Se usan en instrumentos de medición, sensores y motores industriales.

• Imán de samario-cobalto. Este imán superpotente de tierras raras son parecidos a los de neodimio pero con una mayor resistencia térmica y a la corrosión. Se utilizan en aplicaciones aeroespaciales, militares y médicas donde se requieren imanes potentes y duraderos.

• Imán flexibles. Están hechos de material plástico o goma mezclado con polvo de ferrita, lo que les da flexibilidad. Se utilizan en etiquetas magnéticas, publicidad y sellos de nevera.

• Imán electromagnéticos. A diferencia de los permanentes, generan un campo magnético sólo cuando una corriente eléctrica pasa a través de ellos. Son los que se incorporan a las grúas industriales, trenes maglev y dispositivos médicos como resonancias magnéticas.

• ¿Los imanes de neodimio son conductores?

Un imán superpotente NdFeB no es un buen conductor eléctrico, aunque tiene cierta conductividad debido a su contenido de metal.

• ¿Los imanes de neodimio son caros?

Depende de su tamaño y potencia, pero suelen ser más costosos que los imanes de ferrita debido a los materiales utilizados en su fabricación. Los más pequeños pueden costar unos pocos céntimos la unidad (suelen venir en packs) y los más grandes cientos de euros.

• ¿Los imanes de neodimio son de grado alimenticio?

No, un imán superpotente NdFeB no es considerado de grado alimenticio, no está diseñado para entrar en contacto directo con los alimentos, ya que puede liberar partículas de metales pesados si su recubrimiento se daña.

Para aplicaciones en la industria alimentaria, se recomienda un imán superpotente NdFeB con recubrimientos específicos aprobados para contacto con alimentos, como acero inoxidable de grado alimenticio, que garantizan seguridad y evitan la contaminación.

• ¿Son ilegales los imanes de neodimio?

No, aunque en algunos países su venta está regulada para evitar accidentes, especialmente en juguetes infantiles.

• ¿Son permanentes?

Sí, los NdFeB son imanes permanentes, lo que significa que conservan su magnetismo de forma indefinida en condiciones normales de uso. Solo pueden perder su fuerza si se exponen a altas temperaturas, golpes fuertes o desmagnetización intencional mediante un campo magnético opuesto.

• ¿Un iman NdFeB es radiactivo?

No, no son radiactivos. A pesar de ser un material de tierras raras, no emiten radiación y son seguros para su uso en aplicaciones industriales, médicas y domésticas.

• ¿Los imanes de neodimio son los más fuertes?

Sí, son los más fuertes disponibles comercialmente. Tienen una fuerza magnética superior a la de otros tipos de imán, como los de ferrita o alnico, lo que los hace ideales para aplicaciones que requieren gran potencia en un tamaño compacto.

• ¿Se pueden taladrar?

No se recomienda taladrar o serrar los imanes de neodimio, ya que son frágiles y pueden romperse fácilmente durante el proceso, así como perder parte de su capa protectora. Por otra parte, el calor generado por la perforación puede desmagnetizarlos y este proceso generaría polvo inflamable. De la misma manera, no se pueden soldar, pues el calor extremo de la soldadura los puede desmagnetizar y dañar su estructura.

• ¿Pueden los imanes de neodimio recoger monedas?

Solo pueden atraer monedas que contengan metales ferromagnéticos, como el hierro o el níquel. Muchas monedas están hechas de otros metales no magnéticos, como cobre o aluminio.

• ¿Un imán superpotente NdFeB quitan las etiquetas de seguridad?

Algunas etiquetas de seguridad utilizan mecanismos magnéticos, por lo que sí que pueden interferir con ellas. Sin embargo, la manipulación de etiquetas de seguridad sin autorización es ilegal.

• ¿Se rompen fácilmente?

Sí, a pesar de su gran fuerza magnética, el imán NdFeB es frágil y puede romperse o astillarse si se golpean o se dejan caer sobre una superficie dura.

• ¿Tienen norte y sur?

Sí, como cualquier imán, los imanes de neodimio tienen un polo norte y un polo sur. La orientación de estos polos determina cómo interactúan con otros imanes y campos magnéticos. Por ello, también se repelen si se enfrentan con el mismo polo (norte con norte o sur con sur) debido a la naturaleza de los campos magnéticos.

• ¿Con qué pegar los imanes de neodimio?

Se recomienda usar adhesivos fuertes como epoxi o cianoacrilato. Antes de pegarlos a una superficie, es importante asegurarse de que ésta esté seca y limpia para lograr una adhesión duradera.

• ¿Cuánto peso puede soportar un imán de neodimio?

Depende del tamaño y grado del imán. Algunos pueden soportar unos pocos gramos, mientras que los más grandes pueden levantar decenas o incluso cientos de kilogramos.

Uno de los indicadores más claros de la potencia de un imán es su grado, que indica la fuerza que su campo magnético puede generar. Esta clasificación se representa con una “N”, según un número (por ejemplo, N35, N42, N52). El número, hace referencia al “producto energético máximo” de la pieza, medido en Mega Gauss Oersteds (MGOe). Por lo tanto, cuanto mayor sea el número, más fuerte es el imán de neodimio. Por ejemplo, un N42 es más fuerte que un N35. Existe una tabla con los valores estandarizados para cada grado de imán, donde se pueden consultar los valores numéricos de: Remanencia (Mr), Coercividad (Hci) y Producto energético máximo (BHmax). Actualmente, el grado más alto que se fabrica es el N35, y los más comunes son el N35, N38, N40, N42, N45, N48, N50, N52.

Aunque no es común encontrar otros grados en el mercado, existen imanes de neodimio personalizados, pero suele requerir procesos de fabricación más complejos y costosos. Además, cabe recalcar que el tamaño y la forma son factores que influyen en su fuerza. Por otro lado, según la forma de fabricación y los productos empleados, pueden tener mayor o menor resistencia al calor, un factor importante para varias industrias.