679 252 083 josep.duran@udg.edu

P11: Els quatre cantons (Las cuatro esquinas)

Onceava parada

Els quatre cantons (Las cuatro esquinas)

Las cuatro esquinas es un lugar muy especial de Girona, cruce y punto de encuentro. En este caso, el final de nuestro itinerario. Justo en este punto se representan los cuatro ríos que atraviesan Girona, marcados en el suelo, como una huella. Cuatro ríos, cuatro esquinas y cuatro puntos cardinales.

Estos puntos se relacionan con el hecho de que la Tierra presenta un campo magnético. Su existencia se conoce desde la antigüedad, por sus aplicaciones en navegación a través de la brújula. El polo norte de la aguja de una brújula señala el polo norte magnético de la Tierra, ya que tanto la Tierra como la brújula son dos imanes. Es conocido que los imanes tienen dos polos, llamados norte y sur, y que dos polos iguales se repelen, mientras que dos polos diferentes u opuestos, se atraen.

El primer imán que se encontró fue la magnetita. Se trata de un mineral formado por óxido de hierro que presenta magnetismo natural. El origen de este efecto hay que buscarlo en los átomos que forman este material. Grupos de átomos se juntan en pequeñas regiones de magnetismo que se denominan dominios, cada uno con dos polos. En la mayoría de los materiales estos dominios apuntan en todas direcciones. En algunos materiales estos dominios se pueden ordenar, por ejemplo, con otro campo magnético, de forma que se genera otro objeto magnetizado.

Es posible que los antiguos chinos hubieran fabricado imanes calentando barras de hierro y dejando enfriar alineadas norte-sur. En este caso se aprovechaba el campo magnético de la Tierra para inducir un campo magnético en las barras de hierro.

Brújula, por Pep Anton Vieta

Electroimán, por Pep Anton Vieta

Durante años, el campo magnético de la Tierra se atribuyó a la existencia de un potente imán en su centro. Si bien se cree que el núcleo de la Tierra está formado por hierro y níquel, dos metales con propiedades magnéticas, se sabe que a temperaturas tan elevadas como la del centro de la Tierra, esta propiedad se pierde. Por lo tanto, el centro de la Tierra no puede ser un imán permanente. Actualmente existen varias teorías para explicar el magnetismo de la Tierra, pero la más aceptada se basa en el movimiento de un núcleo de hierro sólido, muy caliente, rodeado por hierro líquido. Las dos masas en movimiento en el interior de la tierra generan al mismo tiempo un movimiento de electrones que serían los responsables del campo magnético.

Este fenómeno se explica porque electricidad y magnetismo están relacionados. Con corriente eléctrica se puede hacer un imán (electroimán) de la misma manera que con un campo magnético se puede hacer corriente eléctrica (una dinamo).

Actualmente se fabrican imanes muy potentes con materiales como óxido de hierro en cerámicas de óxido de bario o estroncio, aleaciones de níquel, cobalto y hierro, pero los más potentes están hechos con elementos de los grupos llamados lantánidos y actínidos. Por ejemplo, los de samario y cobalto o los de neodimio-hierro-boro (NIB).

Los imanes se utilizan en numerosas aplicaciones, como motores eléctricos, altavoces, atracciones de ferias, además de brújulas o imanes para las neveras. Todos estos ejemplos son de imanes permanentes, que quiere decir que su carácter magnético muy duradero. En cambio, otras sustancias magnéticas pueden experimentar modificaciones muchas veces. Es el caso de las tarjetas de crédito y de las prácticamente extinguidas cintas de vídeo.

A pesar de estas aplicaciones de tipo doméstico, en determinadas aplicaciones más tecnológicas se utilizan imanes de gran potencia. Es el caso de la resonancia magnética nuclear o de los trenes magnéticos. En ambos casos se utilizan materiales superconductores. Los más comunes son los cupratos de itrio (YBa2Cu3O7), pero también hay cupratos de mercurio y bario y otros superconductores basados en fulerenos. Cuando se enfrían lo suficiente -por bajo los -70ºC, esta es de momento su gran limitación que ha impedido que se hayan aplicado de forma generalizada- tienen la propiedad de ser excelentes conductores de la corriente eléctrica y de generar campos magnéticos muy poderosos.

YBCO, el superconductor de la UdG

¿Lo sabías?

El responsable del descubrimiento del magnetismo fue un pastor griego, según cuenta el historiador Plinio, conocido como el viejo, que vivió entre el 23 y el 79 dC y que se dedicó a recoger el saber popular. El pastor se dio cuenta de que una roca que encontró atraía la punta de su bastón y los clavos de la suela de sus zapatos. Tanto la punta del bastón como los clavos de la suela eran de hierro. Y la roca no atraía nada más. El pastor, que vivía en Magnesia, no sabía por qué pasaba aquel fenómeno, pero curioso, fue a contárselo al sabio que había más cerca. Se trataba de Tales, que vivía en el vecino pueblo de Mileto. Tales estudió las propiedades de la roca y la llamó magnetita. Unas versiones dicen que fue en honor al pueblo donde había sido encontrada, otras porque el pastor se llamaba Magnes. Sea como fuere, desde entonces los materiales que tienen un comportamiento similar se denominan magnéticos.