¿ESTARÁ LA SOLUCIÓN EN LA ENERGÍA MAGNÉTICA?
Por Eric Omaña
Introducción.
La energía que viene moviendo casi todas las actividades de la especie humana, desde mediados del Siglo XIX proviene de los combustibles fósiles, primero cuando el carbón desplazó a la madera, la cual fue agotada de una manera brutal por las nacientes industrias al punto que bosques enteros por toda Europa fueron desaparecidos y luego el petróleo y el gas se posicionaron para no ceder el puesto de mayores proveedores de la energía.
En el ínterin desde aquellas épocas a la actualidad, la energía nuclear tuvo una admirada captura de la atención, pero siempre bajo el terror de lo que la aviación de EE.UU. hizo en dos días, desaparecer dos ciudades enteras de Japón, causando cientos de miles de muertos. Hubo la posibilidad de usar Torio pero como no producía desechos, que son la base de las armas de destrucción masiva, esa fuente de energía nuclear no fue explorada, por ahora sabemos que en China, están bien avanzados en ello. Luego las fugas de plantas atómicas en EE.UU. a lo que siguió el accidente de Chernobyl (1986) y en 2011 el de Fukushima, que puso a todo el planeta al borde de un invierno nuclear, han borrado las expectativas del tema nuclear para la sustitución de la energía fósil.
Le tecno-ecología intentó demostrar que podíamos usar la energía solar, la fuerza eólica e incluso las corrientes marinas para la deseada sustitución, pero hoy está bien demostrado que esas energías alternativas no son más que alternativas para que el capital continúe su constante incremento, conocedor de que cuando no se incremente, será la señal de su desaparición, así eso le cueste la vida a toda forma de vida conocida.
Mientras tanto, el planeta se sigue calentado, acercándose cada vez al punto de no retorno, ubicado en los años 70´s del pasado siglo alrededor de 2070 (ver el Informe del Club de Roma, llevado a la primera cumbre de NN.UU. sobre ambiente humano, celebrada en Estocolmo en 1972), pero que para muchos, ese punto ha descendido a 2050, que es como decir pasado mañana, mientras los gobiernos se miran el ombligo ante el verdadero poder, ese que está por encima de los Estados, el poder del capital.
Sin duda alguna, la solución debe venir de una combinación de fuentes, de un cambio de vida (cero consumismo, lo que es igual a la desaparición del capitalismo, cero consumo de las carnes de los 80 mil millones de animales encerrado en granjas-industrias, y otros aspectos que suenan duros), que demanda un cambio ya, no en 2030 y mucho menos cuando hayamos llegado al punto de no retorno, momento para el cual se pronostican cosas tan terribles, como el inicio de una nueva extinción de las especies, con la humana a la cabeza.
Como somos optimistas, nos preguntamos por qué el mundo capitalista, la China y la Federación Rusa no apuntan hacia otras fuentes de energía que no sea en sí un negocio, que sea gratis, y para cuyo uso no haya que requerir complejas estructuras, sino algo que esté a la mano de todo el mundo. Por eso va esta revisión del estado del arte de la energía magnética.
Caracterización del tema.
Nos interesa analizar el componente magnético de la fuerza o interacción electromagnética, y tratar de respondernos porqué hasta ahora, nuestra civilización ha avanzado tan poco en el uso de esta fuerza, que como decía el profesor Ibrahim López García, quien diseñó un prototipo de nave que usaría este tipo fuerza, es energía fría, silenciosa e inagotable, es decir, no es contaminante, es gratis y como forma parte de las fuerzas fundamentales, existirá en tanto exista naturaleza.
El colega López García, hizo ese prototipo llamado giroscopio como trabajo de ascenso para la Universidad del Zulia en los talleres de la Facultad de Ingeniería de la UCV, hoy publicado como se puede ver en las referencias de esta nota, que incluye (las referencias) unos videos de entrevistas a personas que conocieron a este investigador. Lo más curioso es que ese trabajo no condujo al interés del gobierno venezolano ni del sector privado.
