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Fluídos Magnéticos

El ferromagnetismo es una propiedad del hierro, níquel, cobalto y algunos compuestos y aleaciones de estos materiales.  Imaginemos un líquido con las propiedades magnéticas de estos materiales y al mismo tiempo tenga el comportamiento de los fluidos, como tomar la forma del recipiente quelo contenga y deslizarse alrededor de los obstáculos.  La interacción entre estas características da lugar a fenómenos muy interesantes.
Desde hace varias décadas, muchos investigadores se han especializado en estudiar estos fenómenos para desarrollar aplicaciones que permitan desarrollar nuevos procesos y mejorar algunos procedimientos existentes en la actualidad.
Podríamos pensar que la formade crear un ferrofluido es calentar un metal hasta fundirlo.  Sin embargo, esto no es válido porque el comportamiento ferromagnético de estos metales desaparece por encima del punto de Curie, que es una temperatura determinada, la cual se encuentra muy por debajo del punto de fusión del material.  La manera correcta de crear un fluido magnético estable es formar un coloide donde diminutaspartículas ferromagnéticas están en suspensión en un líquido llamado “líquido portador”.
La idea de crear un líquido con propiedades magnéticas ha sido objeto de investigación desde 1940.  Sin embargo, fue Stephen Papell, de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), a comienzos de la década de 1960, quien desarrolló un método efectivo y de fácil preparación de estos coloides.  Elfluido de Papell consistía en partículas de magnetita finamente divididas y suspendidas en kerosene.
  Para evitar que las partículas se depositaran o formaran grandes núcleos, Papell añadió ácido oleico, una sustancia orgánica que actúa como agente dispersante.  El tamaño de las partículas de magnetita no debe superar un tamaño de 100 Angstroms.  Bajo la influencia de un campo magnético el ferrofluidose magnetiza y permanece líquido. 
Propiedades

Cuando se aplica un campo magnético a un ferrofluido, se desarrollan fuerzas internas en el líquido.  Para observar los efectos de fuerzas magnéticas internas, basta con dejar correr libremente un ferrofluido entre los polos de un imán con forma de herradura.  El campo generado por el imán, que actúa sobre todas las partículas del volumen de fluidoque está próximo en cada instante a los polos del imán, desvía la corriente de fluido de su trayectoria vertical.  Otra forma de apreciar estas fuerzas internas es colocando verticalmente una barra metálica en un depósito plano de ferrofluido.  Al aplicar un campo magnético, haciendo pasar una corriente eléctrica por la barra, el fluido salta y rodea la barra, formando un menisco cóncavosimétrico, ancho en la base y con tendencia a estrecharse en la parte superior.  La altura del menisco reproduce exactamente el decrecimiento de la intensidad de campo magnético en la distancia de la barra. 
En hidrodinámica, la única fuerza interna que actúa, desde el exterior, sobre el volumen total del fluido es la gravedad.  En magnetohidrodinámica, un gas ionizado o un metal que transporta unacorriente eléctrica en presencia de un campo magnético está sometido a otra fuerza interna, denominada fuerza de Lorentz, que representa la interacción de la corriente con el campo magnético.  En el caso de un ferrofluido no hay corrientes eléctricas.  Las fuerzas internas nacen de la interacción de un campo magnético con el momento dipolar ferromagnético característico de cada partícula coloidal.  Estemomento dipolar es vectorial.  Su magnitud indica la intensidad de magnetización y su dirección está determinada por la orientación de una línea imaginaria que va del polo sur al polo norte, a través de cualquier pequeña porción de ferrofluido.



Una de las propiedades de los ferrofluidos es cierta clase de levitación.  Si se colocara una esfera no magnética (por ejemplo de vidrio) en un...