6 formas en las que los imanes están a punto de cambiar nuestras vidas

Imanes Ya sabes qué son y todo sobre ellos. O tu Los imanes son fundamentales para muchas más tecnologías emergentes de las que cabría esperar. El imán probado y verdadero está a punto de cambiarlo todo, desde cómo manejamos y tratamos el cáncer hasta cómo practicamos deportes.

Trenes ultrarrápidos que flotan usando imanes, como este en Japón visto en 2010, están posicionados para ser el próximo gran avance en el transporte. Crédito: Getty

A principios de este año, Japón rompió un récord mundial de velocidad para un tren: 366 millas por hora. ¿Cómo lo hicieron? Imanes, por supuesto.

Japón usó un tren maglev: un tipo especial de tren de alta velocidad que evita las ruedas por imanes. ¿Cómo ayudan los imanes a los trenes a ir más rápido? Es bastante simple: la fricción se elimina por completo. Los trenes se ciernen sobre los rieles, sin ruedas, y son arrastrados a velocidades locas utilizando electroimanes.

Así es como funciona el tren digno de Guinness de Japón utilizando el principio clásico de repulsión magnética. Las fuerzas que se repelen entre sí son los imanes superconductores a bordo del tren y las bobinas magnéticas en los lados de los rieles de guía circundantes. Estas fuerzas opuestas con polos norte y sur alternos crean un efecto de empujar y tirar que lo impulsa hacia adelante.

También integradas en los rieles de guía hay más bobinas que se convierten en electroimanes a medida que pasan los imanes superconductores a bordo del tren. Esto crea una segunda fuerza de empujar y tirar que levanta el tren unos centímetros del suelo. (Esos rieles de guía que sostienen el maglev de Japón tienen forma de U para evitar descarrilamientos).

Gracias a esta simple noción en imanes y física, los trenes de levitación magnética son más ecológicos, más rápidos, más silenciosos y ofrecen viajes más suaves que los trenes tradicionales.

El tren de alta velocidad ha existido en los países desarrollados de todo el mundo durante décadas , pero estos modelos de levitación magnética que parpadean y se perderán marcan la siguiente etapa de la evolución del tren. De hecho, cuando el primer ministro japonés, Shinzo Abe, visitó Estados Unidos a principios de este año en un viaje diplomático, dijo que quiere que el gobierno japonés ayude a construir un tren maglev que une Baltimore y Washington, DC. Dado que los imanes significan grandes proyectos de infraestructura, también significan grandes negocios.

Los países de todo el mundo también han comenzado a buscar esta nueva tecnología de transporte. Shanghai ha estado ejecutando una levitación magnética en China desde hace más de una década, y el aeropuerto de Incheon de Seúl lucirá un tren de levitación magnética más pequeña escala de su propia a partir de este verano.

El Hendo Hoverboard de Arx Pax se muestra aquí en 2014. Es un hoverboard comercial que usa imanes para flotar aproximadamente a una pulgada de tierra firme. Crédito: AP

A medida que se acercaba el año 2015 , la gente empezó a exigir un hoverboard al estilo de Regreso al futuro 2 , y ahora, las empresas están intentando cumplir. ¿Llevarán a los consumidores un modo de transporte futurista aprobado por McFly? De hecho, han dado grandes pasos para lograrlo, con la ayuda de imanes.

A principios de este mes, Lexus debutó con su aerotabla diapositivas (que Jalopnik probado), el logro de lo que se pensaba que era inalcanzable: Aunque pesado y difícil de manejar, fue un ridable, skate-como objeto que flotaba en realidad una pulgada de la tierra. Lexus describe la placa como "ensamblar tecnología maglev en una placa". Gizmodo probó otro hoverboard usando una tecnología similar de levitación magnética llamada Hendo .

El cuerpo de la placa de Lexus contiene superconductores rodeados por depósitos de hidrógeno líquido que hacen que los superconductores caigan en picado a -322 grados Fahrenheit, más dos imanes en cada extremo de la placa. La tabla se coloca en un piso con imanes incorporados y la levanta de manera similar a un tren maglev.

