El anti-imán

El magnetismo es, según el Centro Magnético, un fenómeno físico por el que algunos materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Este fenómeno tiene varias aplicaciones prácticas, como por ejemplo, la energía que se genera gracias a ellos en las turbinas de las centrales nucleares, térmicas o eólicas.

Magnetismo en imanes (el polo norte atrae al polo sur).

Brújula que funciona con el magnetismo de la Tierra para orientarse.

  Aunque se sabe cómo crear magnetismo, no se sabe cómo anularlo; por eso, un grupo de investigadores de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), integrado por Álvaro Sánchez Carles Navau, Jordi Prat-Camps y Du-Xing Chen, ha realizado un estudio en el que han desarrollado una fórmula para crear el anti-imán.

Actualmente, aislar un campo magnético no es muy complicado y existen ciertos sistemas de bloqueo a modo de pantallas que se utilizan habitualmente para ello; aunque con esto no se consigue anularlo. Por eso, además de este sistema de pantallas interior, el anti-imán estaría formado por un nuevo tipo de capa magnética que protegería a los campos magnéticos externos, con lo que se conseguiría que la propia pantalla no distorsionara el campo magnético, como ocurre con los sistemas de apantallamiento actuales. De esta forma, el anti-imán no podría detectarse desde el exterior.

a-b: campos magnéticos; c: apantallamiento interno con un anti-imán de uno de los campos; d-e-f: bloqueo del campo magnético incluso cuando no está completamente cerrado (f).

Este estudio servirá para desarrollar dispositivos capaces de bloquear cualquier campo magnético, lo que permitiría, por ejemplo, hacer resonancias magnéticas a pacientes que lleven marcapasos o implantes cocleares (en el oído interno), ya que el anti-imán protegería estos objetos para que no se vieran afectados por el magnetismo.

Hace unos meses, los investigadores pusieron en evidencia la viabilidad del anti-imán con un ordenador, al recrear un dispositivo formado por diez capas cilíndricas y un imán pequeño. Además, manifestaron que la capa se podría adaptar a otras formas geométricas y distintas funciones cuando el cilindro no se cierra totalmente.

Investigadores: Á. Sánchez y C. Navau

Materiales necesarios para fabricarlo:

El anti-imán se puede conseguir al superponer capas de materiales superconductores con diferentes propiedades magnéticas y materiales ferromagnéticos, formando un metamaterial, es decir, una capa interna superconductora recubierta de varias capas de un material ferromagnético, separadas por aire u otro material no magnético.

En su estudio, los investigadores han demostrado que se puede construir este metamaterial con materiales prácticos y tecnologías disponibles.

Ejemplo de una capa formada por metamateriales

Usos y aplicaciones:

El anti-imán podría evitar la detonación de minas magnéticas, lo que podría proteger los cascos de barcos de minas magnéticas submarinas; aunque también evitaría la detección de algunos objetos magnéticos (armas, explosivos,…), con el peligro que ello supone para la seguridad. Para evitarlo, habría que desarrollar sistemas de seguridad no magnéticos con los que se pudieran detectar estos materiales magnéticos.

También, podría tener otras aplicaciones tecnológicas ya que, al ser uno de sus componentes un material superconductor que debe estar muy refrigerado, podrían desarrollarse dispositivos capaces de "encender" y "apagar" el campo magnético variando la temperatura de la sala donde se encontrara dicho dispositivo.Además, tiene aplicaciones médicas, como por ejemplo, realizar resonancias magnéticas a enfermos con marcapasos o implantes cocleares, protegiendo con un anti-imán a estos aparatos de los campos magnéticos (los cuales distorsionarían su funcionamiento o el de las máquinas). Igualmente, debido a su capacidad de adoptar distintas formas o la posibilidad de no cerrarlo completamente, haría más viable su uso, ya que, por ejemplo, los marcapasos necesitan cables para conectarse a otras partes del cuerpo.

Imagen de una radiografía de un paciente con marcapasos, en la que se ven los cables que unen el marcapasos con el corazón.

Respecto a su futura comercialización, todavía tienen que desarrollarse experimentalmente dispositivos que cumplan exactamente estas propiedades. Sin embargo, podrían fabricarse versiones simplificadas que consiguieran un buen apantallamiento con poca distorsión del campo magnético, las cuales podrían fabricarse en poco tiempo, ya que, los superconductores con los que se fabricarían se pueden conseguir fácilmente y el único problema sería conseguir capas magnéticas con las propiedades deseadas.

Ventajas del anti-imán:

Los dispositivos pueden ser fabricados con materiales que ya existen y podría adoptar diferentes formas geométricas, siendo muy eficaz aunque el espacio a proteger no pueda cerrarse del todo.

Desventajas:

Se podría distorsionar un campo magnético externo colocado sobre la capa del anti-imán, por lo que el dispositivo tendría que ser combinado con varias capas exteriores de metamateriales para corregir esta distorsión y no interferir con el campo magnético. Además, podrían llegar a usarse de forma malintencionada.


**Debido a que este es un tema tan novedoso, no existen fotografías ni vídeos en los que se pueda observar gráficamente.

Bibliografía:

http://www.centromagnetico.com/magnetismo/introducción.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Magnetismo
http://universodoppler.wordpress.com/2011/09/27/cientificos-espanoles-desarrollan-el-primer-anti-iman/
http://iopscience.iop.org/1367-2630/13/9/093034/fulltext/
http://www.cuentamealgobueno.com/2011/10/inventan-un-anti-iman-que-esconde-cualquier-campo-magnetico/