Lo que más conocemos de magnetismo está relacionado con el tema imanes. Pero resulta que la Tierra está rodeada de un campo de fuerzas electromagnéticas que nace en el núcleo fundido de Fe-Ni y llega a la magnetósfera a 500 km de altura, aunque la nave espacial Sputnik III reportó el magnetismo de la Tierra a 100.000 km de distancia.
Lo que más conocemos de magnetismo está relacionado con el tema imanes. Pero resulta que la Tierra está rodeada de un campo de fuerzas electromagnéticas que nace en el núcleo fundido de Fe-Ni y llega a la magnetósfera a 500 km de altura, aunque la nave espacial Sputnik III reportó el magnetismo de la Tierra a 100.000 km de distancia.
Para visualizar de donde procede el magnetismo de la Tierra, comparemos a nuestro planeta con un geodinámo que funciona parecido al generador eléctrico, el cual tiene un rotor central que gira dentro de un estator, que le rodea, al ponerse en movimiento el rotor se crean campos eléctricos y campos magnéticos, producto de la energía cinética de sus partes móviles durante el movimiento.
El rotor de la Tierra lo conforma el núcleo fundido del planeta y el estator los componentes metálicos sólidos que envuelven al planeta, la cinética proviene de rotación del planeta sobre su eje, que mueve el núcleo fundido de hierro y niquel. En la superficie de la Tierra, el campo magnético es 25 a 65 nanoTesla ó 0,25-0,65 Gauss, valores que son mayores en los polos y menores en el ecuador magnético.
Hasta ahora es bien conocido el papel de la capa de ozono para la vida en el planeta, porque detiene la radiación ultravioleta del Sol, pero poco conocemos del rol, que el campo magnético cumple en esa dirección; resulta que esas líneas invisibles que salen de la Tierra y vuelven a ella siguiendo una trayectoria esférica, protegen a toda forma de vida en la Tierra de la radiación cósmica y de las partículas cargadas de energía procedentes del Sol, que es lo que se conoce como viento solar. Se estima que el campo magnético se formó hace más de 3.400 millones de años, el núcleo de la Tierra primitiva estaba envuelto en un mar de magma formado por silicatos. Las primeras formas de vida en la tierra son de hace 3.000 millones de años.
Pero hay más, la falta de magnetismo puede atentar contra la salud como lo estableció el científico Kioichi Nakagawa al definir lo que podemos llamar una enfermedad del desarrollo y el progreso, el síndrome de deficiencia magnética que afecta a “…quienes permanecen gran parte de su tiempo dentro de edificaciones, cuyos inmensos enrejados de cabillas apantallan las líneas de fuerzas del campo magnético terrestre produciendo entumecimientos o rigidez en los hombros, espalda y cuello, dolores en el pecho, dolores de cabeza, pesadez en la cabeza, mareos, insomnio, estreñimiento, fatiga y cansancio general”. Para este autor, los residentes de edificaciones no deberían encerrarse de por vida en sus apartamentos y deben bajar al suelo, caminar allí.
Una rápida y somera caracterización de la historia del magnetismo la podemos presentar así: el primer registro de magnetismo, ocurrió hace 2.500 años en Magnesia (Grecia) y de allí el nombre, producto de una piedra, la magnetita que Tales de Mileto (624 – 546) observó que hacia atracción al hierro. Luego Sócrates (470 – 399) observó la inducción magnética varios siglos antes que Faraday.
Lo más espectacular ocurrió en China (Siglo II), con el descubrimiento del campo magnético y casi paralelamente la invención de la brújula, que le permitió a esa civilización, que pertenece a lo que se llama las sociedades hidráulicas, por la construcción de presas y diques, como la presa Dujiangyan levantada el año 256 a. C. y que aún está activa, recorrer el mundo e incluso mapearlo, como explica el comandante de la Armada Británica Gavin Menzies en su libro “1421, el año en que China descubrió al mundo”.
Luego Oersted (1777-1851), observó que la aguja de una brújula se desviaba cuando se colocaba perpendicularmente a un conductor eléctrico energizado. Ampere (1775-1836), por su parte apreció que dos corrientes eléctricas en hilos paralelos con la misma dirección se atraen, y en direcciones opuestas se repelen. Faraday (1791-1867) “descubre” que un imán o la bobina en movimiento genera corriente eléctrica inducida, y observa que la distribución de limaduras de hierro en un papel, bajo la influencia de un imán, alineadas en forma envolvente alrededor del imán, era fuerza magnética.
