Contenido

• 1.0 Historia
• 2.0 Fundamentos de los imanes
• 3.0 Fuerza magnética
• 4.0 Bloqueo de campos magnéticos
• 5.0 Polos magnéticos
• 6.0 Flujo magnético
• 7.0 Orientación magnética
• 8.0 Imanes temporales
• 9.0 Electroimanes
• 10.0 Montajes magnéticos
• 11.0 Mecanizado de imanes
• 12.0 Manipulación & Almacenamiento
• 13.0 Costes & Consejos de pedido

1.0 Un poco de historia….

Los antiguos griegos y chinos descubrieron que ciertas piedras raras poseían propiedades misteriosas y atractivas. Estas piedras podían atraer pequeños trozos de hierro de forma mágica, y se descubrió que siempre apuntaban en la misma dirección cuando se las dejaba oscilar libremente, suspendidas por un trozo de cuerda, o flotando en el agua. Los primeros navegantes utilizaron estos imanes para la primera brújula que les ayudaba a determinar su dirección mientras estaban en el mar. El nombre de IMÁN proviene de Magnesia, un distrito de Tesalia, Grecia, donde se cree que se extrajeron estas primeras «piedras de alojamiento».

A lo largo de los milenios los imanes han evolucionado hasta convertirse en los materiales de alta resistencia que tenemos hoy en día. Se descubrió que creando aleaciones de diversos materiales se podían crear efectos similares a los encontrados en las lodestones, y aumentar el nivel de magnetismo. Hasta el siglo XVIII no se crearon los primeros imanes fabricados por el hombre, y los avances en la creación de aleaciones magnéticas más fuertes fueron muy lentos hasta la década de 1920, cuando se formuló el Alnico (una aleación de níquel, aluminio y cobalto). Las ferritas (también conocidas como cerámicas) se crearon en los años 50 y las tierras raras en los 70. Desde entonces, la ciencia del magnetismo se ha disparado de forma exponencial y los materiales magnéticos extremadamente potentes han hecho posible los innumerables dispositivos que tenemos hoy en día. (top)

2.0 ¿Qué es un imán?

Ciertos materiales, como el hierro o el acero, pueden hacerse magnéticos colocándolos en un fuerte campo magnético. Los átomos que forman los materiales que pueden ser fácilmente magnetizados, como el hierro, el acero, el níquel y el cobalto, están dispuestos en pequeñas unidades, llamadas dominios. Cada dominio, aunque de tamaño microscópico, contiene millones de miles de millones de átomos y cada dominio actúa como un pequeño imán. Si un material magnético se coloca en un campo magnético fuerte, los dominios individuales, que normalmente apuntan en todas las direcciones, giran en la dirección del campo magnetizante. Cuando la mayoría de los dominios se alinean en el campo, el material se convierte en un imán. (top)

Antes de la magnetización:

Después de la magnetización:

¿Qué hace un imán?

Los imanes hacen las siguientes cosas:

• Atraer ciertos materiales – como el hierro, el níquel, el cobalto, ciertos aceros y otras aleaciones;
• Ejercer una fuerza de atracción o repulsión sobre otros imanes (los polos opuestos se atraen, los polos iguales se repelen);
• Tener un efecto sobre los conductores eléctricos cuando el imán y el conductor se mueven uno en relación con el otro;
• Tener un efecto sobre la trayectoria que siguen las partículas cargadas eléctricamente que viajan en el espacio libre.

En base a estos efectos los imanes transforman la energía de una forma a otra, sin pérdida permanente de su propia energía. Ejemplos de funciones de los imanes son:

• Mecánica a mecánica – como atracción y repulsión.
• Mecánica a eléctrica – como generadores y micrófonos.
• Entre lo eléctrico y lo mecánico – como motores, altavoces, desviación de partículas cargadas.
• Entre lo mecánico y lo térmico – como dispositivos de corrientes de Foucault y de par de histéresis.
• Efectos especiales – como magnetorresistencia, dispositivos de efecto Hall y resonancia magnética. (top)

¿Cómo se fabrican los imanes?

