Manual de Biomagnetismo Uach

Universidad Autnoma ChapingoDepartamento de Fitotecnia

MANUAL DE PAR BIOMAGNETICO

Dr. Miguel Ojeda Rios

2 edicin

I N D I C E INTRODUCCION .. MAGNETISMO .. REGIN BIOMAGNTICA... TCNICAS DE RASTREO... PLANTAR REFLEX TCNICA DE RASTREO PLANTAR REFLEX. TEST MUSCULAR. TEST MUSCULAR (MUSCULO FUERTE INDICADOR) ... ARM REFLEX. CLASIFICACIN DE PARES.. LISTA DE PARES.. DESCRIPCIN CLINICA DE LOS PARES BIOMAGNETICOS. PARES ESPECIALES... PUNTOS DE RASTREO DE LA CABEZA. PUNTOS DE RASTREO DE LA CABEZAPUNTOS DE RASTREO DEL TORAX. PUNTOS DE RASTREO DE LA ESPALDA.. PUNTOS DE RASTREO DE LA FRENTE Y PELVIS.. PUNTOS DE RASTREO DE LA ZONA PELVICA PUNTOS DE RASTREO DE LAS EXTREMIDADES INFERIORES. PUNTOS DE RASTREO DE LA CAVIDAD PELVICA Y UTERO.. PUNTOS DE RASTREO DEL PERINE.. PUNTOS DE RASTREO DE LA REGION POSTERIOR DEL CUERPO. RESERVORIOS. ... RESERVORIOS ESPECIALES... PARES DEL HIGADO (HEPATITIS) .. TRIANGULO DE SANACION.. SANACION MULTIDIMENSIONAL. MODELO DE SANACION. ESPACIOS DE CONCIENCIA. CONEXIN CUERPO MENTE.

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FLUJO DE VASO CONCEPCIN .. EQUILIBRACION DE LA COLUMNA VERTEBRAL. EQUILIBRACION DE LOS PLANOS CORPORALES. FLUJO VITAL.. TECNICA DE INDUCCIN AL ESTADO DE TRANCE... FORMATOS NEUROLOGICOS.. HOLOGRAMA NO. 1. HOLOGRAMA NO. 2. MODOS DIGITALES. MODOS DIGITALES VARIOS. EMOCIONES DE LOS 5 ELEMENTOS

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Manual de Biomagnetismo

INTRODUCCION

Este trabajo tiene la intencin de presentar los conceptos bsicos de la terapia de par biomagnetico que descubri el Dr.

Isaac Goiz Duran, adems de presentar tcnicas adicionales en biomagnetismo.

Mi deseo es hacerte participe de estos conocimientos para expandir la sanacin a todos los niveles de vida. Estar sano

requiere autoconocimiento, estar en sincrona y armona con lo que somos para alcanzar tus mejores anhelos.

Te invito a que pongas todo tu corazn, tu espritu y tu mente, y sobre todo la intencin de que lo que hagas sea para bien

de toda la humanidad.

Bienvenido al mundo maravilloso de la sanacin.

Miguel

0 Dr. Miguel Ojeda Rios


EL MAGNETISMO

QU ES Y CMO SE GENERA?

El magnetismo es una propiedad de la materia, es una manifestacin de la energa de los electrones, las partculas

fundamentales de la carga elctrica negativa. Los electrones son el origen fundamental del magnetismo y cada electrn

tiene un momento magntico, es decir, cada uno se comporta como un pequesimo imn el cual puede actuar en

cualquiera de dos direcciones opuestas.

Las ecuaciones de Maxwell y la ley de Biot-Savart describen el origen y comportamiento de los campos que gobiernan estas

fuerzas1. El magnetismo siempre se manifiesta cuando existen partculas elctricas en movimiento. ste puede surgir ya sea

del movimiento de los electrones en su desplazamiento orbital del ncleo, o por el spin (movimiento rotatorio) del electrn

mismo. El spin del electrn, (una propiedad de la mecnica cuntica), en realidad es el efecto

dominante dentro de los tomos y el movimiento orbital solo modifica ligeramente el campo

magntico creado por el spin. Segn la mecnica quntica, cuando se describe

matemticamente al electrn, resolviendo las ecuaciones de Paul A. M. Dirac solo hay dos

posibles orientaciones del spin, llamadas spin-up y spin-down vase la fig. 1. (El spin tiene el

efecto de generar el momento magntico lo cual es un requisito para que se satisfaga el

cuarto nmero cuntico2, (parte de la mecnica cuntica). Puesto que en este trabajo no nos Figura 1. Spin up y spin down



INTRODUCCION

Este trabajo tiene la intencin de presentar los conceptos bsicos de la terapia de par biomagnetico que descubri el Dr.

Isaac Goiz Duran, adems de presentar tcnicas adicionales en biomagnetismo.

Mi deseo es hacerte participe de estos conocimientos para expandir la sanacin a todos los niveles de vida. Estar sano

requiere autoconocimiento, estar en sincrona y armona con lo que somos para alcanzar tus mejores anhelos.

Te invito a que pongas todo tu corazn, tu espritu y tu mente, y sobre todo la intencin de que lo que hagas sea para bien

de toda la humanidad.

Bienvenido al mundo maravilloso de la sanacin.

Miguel



incumbe adentrarnos en la mecnica cuntica, solo mencionaremos que la suma de momentos magnticos de los

electrones determina el momento magntico total del tomo.

El campo magntico creado por el spin de los electrones es el responsable del magnetismo de los imanes permanentes y de

la atraccin de ciertas sustancias a los imanes. Sin embargo, el campo tambin se manifiesta cuando un electrn libre (el

que no se encuentra dentro del tomo) se mueve por el espacio o se mueve dentro de otro material, (lo que se llama

corriente elctrica), en cuyo caso se le denomina campo electromagntico, Vase la fig. 2.

La fuerza magntica se debe en realidad a la velocidad finita (velocidad de la luz) de una perturbacin del campo elctrico lo

cual genera fuerzas que parecen actuar en una lnea perpendicular al movimiento de las cargas. En

efecto, la fuerza magntica es la porcin de la carga elctrica dirigida hacia el lugar que estaba la

carga. Por esta razn, el magnetismo puede considerarse como una fuerza elctrica la cual es una

consecuencia directa de la teora de relatividad.3

Figura 2

La teora moderna del magnetismo depone que todos los efectos magnticos en realidad se deben a

efectos relativsticos4 causados por el movimiento relativo entre el observador y las partculas

cargadas. Como el magnetismo es causado por cargas en movimiento, todos los imanes de hecho,

son electroimanes.



