La historia de los imanes

• Cuándo se descubrieron los imanes?
• Quién descubrió el primer imán?
• Dónde se utilizaron los primeros imanes?
• De dónde viene la palabra "imán"?
• Quien aprobó que la tierra es un íman?
• Cómo han evolucionando los imanes a lo largo del tiempo?

La larga historia de los imanes comenzó con el descubrimiento de las piedras magnéticas por primera vez. El mineral negro de hierro y oxígeno se llama hidróxido de hierro y se formó naturalmente por vulcanismo. En la actualidad, se han identificado más de 9.600 sitios.

Uno de los usos más antiguos del magnetismo fue probablemente la conocida brújula. Numerosas fuentes y estudios prueban su uso. En 1100, los chinos encontraron su guía en la brújula, poco después en 1220 fue utilizada por los árabes y luego 30 años más tarde por los escandinavos.

Pierre de Maricourt fue el primero en estudiar el magnetismo de una manera completamente sistemática. El 8 de agosto de 1269, registró los resultados de la investigación por escrito y hizo las siguientes observaciones: los mismos polos magnéticos se repelen entre sí, y la ruptura crea dos imanes más, que son muy pequeños.

La historia, la formación y el desarrollo de los imanes continúan, y año tras año salen a la luz nuevos descubrimientos.

¿Cuándo se descubrieron los imanes?

El descubrimiento de los imanes fue transmitido al señor Millet en muchas menciones. Según innumerables declaraciones y leyendas, descubrió la primera piedra magnética en el año 600 a.C.

El descubrimiento de las piedras magnéticas ha cambiado el mundo entero. Hoy en día, los imanes se utilizan en una amplia gama de áreas diferentes. Se utilizan en transformadores, motores eléctricos, monitores de computadora, televisores, micrófonos y altavoces. Mientras tanto, sin embargo, las piedras magnéticas también se han utilizado en juguetes y joyas.

¿Quién descubrió el primer imán?

Numerosas menciones escritas dicen que Thales de Millet descubrió el primer imán. Vivió en Grecia 600 años antes de Cristo y fue un investigador inteligente en el campo de la electricidad y el magnetismo. Siempre estaba ocupado con su investigación, estudiando las fuerzas de atracción entre los imanes y una resina de ámbar.

¿Dónde se utilizaron los primeros imanes?

La piedra magnética natural no es una piedra real, sino un óxido de hierro magnetizado. Las primeras aplicaciones para esto se encontraron en China. En el siglo III a.C., fuentes de China mencionan propiedades atractivas. A menudo se ha hecho referencia a la piedra magnética como la piedra del amor. Los habitantes de China le dieron este nombre especial a la piedra porque atrae el hierro, como una madre amorosa atrae a sus hijos.

Los chinos usaban una brújula que tenía una cuchara de magnetita orientada al sur. Esto mostró las cuatro direcciones. Sin embargo, cabe mencionar en este punto que la brújula original en ese momento se usaba más para la adivinación. En el contexto del Feng Shui, se pretendía principalmente determinar la orientación de los diferentes edificios.

En el siglo I d.C., se inventó la aguja flotante. Finalmente, habían descubierto que los imanes también podían magnetizarse con otras cosas. Una aguja de hierro sostenida cerca de una piedra magnética también adquiere propiedades magnetizantes. Luego puede colocar la aguja magnética en el corcho. Tan pronto como coloque el corcho en una superficie de agua tranquila, notará que la aguja siempre gira en dos direcciones cardinales específicas: un lado de la aguja apunta hacia el sur y el otro hacia el norte.

Poco después, Petrus Peregrinus publicó en 1269 su obra Epistola de Magnete. Este tratado es el primero que trata de la indestructibilidad de las piedras magnéticas y las describe detalladamente. Además, los lectores curiosos encontraron aquí las primeras investigaciones detalladas sobre la aguja vibrante de la brújula. Ésta era un componente fundamental de la brújula seca. Hacia 1300, esta brújula apareció en la navegación medieval. Peregrinus inició numerosos experimentos y finalmente formó una esfera a partir de un gran imán. Poco después, descubrió que la aguja del imán siempre se alineaba con los distintos polos.

Investigación y aplicación en los tiempos modernos

En 1600, la exploración científica comenzó con el trabajo de William Gilbert. En su obra De Magnete, describe la tierra como un gran imán. Descubrió la analogía del campo magnético de la Tierra con los diferentes imanes. En última instancia, gracias a esta forma de trabajar, también pudo explicar la brújula en detalle.

De año en año, se descubrieron más y más propiedades fundamentales del magnetismo. Numerosas explicaciones confirmaron estas propiedades descubiertas. En 1864, el físico escocés James Clerk Maxwell fue el primero en establecer la conexión entre el magnetismo y la electricidad. Hasta el día de hoy, se conocen las ecuaciones de Maxwell que desarrolló. Forman la base de la electricidad y el magnetismo. Desde el siglo XIX, se encuentran entre los logros más importantes de la física y las matemáticas.

