Cuanto más avanza la tecnología, más estamos rodeados de diferentes campos magnéticos. Y aunque por desconocimiento a veces son relacionados con aspectos negativos, lo cierto es que la existencia de los campos magnéticos es algo intrínseco a la propia naturaleza. El conocimiento de los campos magnéticos y cómo interactuar con ellos, o incluso cómo contribuir a que se generen, nos da posibilidades que en otro momento ni hubiéramos imaginado. Los coches eléctricos son un ejemplo en el cual el dominio de los campos magnéticos nos ha abierto un futuro de posibilidades.
Qué es un campo magnético
Un campo magnético es un espacio en el que actúa o se hace sensible una fuerza magnética generada por un objeto o un elemento. Las fuerzas magnéticas existentes en este campo pueden interactuar con otras fuerzas si dos campos magnéticos entran en contacto.
Un campo magnético es una idea que nos permite entender las fuerzas que actúan en una determinada área.
A su vez, un campo magnético puede ser producido de dos maneras. Por un lado, cuando una carga eléctrica circula por un material, se genera un campo magnético a su alrededor. De forma similar, hay materiales que tienen propiedades magnéticas por cómo se comportan los electrones (que tienen carga eléctrica) de su composición atómica. Estos materiales no tienen que electrificarse para tener magnetismo. A estos últimos los llamamos imanes permanentes, mientras que a los imanes que adquieren carga magnética al ser electrificados los llamamos electroimanes.
Los campos magnéticos en los motores eléctricos
Como has podido leer en las decenas de contenidos dedicados a los motores eléctricos, el papel de uno de estos propulsores es el de convertir la energía eléctrica que tenemos almacenada en las baterías en una energía cinética o movimiento con el que desplazar el vehículo.
Cómo convertimos energía eléctrica en cinética es algo que tiene absolutamente que ver con los campos magnéticos. Concretamente, un motor eléctrico se basa en la existencia de dos campos magnéticos. Uno de ellos es el producido por el estátor, que es el elemento externo y estático del motor eléctrico. El otro campo magnético es producido por el rotor, que se encuentra en el interior del estátor y que se caracteriza por rotar. La clave del motor eléctrico está en que con energía eléctrica alimentamos las bobinas que se encuentran alrededor del estátor.
Controlando cómo damos energía a esas bobinas, generamos un campo magnético giratorio que va haciendo rotar la dirección del norte magnético. Si estuviéramos observando el estátor desde el exterior, no seríamos capaces de ver nada en movimiento, aunque el campo magnético sí está cambiando. Así que todavía no tenemos un movimiento «real» que llevar a las ruedas.
Un rotor magnetizado tiene su propio campo magnético, que interactúa con el campo magnético del estátor, siguiendo el «norte» de este. El rotor no está fijo, puede rotar, dejándose guiar por las fuerzas magnéticas. Como el rotor está conectado a la distribución del vehículo, y por tanto a las propias ruedas, hemos conseguido convertir energía eléctrica almacenada en una batería en energía cinética.
Muchos más campos magnéticos
Aunque lo hemos explicado de una forma simplificada, lo cierto es que hay muchos más campos magnéticos en un vehículo, principalmente cuando hablamos de uno eléctrico. Para empezar, hay muchos elementos que tienen su propio campo magnético, aunque sin efecto sobre el vehículo. El caso del motor es muy específico porque «aprovechamos» las fuerzas magnéticas.
Por otro lado, hay coches con motores eléctricos que tienen un nivel de complejidad superior. Es el caso de los motores asíncronos. En estos motores el rotor no cuenta con imanes, sino que se magnetiza utilizando también energía eléctrica, creando un electroimán. Pero lo más destacable al caso es que esta energía eléctrica no se provee por medio de un cable, sino por inducción magnética.