EL MOMENTO MAGNTICO

Como se menciona en prrafos anteriores, el momento magntico total del tomo es la resultante de la suma de todos los

momentos magnticos de los electrones individuales. Debido a la tendencia de los dipolos magnticos a oponerse uno al

otro para reducir la energa neta, en el tomo los momentos de la mayora de los pares de electrones se cancelan uno al

otro, tanto en su movimiento orbital como en sus momentos magnticos de spin.5 Por lo tanto, en el caso de un tomo con

un orbital o sub-orbital completamente lleno los momentos normalmente se cancelan uno al otro totalmente, vea la Fig. 3, y

solo los tomos con orbitales parcialmente llenos tienen un momento magntico neto, cuya fuerza depende del nmero de

electrones sin pareja y tambin determina la formacin del dipolo magntico del tomo, con dos polaridades distintas y

opuestas.

Fig. 3 Momento Magntico cancelado. Momento magntico presente.



Las diferencias en la configuracin de los electrones de los elementos qumicos determinan la naturaleza y magnitud de los

momentos magnticos, lo cual a su vez determina las propiedades magnticas de los diferentes materiales que se

describirn en secciones subsiguientes.

LOS MONOPOLOS MAGNTICOS

Los imanes permanentes tienen campos magnticos que se pueden sentir y medir porque sus molculas estn alineadas de

tal forma que sus campos magnticos se suman. Si se corta un imn en forma de barra, exactamente a la mitad, no

obtendramos una barra de polo positivo y otra de polo negativo, lo que tendramos seran dos imanes, cada uno con su polo

positivo y negativo. Podramos cortar a la mitad cada pedazo, hacindolo cada vez ms pequeo, y veramos que retendra

su bipolaridad, aun hasta llegar a nivel de una molcula o tomo.

En realidad no existe una teora clara de lo que es un polo magntico y no hay nada que sugiera que el polo es una cosa

real o solo una ficcin conveniente. Puede ser que no exista algo que pudiera llamarse monopolo magntico o que de

alguna forma pudiera existir si se dieran las condiciones correctas.

En forma contraria a la experiencia normal, algunos modelos de la fsica terica predicen la existencia de los monopolos

magnticos. P.A.M. Dirac observ en 1931 que debido a que la electricidad y el magnetismo muestran cierta simetra, de la

misma forma que la teora cuntica predice que las cargas elctricas individuales pueden observarse en forma

independiente6, sin la presencia de la otra carga, entonces, debe poderse observar polos magnticos aislados ya sean

positivos o negativos. Sin embargo, los monopolos magnticos jams han sido observados en forma aislada. Usando la



teora cuntica, Dirac demostr que si existieran los monopolos magnticos, entonces podra explicarse porqu las

partculas elementales portan cargas que son mltiplos exactos de la carga del electrn.

En la teora moderna de las partculas elementales, se predicen los monopolos pero de

una forma distinta a la de Dirac. stos, a diferencia de las partculas elementales, son

solitones,7 los cuales son paquetes de energa localizados y totalmente aislados. Si

stos existen, contradicen las observaciones cosmolgicas. Sin embargo, una solucin

del problema de los monopolos en la cosmologa, dio nacimiento a la interesante teora

actual de la inflacin del universo. Figura 3

Paul Adrien Maurice

En resumen, los monopolos existen en algunos modelos matemticos del universo pero ninguno ha sido observado, y en la

prctica, aqu en nuestra tierra, stos no existen.

DIFERENTES CLASES DE MAGNETISMO

Puesto que la materia est compuesta de tomos que contienen uno o ms electrones, podramos esperar que toda la

materia fuera magntica, pero la mayora de los electrones forman pares con momentos magnticos opuestos, lo cual

cancela el efecto magntico neto. A las sustancias con estas caractersticas se les llama diamagnticas, y en realidad son

ligeramente repelidas por un imn; el agua por ejemplo.8



En otros materiales, con cierta configuracin de electrones, puede ocurrir el magnetismo pero solo en la presencia de

campos magnticos externos, ya sean permanentes o electromagnticos. A esta forma de magnetismo se le llama

paramagnetismo. Pero, a diferencia de los imanes permanentes o ferromagnticos, stos no retienen alguna

magnetizacin en la ausencia de algn campo magntico externo.9

Los tomos o molculas constituyentes de los materiales paramagnticos tienen momentos magnticos permanentes, aun

en la ausencia de un campo externo. Esto se debe a la presencia de electrones sin pareja, como se explic en prrafos

anteriores. Sin embargo, los dipolos estn orientados al azar, debido a la agitacin trmica, y normalmente no interactan,

resultando en un momento magntico total de cero. Vase la Fig. 2

Figura 4 Material paramagntico

Cuando se aplique un campo magntico, los dipolos tendern a alinearse en la direccin del campo, resultando en un

momento magntico neto en la direccin del campo aplicado. En general los efectos paramagnticos son bastante



pequeos. Algunos materiales paramagnticos son: Aluminio, Bario, Calcio, Oro, Oxgeno, Platino, Sodio, Uranio, y muchos

ms.

El ferromagnetismo es la forma normal del magnetismo con la cual las personas estamos familiarizados. Es el que est

presente en casi cualquier imn normal, como los del refrigerador, en juguetes, en motores elctricos, y en los imanes del

par biomagntico. ste se define como el fenmeno mediante el cual algunos materiales, como el hierro, (ferrum), se

magnetiza permanentemente con la aplicacin de un campo magntico y permanece magnetizado por un periodo de tiempo

despus de que se quita el campo magntico externo.10

Histricamente, el trmino ferromagneto se us para cualquier material que pudiera exhibir una magnetizacin espontnea:

un momento magntico en la ausencia de un campo magntico externo.