Mientras tanto, los imanes se utilizan en forma de joyas para curar enfermedades. La Sra. von Bingen descubrió el poder curativo de las piedras magnéticas en Europa. En el siglo XII, se dio cuenta de que el uso de imanes en el tratamiento de numerosas dolencias de salud lograba poderes curativos positivos. Observó procesos de curación analgésicos y relajantes. Además, el proceso se ha acelerado significativamente gracias al efecto cicatrizante. Unos 300 años después, el médico Paracelsus también se refirió a los efectos curativos de los imanes. Sin embargo, no fue hasta unos siglos más tarde que Herr von Humboldt descubrió la piedra magnética serpentina verde curativa. Por primera vez, la idea de la joyería magnética adquirió características más concretas, pero hoy sabemos que los chinos ya conocían el poder curativo de los imanes hace varios milenios.

¿De dónde viene la palabra imán?

Hay dos teorías posibles para el nombre de origen del cuerpo que atrae el hierro. Según Lucrecio, la piedra recibió su nombre del paisaje de Tesalia, porque se dice que fue aquí donde los griegos encontraron el imán antes que nadie.

Según Plinio, fue descubierto por un pastor solitario llamado Magnes. Cuenta la leyenda que en el monte Ida, cerca de Troya, se aferró a él con los clavos de hierro de las suelas de sus zapatos y la punta de hierro de su cayado de pastor.

¿Quién aprobó que la tierra es un imán?

Hace más de mil años, los chinos y los mongoles reconocieron la dirección norte de los cuerpos magnetizados. Poco después, en 1600, el médico y filósofo natural inglés William Gilbert publicó su obra De Magnete. Fue allí donde se dio cuenta por primera vez de que la tierra era la causa de las diferentes orientaciones de la aguja de la brújula.

Henry Gellibrand llevó a cabo algunas mediciones detalladas en Londres, que también demostraron que el campo magnético no es estático, sino que cambia lentamente de vez en cuando.

A principios del siglo XIX, se desarrollaron fuertes impulsos en el estudio del campo magnético de la Tierra. Así, por ejemplo, se fundó la Sociedad Magnética en Göttingen y Carl Friedrich Gauss finalmente logró establecer una teoría significativa y completa sobre el magnetismo en nuestra tierra. En 1839, finalmente pudo demostrar que la mayor parte del campo magnético de la Tierra se origina en el interior de la Tierra.

¿Cómo han evolucionado los imanes a lo largo del tiempo?

Desde el primer descubrimiento de piedras magnéticas, han evolucionado de milenio en milenio. En las siguientes líneas se explican las diferentes piedras magnéticas que se han ido descubriendo y desarrollando a lo largo del tiempo. Numerosas piedras pertenecen a los imanes de tierras raras y, por lo tanto, comprenden un grupo de imanes permanentes. Entre ellas se encuentran, por ejemplo, las siguientes piedras magnéticas: samario-cobalto y neodimio.

Imanes de ferrita 

Los imanes de ferrita se reconocen por su color oscuro, negro o antracita. Seguramente, la mayoría de la gente ha tenido en sus manos un imán de ferrita en forma de imán de nevera. Sin embargo, los curiosos y los amantes de los imanes se preguntan qué más hay que saber sobre los ferritas.

Hoy en día, los imanes de ferrita dura se cuentan entre los materiales magnéticos más extendidos. Las materias primas son el dióxido de hierro y el carbonato de estroncio. Con ferrita dura se pueden fabricar imanes isótropos y anisótropos. Los imanes anisótropos de ferrita tienen una densidad de energía significativamente mayor que los isótropos. Es más de un 300% superior. Según el material de partida, pueden dividirse en ferrita de bario y ferrita de estroncio coercitiva.

Entre las propiedades más importantes de los imanes permanentes de ferrita están su excelente resistencia a la corrosión y su alta capacidad funcional entre -40 grados Celsius y +250 grados Celsius. También son muy resistentes a los productos químicos. No pueden ser dañados por la intemperie y la oxidación, ya que son insensibles a ellas. Además, no son tóxicos y son respetuosos con el medio ambiente en cuanto a su destrucción en vertederos.

Según la norma china, los imanes de ferrita se clasifican en Y10, Y30 y Y35. Las clases americanas son, por tanto, C5, C8 y C11. En Europa, la abreviatura "HF" significa imán de ferrita. Los imanes de ferrita se utilizan principalmente para altavoces y imanes de motor. Pero los imanes permanentes de ferrita también desempeñan un papel importante en la ingeniería eléctrica, la industria automovilística y de vehículos, así como en la tecnología médica, la minería y la metalurgia. Además, forman el núcleo de numerosos imanes para tableros de anuncios que se utilizan en la oficina o en el ámbito de las aficiones.

