Visita a CICTERRA - Facultada de Cs. Exactas - UNC

Los alumnos de quinto año realizaron el 25/08/2015 una visita a la Facultad de Ciencias Exactas - UNC




El Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra (CICTERRA) es una Unidad Ejecutora (UE) del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC), que realiza investigación básica y aplicada en el amplio campo de las Ciencias de la Tierra, y que se creara por Resolución del CONICET Nº 1266 de fecha 31 de Mayo de 2007. El texto del convenio respectivo fue aprobado por Resolución del CONICET Nº 2946, de fecha 12 de Diciembre de 2006, en la cual se describen las características esenciales de las Unidades Ejecutoras y de los Centros Científico-Tecnológicos (CCT) que las albergan.
La UNC, por su parte, aprobó el Convenio Marco mediante la Resolución Nº 163, de fecha 15 de Febrero de 2007. Ambas instituciones han expresado así “su deseo de profundizar las acciones de complementación recíproca en la promoción y ejecución de tareas de investigación científica y tecnológica, en la transferencia de los resultados al medio socio-productivo y en la formación de recursos humanos, que contribuyan a favorecer el desarrollo del conocimiento”.
En la actualidad, el CICTERRA cuenta con una planta de mas de 60 integrantes, entre ellos, miembros de la Carrera del Investigador Científico y de la Carrera de Personal de Apoyo de CONICET, profesores de la UNC y becarios de CONICET o FONCYT.



INVESTIGADORES
Dr. Albanesi, Guillermo L.
Dr. Astini, Ricardo
Dr. Baldo, Edgardo G. A.
Dr. Balseiro, Diego
Dr. Benedetto, Juan Luis
Dra. Borgnino, Laura
Dr. Carrera, Marcelo
Dra. Collo, Gilda
Dr. Colombo, Fernando
Dr. Dahlquist, Juan Andrés
Dr. Dávila, Federico M.
Dr. Degrange, Federico Javier
Dra. del Papa, Cecilia
Dr. Depetris, Pedro José
Dr. Ezpeleta, Miguel
Dra. Fernández, Rocío
Dra. Formica, Stella M.
Dr. Gaiero, Diego
Dra. García, María Gabriela
Dr. Gomez, Fernando J.
Dra. Gordillo, Sandra
Dra. Guereschi, Alina B.
Dra. Lecomte, Karina
Dr. Locati, Francisco
Dr. Martina, Federico
Dr. Martinez, Jorge O.
Dr. Martino, Roberto Donato
Dr. Murra, Juan
Dra. Palomeque, Miriam E.
Dra. Pasquini, Andrea Inés
Dr. Petrinovic, Iván A.
Dr. Piovano, Eduardo L.
Dr. Rustán, Juan José
Dra. Salas, María José
Dra. Sterren, Andrea Fabiana
Geól. Strelin, Jorge
Dra. Tambussi, Claudia
Dra. Toro, Blanca
Dr. Vaccari, Emilio N.
Dr. Verdecchia, Sebastián
Dr. Voldman, Gustavo
Dra. Waisfeld, Beatriz
BECARIOS
Geol. Avendaño, Mara
Dra. Bayer, Sol
Lic. Bia, Gonzalo
Dr. Bignon, Arnaud
Dra. Boretto, Gabriela
Geól. Calabozo, Fernando
Geól. Campodonico, Verena
Lic. Caro Montero, Ana
Geol. Cortés, Samia
Lic. Cuña Rodríguez, Carolina
Lic. Feltes, Nicolás
Dra. Gili, Stefanía
Lic. Giuliano, María Eugenia
Geól. Guerra, Lucía
Lic. Halpern, Karen
Geol. Heredia Barión, Pablo
Dr. Martini, Mateo
Geól. Maza, Santiago
Lic. Meroi, Facundo
Dra. Mlewski, Cecilia
Biol. Montoya, Exequiel
Biol. Morán, Gisela
Geol. Muñoz, Diego F.
Lic. Nieva, Nancy Eugenia
Dra. Nobile, Julieta Carolina
Geol. Oliva, Lucas
Geól. Oviedo, Natalia
Geól. Presta, Juan
Geól. Ramacciotti, Carlos
Lic. Serra, Fernanda
Dra. Sferco, Emilia
Geól. Torre, Gabriela
PERSONAL DE APOYO
Dr. Carignano, Claudio
Dipl. Sup. Druetta, H. Santiago
Lic. Lojo, Andrea
Tec. Medina, Maximiliano
Lic. Toledo, Graciela
PERSONAL ADMINISTRATIVO
Adm. Ader, Patricia
Trad. Vulcano, Claudia