Esta definicin general an est en uso comn. Ms recientemente, sin embargo, se han identificado diferentes clases de

magnetizacin espontnea cuando existe ms de un in magntico por clula primitiva del material, conduciendo a una

definicin ms estricta del ferromagnetismo: un material es ferromagntico solamente si todos sus iones magnticos hacen

una contribucin positiva a la magnetizacin neta. Si algunos de los iones magnticos le restan a la magnetizacin neta, (es

decir, si estn parcialmente anti alineados), entonces el material es ferrimagntico. Si los iones se anti-alinean

completamente de manera que tengan una magnetizacin neta de cero, a pesar del ordenamiento magntico entonces se le

denomina anti-ferromagntico. Todos estos efectos de alineamiento solo

suceden a temperaturas menores a cierta temperatura crtica llamada la temperatura Curie. En prrafos subsiguientes

se explicar este concepto.



Se muestran algunos materiales ferromagnticos, junto con su temperatura Curie en la tabla 1, y ferromagnticos en la

tabla 2.

Material Ferrimagntico Temp. Curie (K)

FeOFe2O3 Magnetita 858

NiOFe2O3 Ferrita de Niquel 858

CuOFe2O3 Ferrita de Cobre 728

MgOFe2O3 Ferrita de Magnesio 713

MnOFe2O3 Ferrita de Manganeso 573

Material Ferromagntico Temp. Curie (K)

Fe Hierro (Ferrum) 1043

Ni Niquel 627

Co Cobalto 1388

Nd Neodimio 593

Gd Gadolinio 292

CrO2 Dixido de cromo 386

LOS DOMINIOS DE WEISS Los dominios de Weiss son pequeas reas en la estructura cristalina de un material ferromagntico o ferrimagntico que

tiene momentos magnticos uniformemente alineados, se nombraron as por su descubridor Ernest Weiss, (1865-1940).11



Weiss descubri en 1907 que los momentos magnticos de los tomos de los materiales ferromagnticos se orientaban en

la misma direccin, aun en la ausencia de un campo magntico externo, pero esto sucede solo a distancias de .001 a

.00001 mm., es decir en partculas cristalinas pequesimas. Por naturaleza, los tomos dentro de estas partculas estn

completamente saturados. Resulta que cada tomo de hierro tiene cuatro electrones cuyos spines no se cancelan, sino que

se alinean, hacindolo poderosamente magntico, cuando se encuentran cercanos varios tomos de hierro,

automticamente se alinean, as sumando sus campos magnticos y hacindolos ms fuertes. Sin embargo, la alineacin

no contina indefinidamente en todo un trozo de hierro, solo hasta llegar a unas paredes o divisiones entre los dominios que

se llaman Paredes de Bloch, donde se interrumpe la estructura cristalina vase la figura 5.

Fig. 5 Dominios de Weiss y Paredes de

Bloch

Un pedazo ordinario de hierro, generalmente no tiene un momento magntico neto, o muy poco, sin embargo, si se le aplica

un campo magntico lo suficientemente fuerte, los dominios de Weiss se reorientarn en paralelo con el campo aplicado y

permanecern en esa orientacin despus de que se quite el campo magntico externo inclusive es posible or con un



estetoscopio un chasquido o click cuando se alinean. Esta es la forma en que se fabrican los imanes permanentes, (vea

la Figura 6).

Fig. 6 Dominios de Weiss Alineados

Aunque este estado de dominios alineados no se encuentran en una configuracin de energa mnima, sta es

extremadamente estable, ya que se ha observado que puede persistir durante millones de aos, p. ej. en pedazos de

magnetita del fondo del ocano que se alinea por el campo magntico de la tierra. Puede destruirse la magnetizacin del

material, calentndolo a una temperatura un poco ms arriba de la llamada temperatura de Curie o punto de Curie (la

temperatura Curie de la magnetita es de 858 K o 585 C).

EL PUNTO DE CURIE El punto de Curie de un material ferromagntico es la temperatura arriba de la cual ste pierde su caracterstica habilidad

ferromagntica. Se nombr as por su descubridor Pierre Curie (1859-1906),12 esposo de la cientfica Marie Curie. A

temperaturas menores del punto de Curie los momentos magnticos o dominios de Weiss estn alineados o parcialmente



alineados. Conforme aumenta la temperatura, las molculas aumentan la amplitud y fuerza de sus vibraciones y se

desordena cada vez ms esta alineacin, hasta que la magnetizacin neta se torna cero a partir del punto exacto de Curie.

Arriba del punto de Curie, el material es puramente paramagntico. La destruccin de la magnetizacin en el punto Curie es

una transicin de fase de segundo orden y un punto crtico donde la susceptibilidad terica es infinita.

En resumen, si se calienta un imn permanente, ste pierde algo de su fuerza magntica. Si se calienta ms all de su

punto curie, la pierde totalmente. Si el material se deja enfriar en la ausencia de un campo magntico, se revertir la

alineacin al unsono de los dominios de Weiss y el material quedar de nuevo con una magnetizacin neta de cero. Por

ejemplo, el punto curie para el hierro puro es de 1043 K o 770 C.

LNEAS DE FUERZA

Como se mencion en prrafos anteriores, el campo magntico se manifiesta por la suma de los momentos magnticos de

los dominios de Weiss cuando stos estn alineados en alguna direccin de acuerdo a un dipolo, o sea dos polos de

caractersticas opuestas. Se denominan polo norte y polo sur, tomando como modelo los polos de la tierra.

Resulta que la fuerza magntica en s es indetectable por los sentidos humanos, pero se puede hacer visible espolvoreando

partculas ferromagnticas muy pequeas alrededor de un imn, separadas por algn material diamagntico, un pedazo de

papel o plstico o vidrio, etc. Las partculas se alinearn a lo largo del campo magntico. Se ve claramente que el campo



est compuesto de lneas que fluyen de un polo al otro en una configuracin simtrica.13 Vea la Fig. 8, estas son las lneas

de fuerza magntica. Algunas de sus propiedades ms importantes son:

Buscan el camino de menor resistencia entre los polos opuestos. En un imn de barra como en la figura 6, forman una curva de polo a polo;

Nunca se cruzan una por encima de la otra;

Todas tienen la misma fuerza;

Su densidad disminuye, (hay ms espacio entre una y otra), cuando se mueven de un rea de mayor permeabilidad a una de menor permeabilidad, (p. ej. a media distancia entre los polos);

Su densidad disminuye conforme aumenta la distancia entre los polos

Se considera que tienen una direccin como si fluyeran, aunque no existe un movimiento real, (las partculas de hierro no se mueven).