Imanes de neodimio 

El neodimio, o "Nd" para abreviar, es uno de los elementos menos espectaculares de las tierras raras y fue extraído por primera vez por Carl Auer von Welsbach a finales del siglo XVIII. A estas alturas, sin embargo, hay imanes mucho más importantes, como el escandio, necesario sobre todo para los cristales láser, o el llamado itrio, que se utiliza como sustituto del diamante y para piedras preciosas. Sin embargo, el neodimio tiene una propiedad decisiva e importante, ya que es el más destacado en el equipo de las tierras raras. Por ello, es comprensible que los imanes de neodimio no sean imanes sin neodimio.

El neodimio fue descubierto y inventado por Carl Friedrich Auer von Welsbach. Pero como suele ocurrir con los grandes inventos, en este caso participaron un total de cuatro descubridores. Carl Gustav Mosander extrajo la tierra rara didimio del óxido de lantano. Algún tiempo después, en 1874, Per Teodor Cleve observó que no se trataba de uno, sino de dos elementos. Lecoq de Boisbaudran extrajo el mineral samarskita del didimio en 1879. Sólo seis años más tarde, Carl Auer von Welsback consiguió finalmente separar el didimio en los llamados neodimio y praseodimio. Estos dos elementos podían formar sales de diferentes colores. Sin embargo, el neodimio metálico puro no se produjo hasta 1925.

El neodimio forma el compuesto NdFeB en una aleación con boro y hierro; con ayuda de este material se pueden fabricar todavía hoy los imanes permanentes más potentes. El imán de neodimio tiene mucha más energía que el imán de acero AlNiCo, por lo que se utiliza principalmente cuando se necesitan imanes permanentes fuertes en poco volumen. Ejemplos dignos de mención son los generadores, los motores y los discos duros.

Los imanes de neodimio clásicos se designan con una "N" y un número determinado, que indica la respectiva fuerza magnética. Por regla general, los valores se sitúan entre N35 y N50. Sin embargo, el imán de NdFeB también tiene una desventaja y es su enorme susceptibilidad a la corrosión.

Imanes AlNiCo

Básicamente, se puede decir que los imanes de AlNiCo son los llamados imanes permanentes. El imán de acero se desarrolló en 1931. Durante el proceso de producción de estos imanes, las piezas metálicas ferromagnéticas son magnetizadas por un fuerte campo magnético, que acaba convirtiéndolas en imanes permanentes. Por eso, su fuerza magnética dura décadas.

Los imanes AlNiCo se componen de aluminio, cobalto y níquel. Dependiendo de la composición del material, también contienen hierro, cobre y titanio. Mediante distintos procesos de fabricación, pueden producirse imanes isótropos y anisótropos con distintos valores magnéticos.

Los imanes permanentes tienen una resistencia especialmente buena a los disolventes, pero limitada a los ácidos. Esto significa que sólo son resistentes a concentraciones de ácido inferiores al 10%. Esto no incluye ácidos inorgánicos como el ácido cítrico o el agua de mar, porque dañan los imanes de AlNiCo. En cambio, tienen una alta remanencia y una excelente resistencia a la corrosión. Además, los aceites, disolventes orgánicos, alcoholes y gasolina no pueden dañarlos. En caso necesario, los imanes de AlNiCo pueden eliminarse de forma respetuosa con el medio ambiente.

Es importante saber que estos imanes permanentes sólo pueden mecanizarse con la ayuda de herramientas diamantadas.

Imanes de samario-cobalto

El samario-cobalto se abrevia como "SmCo" y se desarrolló hacia finales de los años sesenta. Se trata de una aleación del metal de tierras raras samario con el llamado metal cobalto. Las abreviaturas son "Sm" y "Co". El samario-cobalto puede producirse en dos estructuras de aleación: por un lado, SMCo5 sin contenido de hierro y, por otro, Sm2Co17 con un contenido de hierro de alrededor del 20 al 25 por ciento.

En los años 70, el samario cobalto era el material con mayor densidad de energía conocida. Así continuó hasta el descubrimiento del material neodimio-hierro-boro. El polvo metálico de samario cobalto se sinteriza en condiciones adecuadas de tratamiento térmico. Esto permite alcanzar la densidad y la orientación magnética completas.

Debido a la composición del material, los imanes tienen un campo magnético extremadamente fuerte. Además, suelen tener una resistencia especialmente buena a la llamada desmagnetización. La alta resistencia a la corrosión permite calentarlos a temperaturas de hasta 300 grados Celsius.

Créditos de las fotos:

Magnetit: Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0
Naturalis historia: Public domain
Epistola de Magnete: Public domain
Campo magnético terrestre: gemeinfrei, vgl. http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Magnet_Erde2n2.gif&filetimestamp=20070214183707&
Retrato de William Gilbert: Public domain
Retrato de James Clerk Maxwell: Public domain
Imanes de neodimio : magnets4you
Imanes de samario-cobalto: magnets4you