Nuestra visita fue guiada por :


Dr. Baldo, Edgardo G. A.

Quien nos dio una charla, nos guió en el recorrido por CICTERRA y nos oriento en el uso de lupas y microscopios para clasificar rocas.





LA MAGNETITA






Magnetita. Es un mineral de hierro, forma parte de un grupo de minerales llamados óxidos; usualmente la magnetita puede ser identificada a causa de su gran magnetismo, y por su color oscuro. Debe su nombre de la ciudad griega de Magnesia. No es muy abundante, pero puede encontrarse en diferentes tipo de rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias, hasta en algunos meteoritos. La mayoría de las rocas ígneas que se forman en las profundidades contienen una pequeña cantidad de cristales de magnetita. La magnetita también puede encontrarse en las rocas metamórficas que se formaron de las rocas sedimentarias ricas en hierro. En la antigüedad se la conocía como piedra imán.



Características

La magnetita posee en su estado natural características magnéticas; es un mineral de hierro constituido por óxido ferroso-diférrico (Fe3O4) que debe su nombre de la ciudad griega conocida con el nombre deMagnesia. Es un mineral muy denso, frágil, duro y con propiedades ferromagnéticas, es capaz de atraer al hierro y al acero junto con otros metales. Su color es pardo negruzco, con brillo metálico.
El primero en señalar sus propiedades fue Tales de Mileto (siglo VI a. de C.) Y, ya, Platón (siglo IV a. de C.) conoce que su propiedad puede transmitirse al hierro. También se cree que el primero en encontrar una utilidad práctica para la piedra de imán fue el general chino Huang Ti (siglo IV a. de C.) Que utilizó la piedra magnética directamente para orientarse, pero sólo en Tierra.

Magnetismo

Todo campo magnético es consecuencia de un flujo de electrones en la magnetita su fuerte magnetismo se debe a un fenómeno de ferrimagnetismo: los momentos magnéticos de los distintos cationes de hierro del sistema se encuentran fuertemente acoplados, por interacciones antiferromagnéticas, pero de forma que en cada celda unidad resulta un momento magnético no compensado. La suma de estos momentos magnéticos no compensados, fuertemente acoplados entre sí, es la responsable de que la magnetita sea un imán.

Aplicaciones de la magnetita

  • Se utiliza como mineral: unido con la hematita es una de las menas más importantes, al contener un 72% de hierro (es el mineral con más contenido en hierro).
  • En las calderas (industrias): la magnetita es un compuesto muy estable a altas temperaturas, aunque a bajas temperaturas o en presencia de aire húmedo a temperatura ambiente se oxide lentamente y forme óxidoférrico. Su gran estabilidad a altas temperaturas hace que sea un buen protector del interior de los tubos de la caldera. Es por ello que se hacen tratamientos químicos en las calderas industriales que persiguen formar en el interior de los tubos capas continuas de magnetita.
  • En la construcción: se usa como añadido natural de alta densidad (4,65 hasta 4,80 kg/l) en hormigones, especialmente para protección radiológica.
  • En los seres vivos: la magnetita es usada por diferentes animales para orientarse en el campo magnético de la tierra. Entre ellas las abejas y los moluscos. Las palomas tienen en el pico pequeños granos de magnetita que determinan la dirección del campo magnético y les permiten orientarse. También pequeñas bacterias tienen cristales de magnetita de 40 hasta 100 nm en su interior, rodeadas de una membrana dispuestas de modo que forman una especie de brújula y permiten a las bacterias nadar siguiendo líneas del campo magnético.





