Una investigación en la que ha participado la Facultad de Física de la Universidad de Barcelona (UB) ha conseguido generar la “chispa” para producir fuego magnético y, a diferencia de lo que sucede con una deflagración química, estudiar y controlar cómo se dispersa su energía.
La “chispa” en los materiales magnéticos se genera mediante una serie de espines (un espín es una propiedad física de las partículas subatómicas), utilizando pequeños cristales de imanes moleculares.
La propagación del llamado fuego magnético en determinados sistemas resulta ser “el único proceso de combustión controlado por leyes cuánticas que se conoce en la naturaleza”, ha explicado en un comunicado Javier Tejada, catedrático de Física de la Materia Condensada de la UB y uno de los autores de la investigación, cuyo resultado se ha publicado en la revista ‘Physical Review Letters’.
Según Tejada, el trabajo desvela “el modo en que la energía se mantiene y se extiende en materiales magnéticos, mediante un proceso similar al de los incendios forestales”.
La investigación, llevada a cabo por investigadores de las universidades de Barcelona, Nueva York y Florida (EEUU), ha permitido también controlar parámetros de la reacción mediante el ajuste de campos magnéticos.
Este tipo de reacciones, según las investigaciones, son relevantes en el diseño de los materiales magnéticos para aplicaciones de almacenamiento de energía, ya que el fuego magnético puede dar lugar a una liberación rápida y controlada de la energía almacenada, y produce una emisión significativa de energía, por ejemplo, en un generador eléctrico.
Para hacer más entendedor el trabajo, Tejada explica que los incendios forestales se extienden a causa de una llama o chispa inicial que calienta una sustancia -un tronco o rama-, provoca que ésta se queme y libera calor que propaga el fuego a otros troncos o ramas, “convirtiendo así una pequeña chispa en un proceso autosostenido y, en este caso, devastador e irreversible”.
En el caso de materiales magnéticos, los investigadores han llegado a la conclusión de que también se necesita una “chispa” para iniciar este proceso, que comienza cuando en el material invierte la orientación de los espines, equivalentes a los polos magnéticos de los átomos.
La diferencia en este caso es que al final el material se mantiene; pero con todos los espines invertidos respecto a su orientación inicial, lo que, a diferencia de los incendios forestales, permite reiniciar el proceso en dirección contraria, es decir, que el proceso es reversible.
“Resalta que estos procesos se encuentran a menudo en la naturaleza, como, por ejemplo, en el crecimiento de células o de la difusión de la información”, ha explicado Ferran Macià, coautor del trabajo y actualmente investigador en la Universidad de Nueva York como parte de la colaboración de esta universidad con la UB.
Los primeros experimentos en los que se puso de manifiesto la existencia del fuego magnético se remontan a ocho años atrás gracias al trabajo del grupo de Myriam P. Sarachick, catedrática de Física en Nueva York. A raíz de estos trabajos, el grupo de investigadores de la UB descubrió la llamada deflagración magnética cuántica.
Ahora, los científicos han determinado, además, que “en los materiales magnéticos variables, la energía de activación responsable de iniciar la reacción puede ser controlada mediante campos magnéticos, permitiendo así estudios sistemáticos de los mecanismos físicos de flujo de energía”, ha explicado Saül Vélez, doctorado por la UB y actualmente en la Asociación Centro de Investigación Cooperativa en Nanociencias de San Sebastián.
Este comportamiento se diferencia, por ejemplo, del caso de las combustiones químicas, en las que difícilmente se pueden controlar parámetros como la energía de activación o la energía liberada. EFEfuturo
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