Los materiales magnéticos modernos se fabrican mediante procesos de fundición, prensado y sinterización, unión por compresión, moldeo por inyección, extrusión o calandrado. Una vez fabricados, los imanes a menudo tienen que ser procesados de nuevo mediante molienda u otros procesos de mecanizado, y luego ensamblados en un conjunto de siguiente nivel. (top)

¿Cuáles son los diferentes tipos de imanes disponibles?

Existen 3 tipos de imanes: imanes permanentes, imanes temporales y electroimanes. Los imanes permanentes emiten un campo magnético sin necesidad de ninguna fuente externa de magnetismo o energía eléctrica. Los imanes temporales se comportan como imanes mientras están unidos o cerca de algo que emite un campo magnético, pero pierden esta característica cuando se retira la fuente del campo magnético. Los electroimanes necesitan electricidad para comportarse como un imán. (top)

¿Qué es un imán permanente?

Los imanes permanentes modernos están hechos de aleaciones especiales que se han encontrado a través de la investigación para crear imanes cada vez mejores. Los imanes permanentes tienen un campo magnético que no se enciende y apaga como los electroimanes. Las familias de materiales magnéticos más comunes hoy en día son las de aluminio-níquel-cobalto (alnicos), estroncio-hierro (ferritas, también conocidas como cerámicas), neodimio-hierro-boro (imanes NdfeB, a veces denominados «superimanes») y samario-cobalto. Las familias del Samario-Cobalto y el Neodimio-Borón se conocen colectivamente como Tierras Raras. (top)

¿Qué son los imanes de tierras raras?

Los imanes de tierras raras son imanes que están hechos del grupo de elementos de tierras raras. Los imanes de tierras raras más comunes son los de neodimio, hierro y boro y los de samario y cobalto. (top)

3.0 ¿Cuál es la intensidad del campo magnético terrestre?

La intensidad del campo superficial de la Tierra es de unos 0,75 gauss, pero varía hasta un 10% dependiendo de la intensidad del «campo de la corteza». Se puede encontrar un rango de 0,85 a 0,60 en todo el mundo. Las tormentas geomagnéticas pueden provocar cambios de entre el 1% y el 5% que duran desde horas hasta un día aproximadamente. (top)

¿Perderán los imanes su potencia con el tiempo?

Los materiales magnéticos modernos pierden una fracción muy pequeña de su magnetismo con el tiempo. En el caso de los materiales de cobalto de samario, por ejemplo, se ha demostrado que es menos del 1% en un período de diez años. Por lo demás, los imanes permanentes son precisamente eso, permanentes (hay que hacer algún trabajo para intentar desmagnetizarlos activamente). (top)

¿Se puede volver a magnetizar un imán que ha perdido su magnetismo?

Siempre que el material no haya sido dañado por el calor extremo, los imanes pueden volver a ser magnetizados hasta recuperar su fuerza original, si han sido expuestos a condiciones que les causan desmagnetización. (top)

¿Cómo se mide la fuerza de un imán?

Lo más habitual es que se utilicen Gaussímetros, Magnetómetros o Pull-Testers para medir la fuerza de un imán. Los gaussímetros miden la fuerza en Gauss, los magnetómetros miden en Gauss o en unidades arbitrarias (por lo que es fácil comparar un imán con otro), y los tiradores pueden medir la fuerza en libras, kilogramos u otras unidades de fuerza. Los Gaussímetros especiales pueden costar varios miles de dólares. Tenemos en stock varios tipos de Gaussímetros que cuestan entre 400 y 1.500 dólares cada uno. (top)

Si tengo un neoimán con un Br de 12.300 gauss, ¿debería poder medir 12.300 gauss en su superficie?

La respuesta sencilla es no. El valor de Br se mide en condiciones de circuito cerrado. Un imán en circuito cerrado no sirve de mucho. En la práctica, medirá un campo inferior a 12.300 Gauss cerca de la superficie del imán. La medición real dependerá de si el imán tiene algún tipo de acero adherido, de la distancia a la que se realice la medición y del tamaño del imán (suponiendo que la medición se realice a temperatura ambiente). Por ejemplo, un imán de disco de neodimio de 1″ de diámetro y 1/4″ de longitud, medirá aproximadamente 2.500 Gauss a 1/16″ de la superficie, y 2.200 Gauss a 1/8″ de la superficie. (top)

¿Puedo hacer más fuerte un imán que ya tengo?