Hasta ahora es bien conocido el papel de la capa de ozono para la vida en el planeta, porque detiene la radiación ultravioleta del Sol, pero poco conocemos del rol, que el campo magnético cumple en esa dirección; resulta que esas líneas invisibles que salen de la Tierra y vuelven a ella siguiendo una trayectoria esférica, protegen a toda forma de vida en la Tierra de la radiación cósmica y de las partículas cargadas de energía procedentes del Sol, que es lo que se conoce como viento solar. Se estima que el campo magnético se formó hace más de 3.400 millones de años, el núcleo de la Tierra primitiva estaba envuelto en un mar de magma formado por silicatos. Las primeras formas de vida en la tierra son de hace 3.000 millones de años.
Pero hay más, la falta de magnetismo puede atentar contra la salud como lo estableció el científico Kioichi Nakagawa al definir lo que podemos llamar una enfermedad del desarrollo y el progreso, el síndrome de deficiencia magnética que afecta a “…quienes permanecen gran parte de su tiempo dentro de edificaciones, cuyos inmensos enrejados de cabillas apantallan las líneas de fuerzas del campo magnético terrestre produciendo entumecimientos o rigidez en los hombros, espalda y cuello, dolores en el pecho, dolores de cabeza, pesadez en la cabeza, mareos, insomnio, estreñimiento, fatiga y cansancio general”. Para este autor, los residentes de edificaciones no deberían encerrarse de por vida en sus apartamentos y deben bajar al suelo, caminar allí.
Una rápida y somera caracterización de la historia del magnetismo la podemos presentar así: el primer registro de magnetismo, ocurrió hace 2.500 años en Magnesia (Grecia) y de allí el nombre, producto de una piedra, la magnetita que Tales de Mileto (624 – 546) observó que hacia atracción al hierro. Luego Sócrates (470 – 399) observó la inducción magnética varios siglos antes que Faraday.
Lo más espectacular ocurrió en China (Siglo II), con el descubrimiento del campo magnético y casi paralelamente la invención de la brújula, que le permitió a esa civilización, que pertenece a lo que se llama las sociedades hidráulicas, por la construcción de presas y diques, como la presa Dujiangyan levantada el año 256 a. C. y que aún está activa, recorrer el mundo e incluso mapearlo, como explica el comandante de la Armada Británica Gavin Menzies en su libro “1421, el año en que China descubrió al mundo”.
Luego Oersted (1777-1851), observó que la aguja de una brújula se desviaba cuando se colocaba perpendicularmente a un conductor eléctrico energizado. Ampere (1775-1836), por su parte apreció que dos corrientes eléctricas en hilos paralelos con la misma dirección se atraen, y en direcciones opuestas se repelen. Faraday (1791-1867) “descubre” que un imán o la bobina en movimiento genera corriente eléctrica inducida, y observa que la distribución de limaduras de hierro en un papel, bajo la influencia de un imán, alineadas en forma envolvente alrededor del imán, era fuerza magnética.
Maxwell (1831-1879) demostró la relación entre las fuerzas eléctricas y las magnéticas y descubrió que la luz es un fenómeno electromagnético. Por su parte Hertz (1857-1894) descubrió las ondas electromagnéticas, que fueron aprovechadas por Marconi (1874-1937) y Tesla (1856-1943) en el desarrollo de la radio. Finalmente se incluye en esta apretada síntesis a Paul Dirac (1902-1984), quien lanzó la teoría del “monopolo magnético” siguiendo las ecuaciones de Maxwell sobre la simetría entre el campo eléctrico y magnético. Hasta ahora no se ha demostrado la existencia de partículas que sean un monopolo magnético, pero si los efectos de su existencia.