Cuando mantenemos un campo magnético en movimiento cerca de un material conductor, generamos electricidad. Esto es lo que ocurre cuando alimentamos eléctricamente el estátor, que generamos un campo magnético cambiante alrededor del rotor (compuesto por elementos conductores específicos para este fin: normalmente bobinas). A su vez, ese campo magnético rodante hace que se genere electricidad por inducción en las bobinas del rotor.
Al haber electricidad circulando por un material conductor, este genera su propio campo magnético. De nuevo, este seguirá al campo magnético del estátor como consecuencia de la interacción entre ambos campos, haciendo girar el rotor. En este caso los dos campos magnéticos giran a diferentes velocidades, lo que da el nombre de motor asíncrono.
Esta diferencia de velocidad, llamada deslizamiento, es lo que mantiene al rotor en constante rotación, puesto que si los dos campos fueran a la misma velocidad, dejaría de haber un campo magnético en constante movimiento alrededor del rotor, pues estaría girando al mismo ritmo, dejando de generarse electricidad en las bobinas del rotor, haciendo desaparecer el campo magnético de estas, y por tanto, dejando a su vez de seguir al campo magnético del estátor.
De esta manera, es fácil entender la importancia que tienen los campos magnéticos en el mundo de los coches eléctricos. Y es que donde antes hablábamos de pistones y cilindros, ahora hablamos de estátor, rotor, y campos magnéticos.
Campos magnéticos fuera del motor
Aunque hemos hablado de los campos magnéticos en los coches eléctricos incidiendo en el papel protagonista que tienen en el propio funcionamiento fundamental de los motores, lo cierto es que los campos magnéticos están presentes en muchos más aspectos. De hecho, el «suelo» del coche, que contiene las baterías, suele registrar los mayores niveles de fuerza magnética en estos vehículos. Por otro lado, incluso los coches que funcionan con motor de combustión generan campos magnéticos de importancia, aunque sin ningún valor cuando hablamos de hacer funcionar un vehículo. Pero no hay que olvidar, que los campos magnéticos son propios de la materia.
¿Son peligrosos los campos magnéticos?
Los avances tecnológicos están basados de forma importante en los grandes avances de conocimiento que hemos obtenido en los últimos años relacionados con la fuerza magnética. Y han existido grandes preocupaciones sobre el papel de los campos magnéticos en el desarrollo de enfermedades cancerígenas como consecuencia de una posible mutación celular por el efecto de estas fuerzas magnéticas. Aunque a lo largo de los años ha habido diferentes estudios que negaban la existencia de estos peligros, muchos de ellos eran impulsados por la industria, a quien no convendría en ningún caso que hubiera una relación de este tipo, lo que hacía desconfiar en parte de dichos estudios. Otros estudios afirmaban de forma contrario que sí existía una relación, aunque eran de dudosa reputación y no fueron tenidos en cuenta por la comunidad científica.
En cualquier caso, uno de los estudios más relevantes en este aspecto es el que publicó SINTEF en el año 2014, impulsado por la Unión Europea, y considerado uno de los más fiables debido a que no existía un interés industrial, era impulsado por entidades públicas, y se tuvieron en cuenta todos los elementos implicados en la generación de campos magnéticos en un vehículo.
Dicho estudio determinó que no existía una relación entre los campos magnéticos existentes en un coche eléctrico y un peligro real para la mutación de células. Se trata de radiación no ionizante, que no modifica la composición atómica.
Por otro lado, también se concretó que no existen diferencias importantes entre el nivel de fuerza magnética al que se ve sometido el cuerpo humano en un coche eléctrico y el nivel en un coche de combustión, por lo que la preocupación relativa a los coches eléctricos no debería ser tal.
En cualquier caso, la OMS no ha descartado de forma completa cómo podría la fuerza magnética afectar a la salud humana, y es por eso que se considera que los fabricantes deberían seguir haciendo esfuerzos por reducir al máximo el efecto de las fuerzas magnéticas en los pasajeros de un vehículo.