Una vez que un imán está totalmente magnetizado, no puede hacerse más fuerte – está «saturado». En ese sentido, los imanes son como los cubos de agua: una vez que están llenos, no pueden estar más «llenos». (top)

¿Cómo disminuye la fuerza de un imán con la distancia?

La fuerza de un campo magnético disminuye aproximadamente de forma exponencial con la distancia. Aquí hay un ejemplo de cómo el campo (medido en Gauss) disminuye con la distancia para un imán de disco de cobalto de samario de grado 18 que tiene 1″ de diámetro y 1/2″ de largo. (arriba)

¿Cuál es la ecuación de la intensidad de campo en relación con la distancia?

Para un imán circular con un radio R y una longitud L, el campo en la línea central del imán a una distancia X de la superficie puede calcularse mediante la siguiente fórmula (donde Br es la inducción residual del material):

Hay fórmulas adicionales que pueden utilizarse para calcular el campo de un imán rectangular y de imanes con otras configuraciones, pero las fórmulas son demasiado largas y complejas para incluirlas aquí. (top)

4.0 ¿Qué puedo utilizar para bloquear un campo magnético?

Sólo los materiales que son atraídos por un imán pueden «bloquear» un campo magnético. Dependiendo del grosor de la pieza de bloqueo, bloqueará parcial o totalmente el campo magnético. (top)

5.0 ¿Qué son los polos magnéticos?

Los polos magnéticos son las superficies de las que emanan las líneas invisibles del flujo magnético y se conectan al volver al imán. (top)

¿Cuáles son las definiciones estándar de la industria de los Polos «Norte» y «Sur»?

El Polo Norte se define como el polo de un imán que, cuando está libre para girar, busca el Polo Norte de la Tierra. En otras palabras, el polo norte de un imán busca el polo norte de la Tierra. Del mismo modo, el polo sur de un imán busca el polo sur de la Tierra. (top)

¿Cómo se puede saber cuál es el Polo Norte si no está marcado?

No se puede saber mirando. Se puede saber colocando una brújula cerca del imán. El extremo de la aguja que normalmente apunta hacia el Polo Norte de la Tierra apuntaría al Polo Sur del imán. (top)

6.0 ¿Cómo se comportan las líneas de flujo magnético?

La respuesta general es «Previsiblemente». Las líneas de fuerza son tridimensionales y rodean a una barra magnética por todos sus lados.

Los polos iguales se repelen y los distintos se atraen. Cuando se juntan los polos opuestos de un imán, las líneas de fuerza se unen y los imanes se atraen.

Cuando se juntan los polos iguales de un imán, las líneas de fuerza se alejan y los imanes se repelen.

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7.0 ¿Qué significa «dirección de orientación magnética»?

La mayoría de los materiales magnéticos modernos tienen un «grano» en el sentido de que pueden ser magnetizados para un efecto máximo sólo a través de una dirección. Esta es la «dirección de orientación», también conocida como «eje fácil», o «eje».

Los imanes no orientados (también conocidos como «imanes isotrópicos») son mucho más débiles que los imanes orientados, y pueden ser magnetizados en cualquier dirección. Los imanes orientados (también conocidos como «imanes anisotrópicos») no son iguales en todas las direcciones – tienen una dirección preferida en la que deben ser magnetizados. (top)

8.0 ¿Existe un imán temporal?

El hierro blando y ciertas aleaciones de hierro pueden magnetizarse muy fácilmente, incluso en un campo débil. Sin embargo, en cuanto se retira el campo, el magnetismo se pierde. Estos materiales son excelentes imanes temporales que se utilizan, por ejemplo, en teléfonos y motores eléctricos. (top)

9.0 ¿Qué son los electroimanes?

Los electroimanes se fabrican colocando un núcleo metálico (normalmente una aleación de hierro) dentro de una bobina de cable que lleva corriente eléctrica. La electricidad en la bobina produce un campo magnético, que se conduce a través del núcleo de hierro. Su intensidad depende de la fuerza de la corriente eléctrica y del número de bobinas de alambre. Su polaridad depende de la dirección del flujo de la corriente. Mientras la corriente fluye, el núcleo se comporta como un imán, pero en cuanto la corriente cesa, las propiedades magnéticas se pierden. Los motores eléctricos, los televisores, los trenes de levitación magnética, los teléfonos, los ordenadores y muchos otros dispositivos modernos utilizan electroimanes. (top)

10.0 ¿Qué es un conjunto magnético?