Fluyen del polo sur al polo norte dentro de un material pero del polo norte al polo sur en el aire.

Nota: debe sealarse que las lneas existen en tres dimensiones alrededor del imn, pero como ponemos partculas en un

papel, solo vemos las lneas de fuerza como si las estuviramos cortando en el plano del papel.



Fig. 8 Lneas de fuerza magntica



UNIDADES DE MEDICIN

La unidad de la fuerza magntica H es el ampere/metro (SI). Se produce un campo magntico de 1 ampere/metro en el

centro de un conductor circular de 1 metro de dimetro donde circula una corriente constante

de 1 ampere, vase la Figura 9.15

El nmero de lneas de fuerza magntica que cruzan un plano de un rea dada a 90 grados se

llama la densidad del flujo magntico, B o la induccin magntica. La unidad de medicin se

llama tesla. Un tesla es igual a 1 newton/(A/m), (un newton por ampere por metro). La

densidad de flujo magntico es la medida de la fuerza aplicada por el campo magntico a un

material. El Gauss es la unidad de densidad del flujo magntico en el sistema CGS y es el ms

comnmente usado en la industria Norteamericana. Un Gauss representa una lnea de flujo

que pasa por un centmetro cuadrado de aire orientado a 90 grados del flujo. Las equivalencias

son: 1 Tesla = 10,000 gauss, entonces,

1 Gauss = 0.0001 Tesla.

El nmero total de lneas de fuerza magntica en un material se llama flujo magntico, . La fuerza del flujo se determina por el nmero de dominios magnticos que se encuentran

alineados dentro de un material. El flujo total es simplemente la densidad del flujo aplicado en

Fig. 9

La densidad de flujo

magntico B es la medida de la fuerza

magntica aplicada a un

material.

Un Gauss representa una

lnea de flujo que pasa

por un centmetro

cuadrado de aire

orientado a 90 grados del

flujo.



cierta rea. El flujo tiene la unidad del weber, el cual es simplemente un tesla por metro cuadrado, (1T m2).

La magnetizacin es la medida en que se magnetiza un objeto, es la medida del momento del dipolo magntico por unidad

de volumen del objeto. La magnetizacin tiene las mismas unidades del campo magntico: ampere/metro.

La permeabilidad es el grado de magnetizacin de un material que responde linealmente a un campo magntico aplicado,

en otras palabras, es la facilidad con la que se establece un flujo magntico en un material. La permeabilidad magntica se

representa por la letra Griega . El trmino se invent en 1885 por el Cientfico Oliver Heaviside.

Un material que sea fuertemente atrado por un imn se dice que tiene una alta permeabilidad. Ejemplos de materiales con

una alta permeabilidad incluyen el hierro y el acero. Ejemplos de materiales de baja permeabilidad son el oxgeno lquido, la

madera, y el agua. El agua tiene tan baja permeabilidad que en realidad es ligeramente repelida por los campos magnticos.

Todo tiene una permeabilidad medible: las personas, los gases y an el vaco del espacio exterior.

En unidades SI, (Sistema Internacional, o MKS), la permeabilidad se mide en Henries por metro, o Newtons por ampere al

cuadrado. El valor constante 0 se conoce como la constancia magntica o la permeabilidad del vaco y tiene el valor

exacto de 4107 NA2, (se lee, cuatro pi por diez a la menos siete newtons por ampere al cuadrado), o 4107 H/m. (se

lee, cuatro pi por diez a la menos siete henries por metro).



LA CURVA DE HISTRESIS Se puede aprender mucho acerca de las propiedades magnticas de un material estudiando su curva de histresis.16 sta

muestra la relacin que existe entre la densidad del flujo magntico inducido (B) y la fuerza de magnetizacin (H). Vea un

ejemplo de una curva de histresis en la Fig. 10.

0

Coercitividad

Retentividad

esta en direccin opuSaturacin Densidad de flujo

en direccin opuesta

Fuerza magnetizadora en direccin opuesta

Fuerza magnetizadora

Densidad de Flujo Saturacin

Fig. 10

Curva de Histresis



Esta curva se genera midiendo el flujo magntico de un material ferromagntico mientras la fuerza magnetizadora se va

cambiando. Un material ferromagntico que nunca ha sido previamente magnetizado, (o ha sido totalmente

desmagnetizado), seguir la lnea punteada mientras aumenta H. Como demuestra la curva, entre ms grande sea la fuerza

magnetizadora, ms fuerte ser el campo magntico B en el material. En el punto a, casi todos los dominios estn

alineados y un aumento en la fuerza magnetizadora H producir un aumento muy pequeo en el flujo magntico del

material. Se dice entonces que el material alcanz su punto de saturacin magntica. Si se quita la fuerza magnetizadora,

(se reduce a cero), la curva de magnetizacin del material se mover del punto a al punto b donde se puede ver que

permanece un flujo magntico en el material aunque la fuerza magnetizadora H se redujo a cero. A este punto se le llama

retentividad en la grfica e indica la remanencia o el nivel de magnetismo residual del material, es decir, algunos de los

dominios magnticos estn alineados pero otros ya no lo estn.

Si se invierte la fuerza magnetizadora, es decir se invierten los polos, la curva se mueve al punto c donde el flujo

magntico se reduce a cero, es decir que la fuerza magnetizadora inversa desaline los dominios magnticos de tal forma

que el flujo neto del material es cero. La fuerza requerida para eliminar el magnetismo residual del material se llama fuerza

coercitiva o la coercitividad del material.

Conforme aumenta la fuerza de magnetizacin de polaridad opuesta, el material de nuevo se saturar magnticamente pero

en la direccin opuesta, punto d. Al reducir la fuerza H- a cero, la curva se mueve al punto e, lo que significa que el

material tendr un nivel de magnetismo residual igual al alcanzado en la otra polaridad. Al aumentar H en la direccin

positiva, B regresar a cero. Ntese que la curva no regresa al origen de la grfica, (el punto donde se cruzan las lneas B y



H), porque se requiere alguna fuerza para remover el magnetismo residual. Al seguir aumentando H en direccin positiva, la

curva toma un camino diferente para llegar al punto f y de ah al punto de saturacin donde se cierra la curva.

