249_HIDRAULICA DE RIOS, SOCAVACION EN RIOS, PUENTES Y CARRETERAS.pdf
Manual de Dr. Miguel Ojeda Rios
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Universidad Autnoma ChapingoDepartamento de Fitotecnia
MANUAL DE
PAR BIOMAGNETICO
Dr. Miguel Ojeda Rios
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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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99100101102103104105106
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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
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 electrnmismo. 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
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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
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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.
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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.5Por 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 magnticodel tomo, con dos polaridades distintas y
opuestas.
Fig. 3 Momento Magntico cancelado. Momento magntico presente.
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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
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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 3Paul 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
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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
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pequeos. Algunos materiales paramagnticos son: Aluminio, Bario, Calcio, Oro, Oxgeno, Platino, Sodio, Uranio, y muchos
ms.
El ferromagnetismoes 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 restana 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.
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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. 5Dominios de Weiss y Paredes de
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
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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
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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, Bo 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 Gausses 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.
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g
LA CURVA DE HISTRESIS
Se puede aprender mucho acerca de las propiedades magnticas de un material estudiando su curva de histresis.16sta
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
estaen direccin o uSaturacin Densidad de flujo
en direccin o uesta
Fuerza magnetizadoraen direccin opuesta
Fuerza magnetizadora
Densidad de FlujoSaturacin
Fig. 10Curva de Histresis
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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, Bregresar a cero. Ntese que la curva no regresa al origen de la grfica, (el punto donde se cruzan las lneas B y
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H), porque se requiere alguna fuerza para remover el magnetismo residual. Al seguir aumentando Hen 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 Residualo 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 unflujo 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
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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 6.5oN, 161.8oE. El eje magntico est inclinado alrededor de 11.5orespecto 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.
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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.28El 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. 17El 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,29vea la Figura 18.
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Fig. 18El 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
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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. 21Campo magntico local
El campo magntico central del sol crea una burbuja alrededor de todo el sistema solar, mucho ms all de la rbita deplutn, 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.
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Fig. 22Campos 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,35su 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,
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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
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Bacterias magnticas
Las bacterias magnetotcticas fueron descubiertas en 1975 por Richard P. Blakemore.36Las 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. 24Bacteria 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
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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.
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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. 26Calendario del desarrollo de imanes
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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.38Estaba hecho de una aleacin de hierro, carbono,
cobalto, tungsteno y cromo, vase la Figura 27
Fig. 28Imanes 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
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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 ytienen 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
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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.41El 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.42El Alnico 8 es la aleacin con mayor coercitividad pero es algo ms cara.
Fig. 29Imanes de Alnico
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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.
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Neodimio
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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.
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