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Las corrientes de Foucault

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De todos los medios de cocción, sin duda el más singular es la placa de inducción, donde el calor se crea directamente en el metal de la cazuela. Este prodigio es resultado de la inducción electromagnética, una de las formas más eficaces de transmitir energía sin contacto.

Situemos un trozo de cobre cerca de un imán. Podremos comprobar que no ocurre absolutamente nada. En cambio, si movemos el cobre respecto al campo magnético aparecerá en él una corriente eléctrica y se calentará. Este efecto fue descubierto por el físico francés Léon Foucault y Michael Faraday, el cual es el origen de múltiples aplicaciones como por ejemplo las placas de inducción y los ralentizadores electromagnéticos. En un conductor como el cobre una parte de los electrones puede moverse libremente, su movimiento bajo el efecto de una fuerza genera corriente eléctrica. Sabemos que los imanes crean campos magnéticos que ejercen sobre las cargas en movimiento una fuerza normal a sus trayectorias, las cuales, en consecuencia, se curvan. Cuando desplazamos el trozo de cobre los lectrones sufren ese efecto y les anima un movimiento que llamamos corriente de Foucault, cuya intensidad es proporcional a la velocidad de desplazamiento del metal y a la amplitud del campo magnético. Dentro del material, donde no hay hilo que las guíe, las corrientes de Foucault siguen recorridos complejos. Sabemos que forman lazos y bucles, y de ahí su otro nombre de "corrientes de remolino".

Las corrientes de Foucault se manifiestan siempre que un material conductor se mueva dentro de un campo magnético; el desplazamiento las induce. Numerosos dispositivos industriales utilizan esa inducción para transformar la energía mecánica en energía eléctrica y luego quizás en calor.

Todos sacan partido del mismo principio que Léon Foucault puso en práctica en el año 1855 cuando giró un disco de cobre en el entrehierro de un imán. Puesto que se mueve, ese dicos está recorrido por corrientes de Foucault. Tales corrientes inducidas calientan el material que atraviesan porque los electrones que las componen chocan sin cesar con las otras cargas eléctricas del material y les transfieren parte de su energía, que se transforma de esta manera en calor. Esa energía procede de la única fuente presente, la persona que acciona el disco. ¡Por eso tenía Foucault que esforzarse en accionar la manivel! Si no se mantiene el movimiento de rotación, toda la energía inicial del disco se transformará en calor y dejará de rotar.

Lo mismo ocurre con los ralentizadores eléctricos de los camiones, un tipo de freno que llevo hoy la mayoría de los vehículos pesados. Su gran ventaja e que funcionan sin contacto y, por tanto, sin desgaste. En estos dispositivos unos discos solidarios del árbol de transmisión giran entre unos electroimanes alimentados por una batería. Para frenar se manda corriente a los electroimanes. Cuanto mayor sea la velocidad del vehículo mayor es la rotación de los discos entre los electroimanes y más eficaz es el frenado; por eso son ideales para las bajadas. En cambio, su eficacia disminuye cuando la velocidad es pequeña y desaparece en las paradas, razón por la cual hay que instalar también frenos mecánicos para las marchas lentas.

En los trenes de gran velocidad la evacuación del calor generado por los ralentizadores plantea problemas; la potencia de frenado que requieren es tan elevada que los discos que se podrían albergar en los bogies no resistirían los calentamientos correspondientes. Una buena solución es lograr el frenado induciendo corrientes de Foucault directamente sobre los raíles, que tienen tiempo de enfriarse entre el paso de un tren a otro.

Referencias | Universidad del País Vasco Referencias | Wikipedia Referencias | J-M Coury, Investigación y Ciencia

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