El uso y el aprovechamiento del magnetismo es una tarea pendiente para nuestra civilización, pero se puede destacar que en el mundo musical, un científico soviético, Lev Sergeyevich Termen (1886-1993), inventó un instrumento musical que se toca sin tocarlo, lo llamó el aetherophone. En 1919 se lo presentó a Vladimir Lenín, primer dirigente de la URSS y este quedó tan sorprendido del instrumento que designó a Lev como una especie de embajador cultural de la naciente república, hizo construir medio millar de esos instrumentos que pasaron a llamarse Theremin en honor a su inventor para que Termen lo distribuyera en sus visitas al extranjero.
Lev había observado que la presencia de un objeto en un campo electromagnético alteraba la frecuencia reproducida por el equipo generador de ese campo, lo cual se traducía en sonidos electrónicos y futuristas, en este caso sus propias manos causaban la alteración, por eso se dice que este instrumento musical se toca sin tocarlo, el propio científico al ser músico le dio su uso inmediato. Hoy en día hay cientos de ejecutantes del Theremin, como se puede observar en los videos disponibles en la plataforma youtube. En las referencias hay uno.
El estado del arte de la energía magnética.
Entremos a acercarnos al problema de por qué no está en la mesa de discusión la sustitución de las energías calientes como la quema de combustibles fósiles y la energía nuclear por esta energía fría, silenciosa, inagotable y gratuita, como es la energía magnética, mientras que ante la eventual calamidad mundial de lo que significará el cambio climático extremo, al superarse los 2 °C sobre el promedio de la temperatura de la Tierra al iniciarse la etapa del capitaloceno, hay todo un desarrollo del uso de energías alternativas, muchas de ellas ya comprometidas a contaminar como las eólicas y las fotovoltaicas, aunque en menor nivel.
A la pregunta ¿Es posible utilizar el campo magnético de la Tierra para generar energía? lo más cómodo, sencillo y rápido es una respuesta negativa, pero otras como esta “si, pero no es rentable aprovechar el campo magnético para generar electricidad, porque a nivel de superficie, es muy poco potente el campo magnético”, colocan el tema en la rentabilidad.
A la pregunta ¿Es posible utilizar el campo magnético de la Tierra para generar energía? lo más cómodo, sencillo y rápido es una respuesta negativa, pero otras como esta “si, pero no es rentable aprovechar el campo magnético para generar electricidad, porque a nivel de superficie, es muy poco potente el campo magnético”, colocan el tema en la rentabilidad.
Ello es verdad, pero advirtamos que el problema es que tenemos muy poco desarrollo científico y tecnológico sobre este asunto, los trabajos en que participaron científicos como el inventor del Theremin fueron abandonados, porque hace 100 años se creía que los combustibles de origen fósil eran infinitos y no se preveía impacto alguno sobre la temperatura del planeta, ni sobre la altura y acidez de los océanos. Aunque nuestro Ibrahim, humilde profesor universitario venezolano le está dando una lección al mundo en esa dirección.
Sobre ese estimado aprovechamiento del campo magnético para generar energía vemos que existe una tecnología llamada Energy Harvesting, lo cual significa “cosecha de energía”. Se trata de una de generación energética aprovechando energía acumulada. Es conocido que la generación de energía requiere que aquello que usemos para generarla tenga energía acumulada que se pueda transformar, por ejemplo, se pueden sacar energía, medible en microjulios de las ondas WIFI radiadas para alimentar un teléfono en modo SLEEP (muy bajo consumo), y alargar la vida útil de las baterías, o la vibración, cuando caminamos, a través de piezoeléctricos. Así que es posible aprovechar la energía que tiene el campo magnético terrestre. Hasta ahora, es muy poca la cantidad de energía magnética que se está aprovechando, se realiza a nivel micro, pero es posible sumarla y en consecuencia ampliarla. Es un reto para la física.
Por eso estimo que la pregunta tiene la siguiente respuesta positiva, esta hipótesis: usando el criterio de cosechar energía, es posible utilizar el campo magnético de la Tierra para generar energía a nivel micro, el problema a resolver es como hacerla crecer y eso debe pasar por disponer de transformadores de intensidad y voltaje especiales que habrá que desarrollar, por se trata de una energía limpia y con una disponibilidad infinita en comparación con la vida de las especies. Además la primera ley de la termodinámica (no se puede crear ni destruir energía sólo se puede cambiar de forma) nos indica que eso es posible como planteaba Ibrahím López.