De la curva de histresis, se pueden determinar algunas de las principales propiedades magnticas de un material:

1. Retentividad es la medida de la habilidad de un material a retener cierta cantidad de campo magntico residual cuando se extingue la fuerza de magnetizacin despus de aumentarla hasta el punto de saturacin.

2. Magnetismo Residual o Flujo Residual es la densidad del flujo magntico que permanece en el material cuando la fuerza magnetizadora llega a cero. Este valor es menor que la retentividad si la fuerza

magnetizadora no lleg al nivel de saturacin.

3. Fuerza Coercitiva es la fuerza de un campo magntico inverso que debe aplicarse al material para que su flujo magntico regrese a cero.

4. Permeabilidad, es la propiedad de un material que describe la facilidad con la que puede establecerse un flujo magntico en ste.

5. Reluctancia es la oposicin que un material ofrece al establecimiento de un flujo magntico. Esta fuerza es anloga a la resistencia en un circuito elctrico.

Como mencionamos unos prrafos atrs, la unidad de la densidad del flujo magntico o la fuerza del campo magntico es el

gauss en el sistema CGS y el tesla en el sistema SI. En el resto de este trabajo usaremos la unidad del gauss para hablar

de la fuerza del campo magntico



LOS IMANES PERMANENTES

Los imanes se dividen en dos grandes categoras: permanentes y electroimanes. Los primeros se pueden subdividir en dos

grupos: los imanes naturales y los fabricados o artificiales. Entre los naturales se encuentran la magnetita y los imanes de

los astros que son los ms grandes del universo.

LA TIERRA

La Tierra tiene un campo magntico, cuyo origen parece estar en su interior generado por las corrientes del ncleo interno.27

La componente mas importante de este campo es como la de un dipolo, como el de un imn de barra; sin embargo, el dipolo

que mejor aproxima el campo que observamos no se encuentra en el centro de nuestro planeta sino desplazado de l 486

km en la direccin 6.5o N, 161.8o E. El eje magntico est inclinado alrededor de 11.5o respecto al eje de rotacin terrestre;

es decir, los polos magnticos difieren ligeramente de los polos geogrficos. Actualmente el polo norte geogrfico

corresponde al polo sur magntico y viceversa. La intensidad del campo magntico de la tierra es en promedio 0.45 gauss,

aunque en los polos es un poco ms fuerte, 0.63 gauss y en el ecuador es 0.315 gauss. Recordemos tambin que tiene

variaciones locales que se presentan a escalas desde unos pocos segundos, horas, y das hasta millones de aos.



Causas de su campo magntico

Por mucho tiempo se ha especulado que existe un mecanismo en forma de dinamo de

conveccin, (transferencia de calor), operando en el centro de la tierra.28 El ncleo de la

tierra est compuesto por dos grandes capas de una aleacin de metales siendo

principalmente de hierro sper caliente. Hay un ncleo interior, el cual es slido, del

tamao de la luna (aproximadamente 2,400 Km.), y a una temperatura equiparable a la del

sol, vea la Figura 17. Rodeando a ste, hay una capa de hierro, (aproximadamente de

7,000 Km. De dimetro), menos caliente, llamada el ncleo externo, pero como est bajo

menor presin es fluida, y tambin tiene una composicin de aleaciones que la hacen un

poco ms ligera, (de otra forma se hundira hasta el ncleo central).

Fig. 17 El ncleo terrestre

La tierra se est enfriando lentamente, desde su centro hacia fuera, es decir existe una transferencia de calor del ncleo

central al ncleo externo y de ah a las dems capas de la tierra. Lo que nos interesa aqu es solamente el ncleo. En el

lmite entre el ncleo interno y el externo, hay una solidificacin del material del ncleo externo y esto tiende a causar que se

libere calor potencial y libere al constituyente ligero de la aleacin. Este constituyente ligero sube por su fuerza de

flotabilidad y porque se calienta, lo cual causa corrientes en el fluido, (algo parecido al agua en una estufa justo antes de

hervir), Si la tierra estuviera esttica, es decir sin rotacin, el fluido simplemente flotara en forma ascendente recta, pero

como tiene rotacin, surgen fuerzas de coriolis las cuales obligan al flujo metlico a seguir un camino helicoidal alrededor del

ncleo central,29 vea la Figura 18.



Fig. 18

El ncleo terrestre

Esta figura representa la regin, (en Amarillo) donde sucede el mayor flujo. El Lmite del ncleo externo con el manto es

representado por la malla azul y el lmite entre el ncleo central y el externo por la malla roja. Se puede ver que el efecto de

flujo se parece a un cilindro tangente con el ncleo central, debido a los efectos de mucha rotacin y poca viscosidad del

fluido.

Los movimientos de fluidos en el ncleo externo generan una corriente elctrica y como cualquier corriente elctrica, genera

un campo magntico. Desde hace algn tiempo se tena cierta evidencia de que el ncleo central de la tierra giraba ms

rpido que el resto del planeta y se pensaba que eso era lo que generaba el campo magntico terrestre. Recientemente se

hicieron observaciones muy precisas de las ondas ssmicas (generadas por terremotos), en un rea de Alaska, con



separaciones de 35 aos y detectando ondas ssmicas similares pudieron encontrar cambios importantes en los tiempos de

viaje y la forma de las ondas. Se postula entonces que el nico argumento viable que explica el fenmeno es que el ncleo

interior se mueve.30 Detectaron movimientos de 0.3 a 0.5 grados por ao.

La explicacin ms factible es que el campo magntico generado en el ncleo externo se propaga al ncleo interno

generando una corriente elctrica y la interaccin de sta con el campo magntico del ncleo exterior causa un movimiento

de giro, algo parecido a la armadura de un motor elctrico. Recordemos que el ncleo exterior es lquido y en el lmite con el

interior es bastante menos viscoso, por lo cual no existe mucha resistencia al movimiento.

En resumen, al parecer el campo magntico terrestre es un electroimn y no un imn permanente como pudiera creerse,

aunque por su muy larga duracin, puede decirse que es un electroimn permanente.

Sus inversiones peridicas

Se ha observado en antiguos yacimientos de lava, que existen tiras con direcciones magnticas invertidas. La ms probable

explicacin de este fenmeno es que cuando el material est caliente y fluido no tiene un campo magntico pero al enfriarse

bajo la influencia del campo magntico terrestre se magnetiza y queda congelado, (en forma de magnetita), su campo

magntico.31 En lavas posteriores, a veces miles de aos de diferencia, se queda congelado el campo en ese entonces.

