Magnetismo

Magnetismo se define como el fenómeno físico por medio del cual ciertos materiales tienen la capacidad de atraer o repeler a otros materiales, basándose su origen en el movimiento de partículas cargadas el magnetismo forma parte de la fuerza electromagnética siendo una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza.

Muchos de nosotros hemos experimentado con el magnetismo mediante el uso de imanes, un imán es un material que dispone de una alta capacidad magnética para atraer a materiales ferromagnéticos como el hierro, acero, níquel… así como de repeler o atraer a otros imanes, el origen de dichas fuerzas de atracción o repulsión magnética reside en la distribución a nivel atómico de los electrones que componen el imán.

Tal y como hemos descrito en la definición de magnetismo su origen físico reside en la existencia de partículas cargadas eléctricamente y en movimiento, por ello los electrones son considerados como pequeños imanes dado a que son partículas cargadas las cuales se mueven u orbitan alrededor del núcleo atómico, así como giran sobre su propio eje de simetría (espín). Todos estos movimientos de los electrones crean pequeñas fuerzas magnéticas las cuales son responsables de la capacidad magnética de un material u otro.

Realmente todos los materiales son magnéticos lo que ocurre es que existen materiales que disponen de una distribución desigual de sus electrones anulándose las distintas fuerzas magnéticas originadas, por otro lado, existen materiales que disponen de una gran cantidad de electrones distribuidos en una misma dirección de tal forma que las distintas fuerzas magnéticas originadas se suman creando un efecto magnético a escala macroscópica.

Por otro lado cuando hacemos circular un flujo de electrones a través de una cable eléctrico, es decir aplicamos una corriente eléctrica, obtenemos magnetismo debido al movimiento de dichos electrones a través del cable, por lo que la electricidad y el magnetismo se encuentran estrechamente ligados siendo considerados a ambos como un único fenómeno físico conocido como electromagnetismo el cual junto con la gravedad, la nuclear débil y la nuclear fuerte componen las 4 fuerzas fundamentales de la naturaleza.

Esta estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo hace que cualquier campo magnético lleve asociado un campo eléctrico y viceversa, el conocimiento de dichos fenómenos han permitido el desarrollo de generadores eléctricos mediante la rotación de imanes cerca de una bobina así como el desarrollo de los motores eléctricos los cuales mediante la aplicación de corriente eléctrica próxima a un imán producen un movimiento mecánico el cual puede ser aprovechado para mover por ejemplo las ruedas de una motocicleta.

El estudio del magnetismo 

Como ya se ha dicho, Tales y Platón describen los efectos magnéticos. Pero, parece que fue Empédocles (siglo V a. de C.) el primero en tratar de encontrar una explicación a este fenómeno y responder a la pregunta: ¿por qué atrae el hierro al imán? Para él, el hierro es “empujado” hacia el imán porque produce emanaciones y porque el imán es una sustancia porosa, de forma que el tamaño de los poros del imán corresponde al de las emanaciones del hierro, así este es arrastrado tras las emanaciones y atraído. Una explicación muy similar fue recogida por Lucrecio en su De rerum natura (siglo I).

Peter Peregrinus de Maricourt, conocido también como Pedro el Peregrino fue un estudioso francés del siglo XIII que realizó experimentos sobre magnetismo y escribió el primer tratado existente para las propiedades de imanes. Su trabajo se destaca por la primera discusión detallada de una brújula. Fue el primero en definir los polos magnéticos y las leyes de la atracción y de la repulsión.

El cosmógrafo español Martín Cortés de Albacar, formado en Zaragoza y en la escuela de pilotos de Cádiz, descubrió y situó el polo magnético en Groenlandia en 1551 para los navegantes españoles e ingleses (su libro fue traducido y muy reimpreso en Inglaterra) facilitando así considerablemente la navegación. Galileo Galilei y su amigo Francesco Sagredo se interesaron en el magnetismo engastando un buen trozo de roca magnética de más de kilo y medio en un bello artilugio de madera; la magnetita se disponía de tal manera que, a modo de imán, atraía una bola de hierro de casi cuatro kilos de peso; pero la falta de aplicaciones prácticas y económicas del invento desalentó más experimentación por parte de estos destacados científicos italianos. En 1600 el médico y físico William Gilbert publicó en Londres su obra De magnete, magneticisque corporibus, et de magno magnete tellure; Physiologia noua, plurimis & argumentis, & experimentis demostrata (“Sobre el imán y los cuerpos magnéticos y sobre el gran imán la Tierra”), para abreviar citado como De magnete, fue el primero en considerar la Tierra como un gigantesco imán para poder explicar así el funcionamiento de la brújula.

Estableció las bases del estudio profundo del magnetismo consignando las características y tipologías de los imanes y realizando todo tipo de experimentos cuidadosamente descritos. Observó que la máxima atracción ejercida por los imanes sobre los trozos de hierro se realizaba siempre en las zonas llamadas “polos” del imán. Clasificó los materiales en conductores y aislantes e ideó el primer electroscopio. Descubrió la imantación por influencia y fue el primero en apercibir que la imantación del hierro se pierde al calentarlo al rojo. Estudió la inclinación de una aguja magnética concluyendo que la Tierra se comporta como un gran imán.


El conocimiento del magnetismo se mantuvo limitado a los imanes hasta que en 1820 Hans Christian Ørsted, profesor de la Universidad de Copenhague, descubrió que un hilo conductor sobre el que circulaba una corriente que ejercía una perturbación magnética a su alrededor, que llegaba a poder mover una aguja magnética situada en ese entorno. Muchos otros experimentos siguieron con André-Marie Ampère, Carl Friedrich Gauss, Michael Faraday y otros que encontraron vínculos entre el magnetismo y la electricidad. James Clerk Maxwell sintetizó y explicó estas observaciones en sus ecuaciones de Maxwell. Unificó el magnetismo y la electricidad en un solo campo, el electromagnetismo. En 1905, Einstein usó estas leyes para comprobar su teoría de la relatividad especial, en el proceso mostró que la electricidad y el magnetismo estaban fundamentalmente vinculadas.