Historia del magnetismo: sus orígenes

"Magnetita Fe3O4", obra de Beatrice MurchLa magnetita es un mineral ferromagnético, formado principalmente por óxido ferroso férrico
Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por primera vez por los antiguos griegos, a través de una mineral llamadomagnetita (de ahí surge el término magnetismo). Se dice que se pudo observar por primera vez en la ciudad de Magnesia, en Asia Menor.  Originariamente se pensó que la magnetita se podría utilizar para mantener la piel joven. De hecho, Cleopatra dormía con una magnetita en la frente para retrasar el proceso de envejecimiento.
Esta reputación terapéutica de la magnetita se transmitió también a los griegos, los cuales la usaban para la curación de dolencias. En el siglo III a.C., Aristóteles escribió acerca de las propiedades curativas de los imanes naturales, que llamaba "imanes blancos". 
Posteriormente las aplicaciones basadas en el magnetismo fueron desarrollándose. Por el siglo 12 d.C., los marineros chinos ya utilizaban magnetitas como brújulas para la navegación marítima.

¿Para qué sirven los imanes?

Un gran número de médicos y sanadores utilizaron los imanes para curar diferentes problemas médicos a lo largo de la historia. Hoy en día la ciencia médica utiliza el magnetismo más que nunca, por ejemplo:
  • La magnetoencefalografía (MEG) se utiliza para medir la actividad cerebral.
  • La terapia de choque para volver a iniciar corazones.
El uso de imanes en aplicaciones industriales y mecánicas también es muy común. Los imanes son la fuerza motriz básica para todos los motores eléctricos y generadores eléctricos.

Los imanes

¿Qué es un imán?

Los imanes son los materiales que presentan las propiedades del magnetismo. Hay que destacar que estos pueden ser naturales o artificiales. El más común de los imanes naturales e sun mineral llamado magnetita.
Los imanes pueden ser permanentes o temporales, según el material con el que se fabriquen y según la intensidad de campo magnético al que le sometan.
Imán artificial temporal y permanente
Imán artificial temporal (a) y permanente (b)

Partes de un imán: los polos magnéticos

Cualquier imán presenta dos zonas donde las acciones se manifiestan con mayor fuerza. Estas zonas están situadas en los extremos del imán y son los denominados polos magnéticos: Norte y Sur.
Polos de un imán
Detalle sobre las zonas de acción de mayor fuerza magnética
Efecto repulsión y atracción en un imánEfecto repulsión y atracción en un imán
Una de las propiedades fundamentales de la interacción entre imanes es que los polos iguales se repelen, mientras que los  polos opuestos se atraen.
El efecto de atracción y repulsión tiene que ver con las líneas de campo magnéticas. Las líneas de campo magnéticas exteriores suelen ir del polo Norte al polo Sur. Por lo tanto, cuando se acercan dos polos opuestos, estas líneas tienen a saltar de un polo a otro: tienden a pegarse. Y según sea la distancia entre los dos imanes esta atracción será mayor o menor.
En cambio, cuando se acercan dos polos iguales, estas líneas de campos no tienden a saltar de un polo a otro, si no que se empiezan a comprimir hacia su propio polo. Cuando esta compresión es máxima, las líneas de campo tienden a expandirse, lo que provoca que los polos iguales de dos imanes no puedan acercarse y se repelan.
Efecto de un imán al ser divididoEfecto de un imán al ser dividido en varias partes
Otra característica de los imanes es que los polos no se pueden separar. Si un imán se rompe en dos partes no se obtienen un polo norte y un polo sur sino que se obtienen dos imanes, cada uno de ellos con un polo norte y un polo sur.
Si tenemos un imán supendido por un hilo colocado en su centro de gravedad, observamos que siempre queda orientado hacia una misma dirección. Uno de los polos se orienta hacia el norte y otro hacia el sur, pues los polos del imán se alinean según los polos magnéticos de la Tierra,que actúa como imán natural.
imanes tierraSentido de los polos magnéticos de la tierra

