Reconocimiento mineral: el magnetismo.

Imagen1propiedades escalaresLa última de las propiedades que nos falta conocer para poder comenzar a determinar los minerales sin recurrir a maniobras ni instrumentos complejos, es el magnetismo. Como ya señalé antes, es una de las propiedades que dependen de la existencia de un campo, específicamente el magnético.

El tema del magnetismo es extenso y apasionante, además de que tiene muchísimas aplicaciones en la investigación geológica y geofísica, de modo que será tratado desde otras ópticas en numerosos encuentros más adelante.

Por hoy, sólo voy a centrarme en unas pocas consideraciones necesarias para la determinación mineral. Luego, en otros posts, cuando hablemos del campo magnético terrestre, nuestro conocimiento al respecto se hará mucho más amplio. Pero tengan paciencia. Hoy apenas les sirvo el aperitivo necesario para que puedan digerir la manera en que las características magnéticas se usan en el diagnóstico mineral.

¿Qué se entiende por magnetismo?

En una primera aproximación puede decirse que el magnetismo es la propiedad por la cual determinados minerales pueden atraer el hierro y algunos de sus compuestos y derivados. En general,  se trata de minerales que contienen hierro, níquel o cobalto, algunos de los cuales se conocen como «imanes naturales».

A diferencia de los minerales artificiales, no requieren de ninguna maniobra ni inducción para actuar como tales, y  por eso mismo son de carácter permanente.

¿Por qué algunos minerales pueden actuar como verdaderos imanes?

Históricamente, el primer imán natural que se conoció fue la magnetita,  precisamente porque sus efectos son muy intensos. El nombre procede de la región de Magnesia de Tesalia (porción de Grecia, en una gran bahía del Mar Egeo, denominada Golfo Pagasético) donde es un material abundante y donde se describieron sus sorprendentes propiedades.

El concepto de atracción magnética se confundió alguna vez con el de la atracción gravitacional, llegándose a pensar que el magnetismo profundo generaba la fuerza de la gravedad. Pero eso ya lo hemos conversado en otro post.

La comprensión acerca del origen de esta fuerza atractiva comenzó durante la primera parte del S. XIX, cuando el físisco danés Hans Christian Oersted  (1777-1851) la relacionó por primera vez con la electricidad.

Este investigador observó que un conductor por el cual circula una corriente eléctrica, genera una atracción sobre cualquier imán que se encuentre en las proximidades. Probablemente fue un hallazgo casual, ya que tal vez era un despelot desordenado que dejaba sus imanes en cualquier parte… 😀

Cualquiera haya sido la circunstancia de ese descubrimiento, posteriores estudios le permitieron comprobar que esa reacción era consistente y se repetía siempre, inexorablemente; pero que existía también la posibilidad de que algunos materiales en lugar de ser atraídos fueran repelidos.

Eso permitió comprender lo que hoy es una verdad básica de la física: todo fenómeno de atracción o repulsión magnética, no es otra cosa que una acción ejercida a distancia por una carga eléctrica en movimiento sobre otra carga eléctrica que también se mueve.

Y ahora llegamos a los minerales, que como ya saben, están compuestos por átomos, y en ellos, los electrones, ¿qué son sino cargas elécticas en movimiento?

Entonces, en teoría, todos los minerales podrían actuar como imanes… mas no… y ¿por qué no? porque en la mayoría de los casos las orientaciones (no confundir con las distribuciones, que generan la red cristalina) de los átomos es aleatoria, con lo que los efectos de sus electrones se anulan entre sí.

Sólo en los materiales magnéticos, los átomos poseen una orientación tal que las acciones magnéticas de sus electrones se suman entre sí, dando por resultado una manifestación detectable de magnetismo.

¿Cómo se clasifican los minerales según su reacción a los campos magnéticos?

De una manera sencilla, expeditiva, y a los fines de la diagnosis mineral se habla de minerales ferromagnéticos, paramagnéticos y diamagnéticos.

¿Qué es un mineral ferromagnético?

Es aquél que resulta fuertemente atraído por el campo magnético del lugar. Si se encuentra en partículas libres, de tamaño y densidad suficientemente pequeñas como para poder movilizarse, ellas tienden a dirigirse hacia las zonas donde el campo es más intenso, es decir donde se concentran las líneas de fuerza (cosa de la que hablaremos en otro post más adelante).
Ejemplo típico es el óxido de hierro denominado magnetita, de la que ya hemos hablado, y cuya composición es Fe3O4. Una de sus variedades, la calamita, fue en tiempos antiguos utilizada como un antecedente de la brújula, ya que se la suspendía de un hilo y girando libremente señalaba la línea de los polos norte y sur magnéticos.

También el sulfuro de hierro, conocido como pirrotina de composición Fe1.nS, puede ser ferromagnética según su contenido en hierro.

¿Cuándo un mineral es paramagnético?

Cuando sólo es atraído ligeramente por un imán, y no muestra tendencias «migratorias» como las que señalé para los ferromagnéticos.

Son ejemplos los minerales de hierro o que contienen níquel o cobalto en cantidades discretas, con excepción de los mencionados arriba como ferromagnéticos.

¿Cuándo un mineral es diamagnético?

Todos los minerales que son ligeramente repelidos por un imán son diamagnéticos. Son minerales que en partículas pequeñas tienden a moverse hacia las partes del campo donde hay menor densidad de líneas de fuerza.

Como la gran mayoría de los minerales son diamagnéticos o a lo sumo, paramegnéticos, es corriente la metodología de separación magnética para obtener una concentración de ferromagnéticos a partir de  los sedimentos que los contienen.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

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