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Materiales ferromagnéticos
Los materiales ferromagnéticos son atraídos fuertemente por los imanes. ¿Qué metales son magnéticos? ¿Y por qué el acero inoxidable a veces reacciona a los imanes y a veces no?
¿Qué materiales atrae un imán?
De todos los materiales magnéticos, los materiales ferromagnéticos son los más importantes en la práctica. Son materiales que reaccionan con suficiente fuerza a un campo magnético como para ser atraídos por un imán. Algunos materiales ferromagnéticos también pueden utilizarse como materiales magnéticos. Los metales ferromagnéticos más conocidos son:
- hierro;
- níquel;
- cobalto.
Además, muchas aleaciones son magnéticas, especialmente cuando contienen hierro, níquel o cobalto. Por eso muchos tipos de acero reaccionan fuertemente ante un imán.
¿Qué significa ferromagnético?
Un material es ferromagnético cuando los momentos magnéticos del material pueden alinearse. Esto genera una fuerte atracción por un campo magnético externo. En algunos materiales, parte de esa alineación magnética permanece después de retirar el campo magnético externo. El material queda entonces magnetizado.
En términos sencillos: un material ferromagnético es claramente atraído por un imán. Es la reacción que se observa cuando un imán se adhiere al acero.
Magnético o ferromagnético
En la práctica, las palabras “magnético” y “ferromagnético” se utilizan a menudo indistintamente. Técnicamente, existe una diferencia. Un objeto es magnético cuando se comporta como un imán por sí mismo, con un polo norte y un polo sur. Un objeto es ferromagnético cuando es fuertemente atraído por un imán. Por tanto, una placa de acero suele ser ferromagnética. Solo cuando esa placa ha sido magnetizada se comporta como un imán.
Para aplicaciones industriales, lo importante suele ser la propiedad ferromagnética: ¿el material es atraído con suficiente fuerza para poder retenerse, separarse o detectarse?
¿Qué metales son magnéticos?
| Material | Reacción ante un imán | Explicación |
| Hierro | Fuertemente magnético | Uno de los metales ferromagnéticos más importantes. |
| Acero | Generalmente fuertemente magnético | Contiene hierro; la reacción depende de la composición y la estructura. |
| Hierro fundido | Generalmente magnética | Material que contiene hierro con una respuesta magnética clara. |
| Níquel | Magnético | Uno de los elementos ferromagnéticos conocidos. |
| Cobalto | Magnético | Ferromagnético y utilizado en determinados materiales magnéticos. |
| Acero inoxidable ferrítico | Magnético | Por ejemplo, ciertos grados de acero inoxidable de la serie 400. |
| Acero inoxidable martensítico | Magnético | Se presenta en cuchillos, ejes y piezas de desgaste, entre otras cosas. |
| Acero inoxidable austenítico | Generalmente no magnético o débilmente magnético | Por ejemplo 304 y 316; puede volverse ligeramente magnético localmente debido a la deformación. |
| Neodimio-hierro-boro | Magnético duro | Se utiliza como material magnético permanente de gran potencia. |
| Samario-cobalto | Magnético duro | Material de imán permanente, también adecuado para temperaturas más elevadas. |
| Ferrita | Magnético duro | Material cerámico de imán ampliamente utilizado. |
| Alnico | Magnético duro | Aleación basada en aluminio, níquel y cobalto. |
¿Qué materiales no son atraídos o apenas lo son?
Muchos metales no son magnéticos en la práctica. Un imán estándar no se adhiere a ellos.
| Material | Reacción ante un imán convencional | Explicación |
| Aluminio | No magnético | No es atraído por un imán convencional. |
| Cobre | No magnético | No es atraído por un imán convencional. |
| Latón | No magnético | Aleación de cobre y zinc. |
| Bronce | No magnético | Aleación basada en cobre, a menudo con estaño. |
| Oro | No magnético | Una prueba con imán puede ayudar a detectar suciedad incustrada o falsificaciones. |
| Plata | No magnética | No es atraída por un imán convencional. |
| Plomo | No magnético | Sin fuerza de atracción práctica. |
| Zinc | No magnético | Sin fuerza de atracción práctica. |
| Estaño | No magnético | Sin fuerza de atracción práctica. |
| Titanio | No magnético | Utilizado a menudo cuando se desea una baja influencia magnética. |
| Plástico, madera, vidrio, caucho | No magnéticos | Solo se puede utilizar magnéticamente si hay material ferromagnético en su interior o detrás de él. |
Sin embargo, la mayoría de los metales mencionados anteriormente pueden separarse mediante corrientes de Foucault en aplicaciones de reciclaje.
¿Por qué no todos los metales son magnéticos?
El magnetismo viene determinado por la estructura interna de un material. En los materiales ferromagnéticos, pequeñas regiones magnéticas, llamadas dominios, pueden alinearse en la misma dirección. Al hacerlo, se refuerzan entre sí y generan una fuerte respuesta ante un campo magnético.
En los materiales no ferromagnéticos esto no ocurre, o solo de forma muy débil. Por eso el aluminio, el cobre o el latón no son atraídos visiblemente por un imán convencional, aunque sean metales.
Materiales magnéticos blandos y duros
Los materiales ferromagnéticos suelen dividirse en materiales magnéticos blandos y materiales magnéticos duros.
Materiales magnéticos blandos
Los materiales magnéticos blandos son fáciles de magnetizar, pero pierden en gran medida su magnetismo cuando desaparece el campo magnético. Un ejemplo es el hierro recocido. Estos materiales son útiles en circuitos magnéticos, electroimanes y aplicaciones en las que el campo magnético debe actuar temporalmente. En la separación magnética, las partículas de hierro son atraídas por el campo magnético externo sin necesidad de que permanezcan fuertemente magnetizadas.
Materiales magnéticos duros
Los materiales magnéticos duros permanecen magnetizados después de la magnetización. Se utilizan para imanes permanentes. Ejemplos son la ferrita, el neodimio-hierro-boro, el samario-cobalto y el alnico. En los imanes permanentes, es importante que el material conserve su magnetización incluso bajo la influencia de la temperatura, campos magnéticos externos, carga y condiciones de uso.
¿El acero inoxidable es magnético?
El acero inoxidable puede ser magnético, pero no siempre lo es. La respuesta magnética depende principalmente de la estructura del acero inoxidable.
Los aceros inoxidables ferríticos y martensíticos suelen ser magnéticos. Los aceros inoxidables austeníticos, como 304 y 316, suelen ser no magnéticos o solo débilmente magnéticos en estado recocido. Sin embargo, el trabajo en frío, el doblado, la soldadura o el procesamiento mecánico pueden hacer que el acero inoxidable austenítico se vuelva ligeramente magnético en ciertas zonas.
La prueba con un imán es por tanto útil como indicación rápida, pero no como identificación completa del material.
¿Qué significa esto para la separación magnética?
En la separación magnética, la cuestión no es solo si un material es magnético. Otros factores también determinan si una partícula será capturada realmente:
- composición del material;
- tamaño y forma de la partícula;
- distancia al imán;
- intensidad y gradiente del campo magnético;
- capa de producto y velocidad de flujo;
- temperatura;
- humedad, grasa o adherencia del producto;
- diseño del separador magnético.
Las partículas ferromagnéticas como hierro, acero y virutas pueden capturarse eficazmente con el separador magnético adecuado. Los metales débilmente magnéticos o no ferromagnéticos requieren otro enfoque. En reciclaje, el aluminio y el cobre se separan a menudo mediante separadores Eddy current.