Un conjunto magnético está formado por uno o más imanes y otros componentes, como el acero, que generalmente afectan al funcionamiento del imán. (top)

¿Cómo debo montar los imanes en mi dispositivo?

• Si es necesario fijar un imán a un dispositivo, puede utilizar medios mecánicos o adhesivos para asegurar el imán en su lugar.
• Los adhesivos se utilizan a menudo para asegurar los imanes en su lugar. Si los imanes se adhieren a superficies irregulares, necesitará un adhesivo con mucho «cuerpo» para que se adapte a la superficie irregular. Se ha comprobado que las colas calientes funcionan bien para adherir los imanes a la cerámica, la madera, la tela y otros materiales. En el caso de los imanes que se adhieren al metal, los «superpegamentos» pueden utilizarse de forma muy eficaz.
• Podemos suministrar imanes flexibles con un adhesivo ya pegado al imán: todo lo que tiene que hacer es despegar el revestimiento y pegarlo a su producto.
• Como en todas las aplicaciones adhesivas, es muy importante asegurarse de que todas las superficies que se van a pegar están limpias y secas antes de pegarlas.

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11.0 ¿Se pueden mecanizar los imanes?

Los imanes se pueden mecanizar. Sin embargo, los materiales magnéticos duros -a diferencia de los materiales magnéticos flexibles o de goma- son extremadamente difíciles de mecanizar. Los imanes deben mecanizarse con herramientas de diamante o muelas blandas y, en la medida de lo posible, en estado no magnetizado. En general, es mejor no intentar mecanizar materiales magnéticos duros a menos que se esté familiarizado con estas técnicas de mecanizado especializadas. (top)

12.0 Consejos para manipular y almacenar imanes

• ¡Tenga siempre cuidado! Los imanes pueden romperse y herir al personal o dañarse a sí mismos.
• Mantenga los imanes alejados de los soportes magnéticos -como disquetes y tarjetas de crédito- y de los monitores de los ordenadores.
• Almacene los imanes en recipientes cerrados, para que no atraigan los restos metálicos.
• Si se almacenan varios imanes, deben guardarse en posiciones que se atraigan.
• Los imanes de álnico deben almacenarse con «guardas» (placas de hierro o acero magnético que conectan los polos del imán), ya que pueden desmagnetizarse fácilmente.
• ¡Los imanes deben mantenerse alejados de los marcapasos!

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13.0.1 ¿Cuánto cuestan los imanes?

Los costes de los distintos materiales de los imanes varían considerablemente de unos a otros. Aquí hay una guía aproximada de lo que cuestan los imanes.

* Nota: los costes mostrados aquí son costes relativos basados en altos volúmenes de materiales de imanes que no tienen un mecanizado especial u otras características.

En base al coste por libra, los imanes de neodimio parecen muy costosos. Sin embargo, en base al coste por BHmax, no parecen tan costosos. A menudo, al utilizar un imán más potente, todo el dispositivo en el que va el imán puede miniaturizarse, lo que supone un ahorro de costes que favorece a los materiales magnéticos más potentes. (top)

13.0.2 ¿Cómo puedo pedir imanes?

Para pedir imanes de forma eficiente, debe tener una buena idea de lo que quiere conseguir. Estos son algunos elementos que deberá tener en cuenta:

• Naturaleza general de la aplicación – Sujetar, mover, levantar, etc.
• Forma del imán deseada – Disco, anillo, rectángulo, etc.
• Tamaño del imán deseado – Diámetro, longitud, anchura, altura, etc.
• Tolerancias – qué variación de dimensiones se permite.
• Condiciones en las que se utilizará el imán – Temperatura elevada, humedad, exterior, interior, etc.
• Fuerza del imán requerida – En libras de fuerza de sujeción, Gauss, etc.
• El imán no debe costar más de? – Esto eliminará ciertos materiales de la consideración.
• Cantidades que necesitará

¿Preguntas sobre los imanes?

Contáctenos hoy o envíenos una solicitud de cotización y déjenos saber cómo podemos ayudar. (top)