No nos malinterpretes; todavía hay mucho de lo que ser escéptico. Estas tablas son difíciles de navegar, solo pueden flotar bajo ciertas condiciones, y la batería en la que probamos se agotó. Pero, como es el caso de esos super-trenes que surgen por todo el planeta, los imanes significan grandes cosas para el transporte del mañana, sin mencionar los juguetes del mañana.

Imagen: Gizmodo

Los patólogos, como este que examina muestras de biopsias, podrían algún día aprovechar el poder de los campos magnéticos para ayudar a combatir las células cancerosas en los seres humanos. Crédito: Shutterstock

Las tecnologías emergentes a menudo parecen disparos a la luna al principio, y el arsenal de proyectos externos de Google X no es una excepción. Uno en particular usa imanes de una manera realmente genial y sorprendente: póngalos en pequeñas píldoras para olfatear enfermedades mortales en el cuerpo humano.

¿Como funciona? La respuesta está en las nanopartículas magnéticas: partículas ridículamente pequeñas que contienen un material magnético inofensivo que se adhieren a las células cancerosas circulantes en el torrente sanguíneo de un paciente. Google quiere desarrollar una tableta ingerible llena de estas nanopartículas que, al consumirse, atravesarían el torrente sanguíneo del usuario en busca de células cancerosas. Esos hallazgos se transmitirían a un sensor portátil en la muñeca, donde se reunirían las nanopartículas magnetizadas que detectan el cáncer. Esto ayudaría a los médicos a detectar el cáncer en una etapa temprana de los pacientes.

Otras personas también han optado por imanes como súper armas para combatir el cáncer. En 2012 , investigadores surcoreanos dijeron que encontraron una forma de usar un campo magnético para destruir las células cancerosas. Eso es ventajoso para la quimioterapia, dijeron, ya que la quimioterapia también puede dañar inadvertidamente las células no cancerosas del cuerpo.

El profundo fuerte de los Denver Broncos, David Bruton, está siendo tratado por sospecha de conmoción cerebral a fines del año pasado en un partido contra los Oakland Raiders. Crédito: Getty

La tecnología magnética incluso se está infiltrando en los deportes. Mediante el uso de imanes en equipos de protección en el fútbol americano, la industria podría prevenir mejor las conmociones cerebrales y otras lesiones graves en la cabeza entre sus jugadores.

El fútbol solía ser directamente mortal, como informó Science en noviembre pasado. Cuando esos cascos de cuero blando de antaño se cambiaron por cascos de policarbonato, el número de muertes se redujo. Aún así, el deporte más visto de Estados Unidos ha estado bajo un intenso fuego recientemente, y con razón: el año pasado, se reportaron 123 conmociones cerebrales en la NFL, la mayoría de ellas sufridas por jugadores defensivos. Ahora, los cascos de fútbol americano podrían estar al borde de otra revolución de diseño.

Los cascos duros protegen los cráneos, pero aún dejan el cerebro vulnerable a las lesiones, ya que simplemente flotan en el líquido cefalorraquídeo. Pero Raymond Colello, profesor de la Virginia Commonwealth University, afirma que agregar imanes livianos en la parte delantera y los lados de todos los cascos de fútbol americano podría actuar como "frenos" en choques de cabeza a cabeza, informa Science . A medida que dos jugadores se acercan a la mitad del tackle, los cascos magnetizados se repelen ligeramente, disminuyendo las fuerzas G que golpearían la cabeza de cada jugador en la colisión.

Por supuesto, esto solo protege contra traumas de cabeza a cabeza, no de cabeza a rodilla, digamos. Pero el plan de Colello podría proporcionar tecnología que podría reducir significativamente la cantidad total de conmociones cerebrales sufridas entre los jugadores en un deporte increíblemente peligroso.

Este año, los científicos demostraron que los imanes pueden manipular la cantidad de calor que viaja a través de un semiconductor. Crédito: Universidad Estatal de Ohio

Suena como una subtrama de X-Men , pero los científicos demostraron recientemente que los campos magnéticos pueden usarse para manipular el calor y el sonido.