El campo magnético, flujo magnético e intensidad de campo magnético

El campo magnético es  la agitación que produce un imán a la región que lo envuelve. Es decir, el espacio que envuelve el imán en donde son apreciables sus efectos magnéticos, aunque sea imperceptible para nuestros sentidos.
Para poder representar un campo magnético utilizamos las llamadas líneas de campo. Estas líneas son cerradas: parten (por convenio) del polo Norte al polo Sur, por el exterior del imán. Sin embargo por el interior circulan a la inversa, de polo Sur a polo Norte.
Las líneas de campo no se cruzan, y se van separando, unas de las otras, en alejarse del imán tangencialmente a la dirección del campo en cada punto.
El recorrido de las líneas de fuerza recibe el nombre de circuito magnético, y el número de líneas de fuerza existentes en un circuito magnético se le conoce como flujo magnético.
Estas líneas nos dan una idea de:
  • Dirección que tendrá el campo magnético. Las líneas de campo van desde el polo sur al polo norte en el interior del imán y desde el polo norte hasta el polo sur por el exterior.
  • La intensidad del campo magnético,también conocida como intensidad de campo magnético, es inversamente proporcional al espacio entre las líneas (a menos espacio más intensidad).
En un campo magnético uniforme, la densidad de flujo de campo magnético  que atraviesa una superficie plana y perpendicular a las líneas de fuerza valdrá:
Fórmula del campo magnético
Donde la letra griega phi es el flujo magnético y su unidad es el Weber (Wb).
En el caso de que la superficie atravesada por el flujo magnético no sea perpendicular a la dirección de este tendremos que:
Fórmula del flujo magnético
Donde alfa es el angulo que forma B con el vector perpendicular a la superficie.
Imán con dirección de las lineas de flujo
Detalle de un imán con la dirección de las líneas de campo

Las propiedades magnéticas de la materia

Las líneas de campo magnético atraviesan todas las sustancias. No se conoce ninguna sustancia que impida la penetración del campo magnético, pero no todas las sustancias se comportan de la misma manera.
Según su comportamiento, los materiales se pueden clasificar de la siguiente manera:

Materiales ferromagnéticos

Cuando a un material ferromagnético se le somete a un campo magnético este se magnetiza:  se consigue unimán artificial. Este fenómeno se conoce como imantación. Una vez se aleja el imán del material magnético y según la intensidad de campo magnético aplicada,  este puede quedarse imantado permanentemente o mantener sus propiedades magnéticas durante un periodo determinado de tiempo (imán temporal). 
El ferromagnetismo está presente en el cobalto, el hierro puro, en el níquel y en todas las aleaciones de estos tres materiales.

Materiales paramagnéticos

Los materiales paramagnéticos son aquellas sustancias, como el magnesio, el aluminio, el estaño o el hidrógeno, que al ser colocados dentro de un campo magnético se convierten en imanes y se orientan en la dirección del campo. En cesar el campo magnético desaparece el magnetismo inmediatamente y, por tanto, dejan de actuar como imanes.

Materiales diamagnéticos

Los materiales diamagnéticos son aquellas sustancias, como el cobre, el sodio, el hidrógeno, o el nitrógeno, que en ser colocadas dentro de un campo magnético, se magnetizan en sentido contrario al campo aplicado.

La permeabilidad relativa

El hecho de que los materiales ferromagnéticos, se queden imantados permanentemente, y que tengan la propiedad de atraer y de ser atraídos con más intensidad que los paramagnéticos o diamagnéticos, es debido a supermeabilidad relativa.
Le permeabilidad relativa es el resultado del producto entre la permeabilidad magnética  y la permeabilidad de vacío (constante magnética).
fórmula permeablidad
La permeabilidad del vacío es una constante magnética cuyo valor es: 
Permeabilidad del vacío
Para los materiales ferromagnéticos esta permeabilidad relativa tiene que ser muy superior a 1, para los paramagnéticos es aproximadamente 1, y para los diamagnéticos es inferior a 1. 


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