¿Qué es la levitación magnética por rotación? Las claves del fenómeno "mágico" que da lugar a tecnologías nunca antes vistas

Hablar de levitación pareciera que es hablar de "magia", sin embargo, va más allá y responde a factores físicos importantes ya que todos los materiales reaccionan ante los campos magnéticos.

La levitación es un fenómeno que consiste en elevar un cuerpo y mantenerlo suspendido en el aire sin mediación de otro objeto físico. Es un efecto particular y especial, además, es una de las bases de algunos de los inventos más sofisticados del mundo moderno como pueden ser los trenes de alta velocidad que se desplazan flotando en el aire gracias a la suspensión electro dinámica

Al igual que los trenes que consiguen alcanzar velocidades de 1.000 km/h gracias este fenómeno físico, se aplica también en maquinarias que funcionan a alta velocidad para crear aleaciones metálicas gracias a su capacidad de fundir los materiales sin contacto. Pero esto ha llegado más lejos, gracias a un descubrimiento del científico turco Hamdi Ucar.

La rotación de los imanes

Según revela el estudio que lleva por nombre "Magnetic levitation by rotation", publicado en la revista Physical Review Applied, y recoge Noticias de la Ciencia, Ucar sujetó un imán al extremo giratorio de una herramienta accionada por un motor y de ese modo pudo hacer girar muy deprisa al imán. La herramienta giratoria empleada es de uso común y del mismo estilo que un taladro eléctrico cotidiano.

Según cuenta el medio científico, lo especialmente asombroso ocurrió cuando acercó el imán en rotación a un segundo imán. Este empezó también a girar, pero, de repente, quedó suspendido en una posición fija a muy pocos centímetros de distancia.

Pese a que la levitación magnética no es nada nuevo, como señalamos anteriormente con el caso de los trenes, el experimento llamó la atención de los físicos, ya que este fenómeno no estaba "descrito por la física clásica", ni por los mecanismos conocidos de 'levitación magnética'.

Réplica del modelo y nuevos hallazgos

Para indagar más sobre este particular fenómeno, un equipo integrado por Rasmus Bjork y Joachim Marco Hermansen, ambos de la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU), replicaron el modelo utilizando componentes simples, disponibles en cualquier tienda especializada, pero la física subyacente en el fenómeno resultó ser "más extraña de lo que los autores del estudio pensaban que sería", señala la publicación.

"Los imanes no deben flotar cuando están juntos. Normalmente, se atraen o se repelen. Pero resulta que, si se hace girar uno de los imanes, se puede conseguir que flote. Y esa es la parte extraña. La fuerza que afecta a los imanes no debería cambiar por el mero hecho de hacer girar uno de ellos, así que parece que hay un acoplamiento entre el movimiento y la fuerza magnética", explicó Bjork.

Según Noticias de la Ciencia, para las pruebas se utilizaron varios imanes de distintos tamaños, pero el principio seguía siendo el mismo: al girar un imán muy deprisa, los investigadores observaban cómo otro imán cercano, denominado "imán flotante", empezaba a girar hasta levitar y quedarse suspendido a una distancia fija del otro imán.

"El imán flotante se orientaba cerca del eje de rotación y hacia el polo del mismo tipo del otro imán. Así, por ejemplo, el polo norte del imán flotante, mientras giraba, permanecía orientado hacia el polo norte del imán fijo. Esto es diferente de lo que se esperaría basándose en las 'leyes de la magnetostática', que explican cómo funciona un sistema magnético estático. Sin embargo, resulta que las interacciones magnetostáticas entre los imanes giratorios son las responsables de crear la posición de equilibrio del imán flotante, como comprobó Frederik L. Durhuus de la Universidad Técnica de Dinamarca y coautor del estudio, utilizando simulaciones del fenómeno", detalla la publicación.

'Dinámica de levitación'

De esta manera, los autores del estudio también observaron que el tamaño del imán influye mucho en la 'dinámica de la levitación': "imanes más pequeños requieren mayores velocidades de rotación para la levitación", agregaron los expertos.

"Resulta que el imán flotante tiene tendencia a alinearse con el imán giratorio, pero no puede girar lo bastante rápido para hacerlo. Por eso, mientras se mantenga esta situación, flotará", señaló Rasmus Bjork. "Se puede comparar con una peonza. No se mantiene en pie si no está girando. Solo se mantiene en su posición gracias a la rotación. Cuando la rotación pierde energía, la fuerza de la gravedad (o, en nuestro caso, la repulsión y la atracción de los imanes) es lo suficientemente grande como para anular ese equilibrio".