Luego, al leer sucesivamente las diferentes capas de lava, se puede seguir el comportamiento del campo magntico

terrestre, tanto su polaridad como su intensidad y direccin. Entonces, usando los registros de estas lavas, se ha observado



que en los ltimos 3.6 millones de aos han ocurrido 9 inversiones magnticas y la ms reciente hace 730,000 aos.

Usando los mismos registros histricos en las antiguas lavas, se ha detectado que el campo magntico terrestre es mvil, es

decir se desplaza a diferentes reas de la tierra, inclusive hasta cambios de hemisferio sin que haya una inversin.

Actualmente se ha medido un ligero movimiento de deriva hacia el oeste.

EL SOL

Nuestro sol es un imn gigantesco, pero como se vio con la tierra, ms bien es un electroimn. En el caso del sol, como

existen miles de corrientes elctricas, causadas por flujos de partculas ionizadas, su campo magntico es en extremo

complejo,32 vase la figura 19.

Fig. 19



Sin embargo, el sol s tiene un campo magntico central, que coincide con sus polos de giro y tiene una fuerza aproximada

de 50 gauss. Al igual que el campo magntico de la tierra, el campo del sol sufre inversiones de polaridad, pero muy

regulares, cada 11 aos, durante los picos de actividad mxima. Las famosas manchas solares son lugares donde existen

remolinos gigantes de fuerzas magnticas de muy alta intensidad, que pueden llegar a ser miles de veces ms fuertes que

el campo central del sol. stas emigran desde el ecuador donde aparecen, hasta cerca de los polos, donde desaparecen, y

aparentemente son el motor que causa que el campo central cambie de polaridad, vase la Figura 20.33

Fig. 20 Mancha Solar

Aunque las manchas se ven negras y por lo tanto como si fueran agujeros en el sol, en realidad son lunares de menor

temperatura causados por campos magnticos localizados, vase la figura 21.34 Una mancha grande podr tener una

temperatura de alrededor de 3,700 C mientras que la temperatura del resto del sol es de alrededor de 5,500 C. Estas

manchas son indicadores de la actividad del sol, porque se ha notado que cuando hay muchas, el sol produce muchas

erupciones solares que envan gigantescas nubes de partculas ionizadas hacia el espacio exterior y a veces alcanzan a la



tierra. Como las nubes estn altamente ionizadas, portan campos magnticos que interactan con el campo terrestre. Las

manchas, y por lo tanto la actividad solar tienen un ciclo de duracin de 11 aos, desde tiempos de poca actividad con

pocas manchas hasta lo contrario.

Fig. 21

Campo magntico local

El campo magntico central del sol crea una burbuja alrededor de todo el sistema solar, mucho ms all de la rbita de

plutn, y se le llama la heliosfera. Este campo interacta con el campo magntico terrestre deformndolo en cierta manera e

inyectando partculas del viento solar alrededor de la tierra y a veces, cuando se junta con una erupcin solar, creando

tormentas electromagnticas sobre nosotros, vase la figura 22. Son tan severas a veces, que causan perturbaciones en

satlites, comunicaciones de larga distancia y las redes de distribucin elctrica. Se pueden ver en las famosas luces de las

auroras, boreales y australes. Las auroras son la interaccin de las partculas cargadas del viento solar con el campo

magntico terrestre cuya energa vemos porque produce fotones de luz visible.




Fig. 22

Campos magnticos del sol y la tierra y el viento solar

LA MAGNETITA

Como explicamos en prrafos anteriores, se tena la creencia de que la tierra y el sol eran imanes permanentes pero en

realidad resulta que su campo magntico se genera por corrientes elctricas. Esto nos deja con un nico imn permanente

natural el cual es la magnetita, vanse las figuras 23a y 23b.

La magnetita es un mineral compuesto de xidos de hierro,35 su frmula qumica es Fe3O4, y se denomina xido ferroso-

difrrico, se encuentra en casi todos los minerales de la tierra, tanto en minas de hierro como en lavas volcnicas, arenas de

playa, etc. Existen grandes concentraciones en algunas partes selectas del globo como Magnesia, Grecia, Kiruna, Suecia,


Australia Occidental y recientemente se encontr un enorme campo de dunas de arena con el 10% de magnetita en el Per,

extendindose algunos 250 kilmetros cuadrados.

Como se ha mencionado en pginas anteriores, este mineral ha sido fundamental para comprender el magnetismo en

general y ha sido un catalizador para comprender muchas de las fuerzas fundamentales del universo.

Biolgicamente se puede encontrar en bacterias, (Magnetospirillum magnetotacticum), en abejas, termitas, algunas aves y

en humanos, y se usa principalmente para la navegacin o la orientacin con respecto a la tierra.

Fig. 23a Magnetita Fig. 23b Magnetita



Bacterias magnticas

Las bacterias magnetotcticas fueron descubiertas en 1975 por Richard P. Blakemore.36 Las observaba bajo el microscopio

y not que siempre se movan para el mismo lado del portaobjetos. Experimentando un poco, casi por casualidad, coloc un

imn cerca del portaobjetos y se fij que se movan al polo norte de imn. Descubri que las bacterias tienen unas

pequeas partculas de magnetita alineadas en un solo imn el cual usan para orientacin.

Como a muchas otras bacterias, a las bacterias magnetotcticas no les gusta el exceso

de oxgeno. Como viven en un ambiente acuoso, se cambiarn de reas de mayor

concentracin a un rea de menor concentracin. En el medio acutico, el nivel de

oxgeno disminuye a mayor profundidad y usan su brjula interna para buscar las partes

ms profundas.

En el Hemisferio Norte, el norte geomagntico tiene una inclinacin hacia abajo,

entonces, al buscar el polo norte, las bacterias en realidad se mueven hacia abajo, a la

mayor profundidad. En el Hemisferio Sur, la polaridad es contraria, entonces las

bacterias aqu buscan el polo sur para encontrar la profundidad.