Por último veamos el estado del arte de otro tema controversial:
Sobre ese estimado aprovechamiento del campo magnético para generar energía vemos que existe una tecnología llamada Energy Harvesting, lo cual significa “cosecha de energía”. Se trata de una de generación energética aprovechando energía acumulada. Es conocido que la generación de energía requiere que aquello que usemos para generarla tenga energía acumulada que se pueda transformar, por ejemplo, se pueden sacar energía, medible en microjulios de las ondas WIFI radiadas para alimentar un teléfono en modo SLEEP (muy bajo consumo), y alargar la vida útil de las baterías, o la vibración, cuando caminamos, a través de piezoeléctricos. Así que es posible aprovechar la energía que tiene el campo magnético terrestre. Hasta ahora, es muy poca la cantidad de energía magnética que se está aprovechando, se realiza a nivel micro, pero es posible sumarla y en consecuencia ampliarla. Es un reto para la física.
Por eso estimo que la pregunta tiene la siguiente respuesta positiva, esta hipótesis: usando el criterio de cosechar energía, es posible utilizar el campo magnético de la Tierra para generar energía a nivel micro, el problema a resolver es como hacerla crecer y eso debe pasar por disponer de transformadores de intensidad y voltaje especiales que habrá que desarrollar, por se trata de una energía limpia y con una disponibilidad infinita en comparación con la vida de las especies. Además la primera ley de la termodinámica (no se puede crear ni destruir energía sólo se puede cambiar de forma) nos indica que eso es posible como planteaba Ibrahím López.
Por último veamos el estado del arte de otro tema controversial:
¿Es posible un motor magnético?
Muchos despachan esto con respuestas que suenas hasta lógicas, como: “si eso fuera posible, ya el capitalismo los estuviera fabricando”, o negando los videos y experiencias que apuntan a que es posible. Pero veamos una respuesta negativa acreditada en una investigación como deben ser las cosas, es de Jaime Lorenzo Fonseca en su Tesis de investigación ¿Energía libre? motor magnético impulsado por imanes permanente, concluye “… La hipótesis que tuvimos fue verdadera en primera instancia pero no se logró conseguir un giro completo del rotor utilizando únicamente la energía de los imanes, variando la cantidad de imanes y posición de los rotores se logró disminuir la fuerza de torque negativo que impedía [que] el sistema pudiera completar el ciclo, pero a su vez también disminuía el torque positivo, en conclusión, la energía que se le da al sistema se pierde sin obtener energía de los imanes...”
En contraposición, veamos la respuesta positiva de Jairo Andrés Bermúdez y Jhonny Jair en su trabajo “Prototipo de generación de energía a partir de investigación y desarrollo tecnológico en tecnologías Alternativas” presentado en el IV Simposio Nacional Formación con calidad y pertinencia, allí los autores concluyeron: “…a) los cálculos para la demostración de los diferentes fenómenos que se presentan para crear energía eléctrica por medio de imanes permanentes son bastante complejos; b) el generador eléctrico de imanes permanentes no se puede utilizar para generar a grandes escales energía eléctrica ya que hasta la actualidad no hay imanes tan potentes para poder ser aplicado masivamente para el consumo total de una vivienda unifamiliar; c) el ahorro económico, considerando que el motor puede funcionar tal con la cantidad de material indicada en el procedimiento, los ahorros en consumo de energía eléctrica pueden ser considerables, de más del 50% de lo que se paga a la compañía suministradora por el consumo, teniendo en cuenta que el período de recuperación de la inversión es muy corto tratándose de un tiempo solo un poco mayor a un año, con lo que se puede ser un proyecto viable... ”
De tal manera que propuestas de motores magnéticos como: Motor Perendev, Motor Jhonson y Moto-generador de Ecklin-Brown pueden funcionar en la medida que la calidad de los materiales así lo permitan. Ya un venezolano lo demostró.