Investigadores de la Universidad Estatal de Ohio anunciaron a principios de este año que pueden controlar el calor con campos magnéticos. Pero su descubrimiento también afecta al sonido. Examinaron las propiedades magnéticas de los fonones, que son partículas que transmiten tanto sonido como calor. Usando un campo magnético del tamaño de una resonancia magnética, controlaron el comportamiento de los fonones y redujeron la cantidad de calor que fluía a través de un semiconductor en un 12 por ciento. Su trabajo es importante porque muestra que los campos magnéticos pueden manipular el calor en materiales que no son tradicionalmente magnéticos, como el vidrio, el plástico o la piedra. Actualmente, sin embargo, hacerlo requiere un gran imán.

El equipo también dijo que podían dirigir las ondas sonoras magnéticamente, de nuevo, si el campo magnético era lo suficientemente grande.

Hasta ahora, los fonones no se habían estudiado tan ampliamente como, por ejemplo, los fotones. Pero su calor y sonido involucran átomos que vibran, expresiones de la misma forma de energía mecánica cuántica, dice la universidad. La universidad admite que este descubrimiento todavía está vinculado en gran medida a los laboratorios. El experimento utilizó un imán de 7 teslas, que no crecen exactamente en los árboles en el mundo real, y también implicó enfriar los fonones hasta casi el cero absoluto para ralentizar su movimiento para el estudio. (Los trenes de aerodeslizador y maglev también necesitan temperaturas muy frías para activar el potencial de los imanes).

Aún así, es un gran descubrimiento que podría hacer que los científicos reevalúen seriamente la forma en que miran y estudian los fonones. El uso de campos magnéticos para dirigir el calor y el sonido podría abrir muchas puertas en la producción de energía en el futuro.

Volvo anunció el año pasado planes para utilizar imanes que pueden ayudar a alinear los vehículos autónomos en la carretera. Crédito: Volvo

Los vehículos sin conductor son actualmente la carrera más popular entre las empresas de tecnología , las automotrices y las nuevas empresas de todo tipo. Y se está convirtiendo en un estadio más concurrido todo el tiempo. Pero dado lo propensos a los accidentes que pueden ser estos carros libres de humanos, debemos asegurarnos de que nuestras carreteras estén listas para su llegada generalizada. Nuevamente: indique los imanes.

Volvo anunció el año pasado que había completado un proyecto de investigación que mostraba las ventajas de implantar sensores magnéticos en las calles. Estos podrían servir como "pistas" para ayudar a guiar los vehículos autónomos de la empresa. Estos imanes tienen una ventaja sobre otras tecnologías, como el GPS, que pueden fallar en ciertas condiciones y, a veces, pueden no ser confiables.

Además, todavía tenemos que comprender completamente cómo se desempeñan los autos autónomos en condiciones adversas como lluvia o nieve. Pero Volvo dice que estos imanes también pueden ayudar a los autos sin conductor a navegar por ese tipo de clima desagradable. Si bien los autos autónomos pueden funcionar sin estas súper calles con imanes, serían un buen complemento.

Por supuesto, también presentan un desafío de infraestructura colosal : como el hoverboard Slide, el plan de Volvo implica pistas especialmente diseñadas que estarían listas para el vehículo con anticipación. Tener que renovar totalmente las carreteras y construir algunas desde cero podría hacer que la tecnología sea más problemática de lo que vale la pena.

Puede ver los desafíos que enfrentan muchas de estas tecnologías orientadas a los imanes en el futuro: infraestructura idiosincrásica, temperaturas monstruosamente bajas y otros requisitos complicados que deben cumplirse para que los imanes funcionen este tipo de magia.

Pero, como todas las tecnologías emergentes, una vez que estos proyectos comiencen a salir gradualmente del laboratorio y se acerquen a la comercialización, veremos a los humanos desbloqueando el potencial de los imanes en una tonelada de sectores, desde el deporte hasta la medicina y, especialmente, el transporte.

Las herramientas más familiares a veces pueden producir los resultados más asombrosos. El futuro tiene grandes planes para los imanes, que van mucho más allá de la puerta de su refrigerador.

Imagen de Jim Cooke

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