1 micra

Fig. 24 Bacteria Magnetotctica

Adentro de la bacteria, se forman magnetosomas acomodadas en una cadena larga,

forrada por una membrana fosfolpida, vanse las figuras 24 y 25; cada magnetosoma es

de alrededor de 50 nanmetros lo cual los pone dentro del rango de un solo dominio



magntico y por lo tanto pueden alcanzar la saturacin magntica. Esto significa que la cadena forma una aguja con la

mxima potencia magntica para el mineral de magnetita, bajo condiciones naturales.

EL ACERO

Hasta hace unos 300 aos, la magnetita y el hierro eran los nicos materiales magnticos conocidos. Durante el siglo XVI

los dos tipos de imanes, la magnetita y el hierro fueron combinados para producir un imn permanente ms poderoso que

cada uno de stos por separado. La magnetita, con aadidos o pegotes de hierro, conocido como imn armado" era el ms

potente de los disponibles en aquel entonces.37

Como se vio en el anlisis de la curva de histresis, una importante propiedad de los imanes permanentes est relacionada

con la intensidad del campo magntico, de polaridad opuesta, necesaria para desmagnetizarlos. Esta propiedad se

denomina coercitividad y puede expresarse en gauss. En realidad viene siendo la medida del campo magntico til o de

trabajo. En esta medida, el material triunfante es la magnetita cuya coercitividad es casi 200 gauss, mientras que la del

hierro blando es menos de 1. En el caso de los imanes armados la alta coercitividad de la magnetita mantiene al hierro

magnetizado y la alta saturacin magntica del hierro aumenta el campo magntico.



No fue sino hasta los inicios del siglo XVIII, cuando comenzaron a fabricarse imanes de acero al carbono, (hierro con 1% de

carbono), en Inglaterra. Hasta que hubo ms adelantos en las siderrgicas durante los siglos XIX y XX se lleg a la

produccin de aleaciones de acero con tungsteno, molibdeno, cobalto, cromo y otros elementos que daban lugar a imanes

ms potentes.

La figura 26 muestra un diagrama de la historia del desarrollo de los imanes permanentes a partir de 1910.

Fig. 26

Calendario del desarrollo de imanes



El Acero KS de Kotaro Honda

Durante la primera Guerra mundial, Japn tuvo que fabricar sus propios imanes de acero debido

a la extrema dificultad para importarlos. El Dr. Kotaro Honda de la Universidad Imperial Tohoku

en ese entonces estaba investigando el magnetismo del acero y finalmente result un imn tres

veces ms fuerte que el acero al tungsteno.38 Estaba hecho de una aleacin de hierro, carbono,

cobalto, tungsteno y cromo, vase la Figura 27

Fig. 28 Imanes de acero

Acero MK de Tokushichi Mishima

El Dr. Tokushichi Mishima de la Universidad Imperial de Tokio, en 1931 invent un acero magntico a

partir del acero al nquel. Este acero no es magntico pero el Dr. Mishima le agreg pequeas

cantidades de aluminio y cobalto y reestableci la propiedad magntica a esta aleacin, y la llam

acero MK.

Adems result ser 3 veces ms fuerte que el acero KS y a un costo de la tercera parte y resiste mejor



las altas temperaturas y vibraciones. Este material, en su poca, result excelente para la fabricacin de imanes para

bocinas y otros artculos electrnicos, vase la Figura 28. De hecho este material fue el precursor del Alnico, una de las

mejores aleaciones para imanes.

ALNICO Alnico es un acrnimo de los metales que componen a este material que principalmente contiene Aluminio, Nquel y

Cobalto, aunque se le agrega regularmente hierro, cobre y a veces titanio.

Los imanes de Alnico pueden imantarse para que produzcan campos magnticos muy fuertes, del orden de los 1,500 gauss,

solo los imanes de tierras raras son ms fuertes.

Las aleaciones Alnico tienen su punto de Curie alrededor de 800 C, entre los ms altos de los imanes. Son algo frgiles y

tienen un punto de fundicin bastante alto, debindose ambas caractersticas a la fuerte tendencia al orden de su estructura

cristalina, debido a los enlaces intermetlicos que hace el aluminio con los dems constituyentes. Los imanes se producen

con el proceso de fundicin o de sinterizado.

Algunos tipos de Alnico son isotrpicos, (Alnico 1, 2 y 3), es decir pueden magnetizarse eficientemente en cualquier

direccin. Otros tipos de aleaciones como el Alnico 5 y el Alnico 8 son anisotrpicos, es decir, tienen una direccin preferida

de magnetizacin. Las aleaciones anisotrpicas tienen generalmente, una mayor capacidad de magnetizacin en su

direccin preferida que las isotrpicas. Para fabricar los imanes anisotrpicos, sus dominios se orientan calentndolos ms



all de cierta temperatura crtica y luego dejndolos enfriar en la presencia de un campo magntico, el cual debe ser un

poco ms fuerte que el punto de saturacin de la aleacin para asegurar la magnetizacin mxima.

Son varias las aleaciones de Alnico, y para diferenciarlas se les pone un nmero al final, p. ej. Alnico 5, Alnico 8, etc., la

diferencia es las proporciones que se usan de cada metal y obviamente sus propiedades magnticas varan, as como el

costo de cada una.41 El Alnico 8, p. ej., tiene mayores proporciones de cobalto y titanio, lo cual hace ms cara la aleacin,

pero a cambio de mejores propiedades magnticas.

Una propiedad negativa del Alnico es que tiene una fuerza coercitiva baja, es decir que fcilmente pierde su magnetismo si

no se maneja con cuidado.42 El Alnico 8 es la aleacin con mayor coercitividad pero es algo ms cara.

Fig. 29 Imanes de Alnico



FERRITA O CERMICA

Las Ferritas son materiales ferrimagnticos que no conducen electricidad, hechos de materiales cermicos compuestos, que

consisten de varias mezclas de xidos de hierro, tales como la Hematita (Fe2O3) o Magnetita (Fe3O4) adems de otros

metales, cuya naturaleza les imparte muy variadas caractersticas a la ferrita terminada.43

Si se les agrega nkel, cinc o manganeso, tienen una baja coercitividad y se les llama ferritas blandas por las bajas prdidas

de energa que imparten a las aplicaciones que son destinadas, principalmente electrnicas. Estos tipos de ferritas, debido a

que no retienen un campo magntico se usan en aplicaciones donde se manejan altas frecuencias como en ncleos de

fuentes de poder conmutadas, y transformadores e inductores de alta frecuencia.