En contraposición, veamos la respuesta positiva de Jairo Andrés Bermúdez y Jhonny Jair en su trabajo “Prototipo de generación de energía a partir de investigación y desarrollo tecnológico en tecnologías Alternativas” presentado en el IV Simposio Nacional Formación con calidad y pertinencia, allí los autores concluyeron: “…a) los cálculos para la demostración de los diferentes fenómenos que se presentan para crear energía eléctrica por medio de imanes permanentes son bastante complejos; b) el generador eléctrico de imanes permanentes no se puede utilizar para generar a grandes escales energía eléctrica ya que hasta la actualidad no hay imanes tan potentes para poder ser aplicado masivamente para el consumo total de una vivienda unifamiliar; c) el ahorro económico, considerando que el motor puede funcionar tal con la cantidad de material indicada en el procedimiento, los ahorros en consumo de energía eléctrica pueden ser considerables, de más del 50% de lo que se paga a la compañía suministradora por el consumo, teniendo en cuenta que el período de recuperación de la inversión es muy corto tratándose de un tiempo solo un poco mayor a un año, con lo que se puede ser un proyecto viable... ”
De tal manera que propuestas de motores magnéticos como: Motor Perendev, Motor Jhonson y Moto-generador de Ecklin-Brown pueden funcionar en la medida que la calidad de los materiales así lo permitan. Ya un venezolano lo demostró.
Eric Omaña
Referencias
Alberto Pérez Govea. La naturaleza, el hombre y el magnetismo Rev Cubana Med Gen Integr 2002;18(1):73-5 en http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0864-21252002000100010
Andrea López. (2006). Sobre Trompos, cúpulas y vuelos (video). You tube. https://www.youtube.com/watch?v=n1BZjzu8qck
Daniel Osorio. La nave giroscópica - Independencia Tecnológica (3/3) YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=Z-WETyUqOIo
Francisco Medina Aguirre. Antecedentes del estudio del campo magnético terrestre en Colombia, Scientia Et Technica, vol. XVII, núm. 50, abril, 2012, pp. 181-187 en https://www.redalyc.org/pdf/849/84923878027.pdf
Francisco Prieto de Santos. 2013. Análisis de sistemas de generación de electricidad por métodos no convencionales. TEG en Ingeniería Eléctrica. Universidad Carlos III de Madrid. Escuela Politécnica Superior, en https://e-archivo.uc3m.es/bitstream/handle/10016/19239/TFG_Francisco_Prieto_De_Santos%28definitivo%29.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Gavin Menzies. 1421: El año en que China descubrió el mundo, en http://www.librosmaravillosos.com/1421elanoquechinadescubrioelmundo/pdf/1421%20El%20ano%20en%20que%20China%20descubrio%20el%20mundo%20-%20Gavin%20Menzies.pdf
Héctor Rodríguez. El campo magnético de la tierra se está debilitando gradualmente, en https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/campo-magnetico-terrestre-se-esta-debilitando-gradualmente_15557
Ibrahim López García. Sobre trompos, cúpulas y vuelos en http://www.elperroylarana.gob.ve/wp-content/uploads/2017/11/sobre_trompos_cupulas_y_vuelos.pdf
Jaime Lorenzo Fonseca. 2017. ¿Energía libre? motor magnético impulsado por imanes permanente. Tesis de investigación. Centro de investigación en materiales avanzados Chihuahua, Chih en https://cimav.repositorioinstitucional.mx/jspui/bitstream/1004/829/1/Jaime%20Lorenzo%20Fonseca%20MCTA.pdf
Jairo Andrés Bermúdez y Jhonny Jair. Prototipo de generación de energía a partir de investigación y desarrollo tecnológico en tecnologías alternativas. IV Simposio Nacional Formación con calidad y pertinencia. SENNOVA, Colombia en https://bdigital.uncu.edu.ar/objetos_digitales/9675/599-formato-articulos-imanes.pdf
Historia del magnetismo. Textos científicos.com https://www.textoscientificos.com/fisica/magnetismo/historia
http://tatuy.net/web/ibrahim-lopez-platillo-volador-elegtromagnetico/
Katica Illényi interpretando Star Trek con un theremin
acompañada de un orquesta sinfónica en https://www.youtube.com/watch?v=x0NVb25p1oU
Kioichi Nakagawa (1976). Japan Medical Journal. 2745 (4/12/1976). https://es.scribd.com/document/367857384/Kyoichi-Nakagawa
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