¿Por qué cae tan lento? Un Misterio magnético en clase

Publicado el 12 de Junio de 2025 | Física y Química

A comienzos del siglo XIX, el electromagnetismo era un territorio por explorar. La electricidad y el magnetismo se estudiaban por separado, hasta que un joven autodidacta llamado Michael Faraday descubrió que un campo magnético cambiante podía inducir una corriente eléctrica en un conductor. Este hallazgo transformó la ciencia y sentó las bases de los generadores eléctricos modernos. Poco después, el físico Heinrich Lenz formuló una ley complementaria: la corriente inducida siempre se opone a la causa que la produce. Juntas, estas leyes explican cómo puede surgir una fuerza sin contacto directo, una resistencia invisible al movimiento.

Este fenómeno es más cotidiano de lo que pensamos. En muchos hogares, los amortiguadores de cierre suave en cajones o puertas usan el frenado magnético para evitar golpes bruscos sin piezas móviles. En bicicletas estáticas de alta gama, se emplea para ofrecer resistencia variable sin fricción. También en los detectores de metales portátiles, como los que se usan en los aeropuertos, se aprovecha este mismo principio físico: al mover el dispositivo cerca de un objeto metálico, se inducen corrientes en el material conductor, lo que altera el campo magnético y permite detectar su presencia.

Este principio también permite frenar con precisión sin contacto, generando aplicaciones industriales y tecnológicas. En trenes de alta velocidad, se emplean frenos magnéticos para detener el vehículo sin rozamiento ni desgaste. Las montañas rusas utilizan sistemas similares para frenar con suavidad al final del recorrido. En los ascensores modernos, los frenos de emergencia electromagnéticos se activan de forma automática si falla el sistema principal. Finalmente, también se usan en líneas de montaje y en discos de corte industriales, donde detener piezas giratorias con exactitud es esencial para la seguridad y el control del proceso.

Aplicación en el aula

Te proponemos un experimento sencillo pero muy visual para demostrar el frenado magnético mediante corrientes de Foucault. En esta ocasión necesitarás un tubo hueco de cobre de unos 30 cm de largo, otro tubo similar de un material no conductor como el cartón, un imán de neodimio esférico o cilíndrico que quepa en ambos tubos y un cronómetro.

En primer lugar, deja caer el imán dentro del tubo no conductor y mide cuanto tarda en caer. A continuación, repite el experimento dejando caer el imán por el tubo de cobre. Ocurrirá algo desconcertante para tus estudiantes: el imán no saldrá por el extremo inferior rápidamente tras describir una caída libre, sino que, sin tocar el tubo, descenderá lentamente, como si algo invisible lo frenara.

Esto ocurre porque según la ley de Faraday, el movimiento del imán dentro del tubo de cobre genera un cambio en el flujo magnético, lo que induce corrientes eléctricas circulares en el material conductor. La ley de Lenz establece que estas corrientes, conocidas como corrientes de Foucault, generan un campo magnético que se opone al cambio que las produjo, es decir, al movimiento del imán. Como resultado, el imán cae más lentamente, frenado por una fuerza sin contacto físico.

La diferencia en la velocidad de caída ilustra perfectamente la acción de estas corrientes inducidas ya que el tubo de cartón no permite el paso de corriente y, por tanto, no genera ninguna fuerza de oposición al movimiento.

Finalmente, si te asomas al tubo mientras el imán cae, verás un patrón de anillos concéntricos que se observa al mirar desde arriba un tubo de cobre iluminado desde abajo mientras cae un imán es un efecto óptico de reflexiones internas múltiples en el tubo cilíndrico.

El imán contribuye indirectamente al fenómeno al mantenerse centrado (por su forma y el frenado magnético), y al bloquear parte de la luz, generando la sombra central.

Este experimento nos recuerda que las ideas del siglo XIX no son cosa del pasado: siguen explicando tecnologías del presente y desafíos del futuro. Las corrientes de Foucault no solo forman parte del temario, sino que pueden ayudarte a tejer conexiones invisibles la ciencia formal y el día a día.

Por Lucía García