En contraste, si se les agrega xidos de bario o de estroncio, se les llama ferritas duras, y tienen una alta remanencia

despus de su magnetizacin, conducen el flujo magntico muy bien y tienen una alta permeabilidad magntica. Estas

caractersticas les permiten ser imanes ms fuertes que los imanes de acero. Otra caracterstica de los imanes de ferrita es

que, debido a su naturaleza qumica pueden aguantar temperaturas ms all de los puntos Curie de un elemento en

particular de su composicin, p. ej. el hierro, y tambin exhiben la inusual caracterstica de un aumento de coercitividad con

un aumento en la temperatura.



Figura 30 Imanes de cermica

Los imanes de ferrita son los de ms amplio uso en la electrnica de consumo, (radios, televisiones, bocinas, etc.). El campo

magntico mximo que pueden generar es de alrededor de 3,500 gauss. Una caracterstica que puede considerarse mala

de estos imanes es que son frgiles, se rompen o quiebran fcilmente por lo que se tiene que evitar golpearlos.

La naturaleza del proceso de fabricacin resulta en un producto que frecuentemente contiene imperfecciones,44 tales como

grietas, porosidad, astillas, etc., afortunadamente stas no interfieren mucho con el rendimiento del imn. La razn

principal de su uso es que su produccin es bastante ms barata que otros materiales y ofrecen campos magnticos

adecuados a su aplicacin. Las ferritas se producen usando el mtodo de sinterizado, son muy duras y requieren de un

terminado con ruedas esmeriles o de diamante.



PLSTICO

Los imanes de plstico estn hechos del polmero PANiCNQ, el cual fue descubierto por unos investigadores de la

Universidad de Dirham en el 2004. Fue el primer polmero magntico que funciona a temperatura ambiente.48 No se deben

confundir los imanes flexibles con imanes de plstico, ya que los flexibles son polvos metlicos incrustados en una matriz de

polmero, de hules compuestos y otros materiales similares. Tambin se anuncian imanes plsticos en algunos lugares,

sobre todo de china pero son polvos de ferrita vaciados en una matriz de polister o materiales similares y no son muy

flexibles.

Este material an no est completamente desarrollado ya que tarda varios meses en adquirir su magnetismo y ste es

dbil,49 aunque los investigadores tienen confianza de que podrn mejorar bastante a este material. Se espera que su uso

sea principalmente en aplicaciones mdicas, ya que el polmero tiene menos probabilidades de ser rechazado por el cuerpo

que un imn metlico.

TIERRAS RARAS Los imanes de tierras raras estn hechos con aleaciones que contienen elementos conocidos como tierras raras. Las tierras

raras son una coleccin de 16 elementos qumicos de la tabla peridica de los elementos, que ocurren naturalmente en la



tierra. Se les llam tierras porque solo se conocan como xidos del elemento y porque en un principio se creyeron que era

rara su existencia en la tierra, pero en realidad son bastante abundantes.50 Por ejemplo el cerio, el ms abundante, es ms

abundante que el plomo y an el menos abundante, el lutecio, es 200 veces ms abundante que el oro.

Los elementos que se usan para este tipo de imanes son el samario y e neodimio y los imanes suelen ser bastante ms

fuertes que los hechos de alnico o ferrita. Suelen tener fuerza magntica hasta de 12,000 gauss mientras que los comunes

de ferrita tpicamente tienen de 500 a 1000 gauss.51

Samario Cobalto

Los imanes hechos de samario cobalto, (SmCo5) han estado disponibles desde la dcada de

los 1970,52 son muy fuertes pero tambin son frgiles y fciles de estrellarse. Aunque son ms

caros y no tan poderosos como los de neodimio, tienen una temperatura de Curie ms alta, (750

C) por lo cual pueden usarse en aplicaciones de mayor temperatura ya que pueden trabajar en

un ambiente de hasta 250 C.53 Se fabrican con el mtodo de sinterizado explicado en prrafos

anteriores.

Fig. 32 Imanes de Samario-

Cobalto



Neodimio

Los imanes ms poderosos y accesibles son los que estn hechos con neodimio. Adems, contienen hierro y boro, su

frmula qumica es Nd2Fe14B. A estos imanes tambin se les conoce como imanes Nib o de tierras raras. Debido a su

menor costo, comparado con los imanes de samario-cobalto, ya casi reemplazaron a stos. Son imanes muy fuertes

comparados con su masa pero tambin son mecnicamente frgiles,54 lo que normalmente requiere que sean recubiertos

de metal como nquel y oro. Una desventaja es que pierden su magnetismo si son sometidos a una temperatura mayor a 80

C. Existen grados de imanes de neodimio que pueden trabajar a temperaturas de hasta 200 C pero tienen menor fuerza

magntica que los de menor grado.

Estos imanes se fabrican en muchos grados denominados desde el N24 hasta el N54, donde el nmero designa la fuerza

magntica del material. Por ejemplo, el N48, tiene una fuerza de 1.38 teslas o 13,800 gauss. En comparacin, se necesitara

un volumen de material de cermica 18 veces mayor para que tuviera la misma fuerza. Vea la figura 33, donde se puede

apreciar un imn de neodimio sosteniendo un peso 1,300 veces mayor que el peso del imn.

Estos imanes tienen un amplio uso en una gran cantidad de productos, casi todos los discos duros en el mundo contienen

uno, (vase la figura 34), el cual se usa para posicionar las cabezas lectoras/escritoras del disco. Otro uso generalizado es

en audfonos, para mejorar su calidad y disminuir su tamao.



Precaucin: Los imanes de neodimio deben siempre manejarse con mucho cuidado, algunos del tamao de una moneda

de 1 peso pueden sostener hasta 10 kilogramos. Los imanes algo ms grandes pueden pellizcar dedos o la piel cuando son

repentinamente atrados a otro imn o a un metal.

Estos imanes son bastante frgiles, ya que se fabrican con el proceso de sinterizado explicado en prrafos anteriores. A

menudo se forran de otro metal como el nquel, pero aun as, si repentinamente un imn de neodimio atrae a otro igual,

puede generarse suficiente impacto para estrellarse y las partculas del impacto podran causar alguna lesin.


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