Físicos españoles descubren el fuego (magnético)

En el mundo físico no existe un sólo fuego, y el que acaba de descubrir el equipo de científicos de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) liderado por el investigador Javier Tejada ha abierto un abanico de aplicaciones inéditas en el ámbito de la medicina, las comunicaciones y el tratamiento de nuevos materiales. Lo llaman fuego magnético, y aunque las leyes de su propagación son las mismas que rigen los incendios convencionales, los científicos han logrado algo que resulta imposible con las llamas: controlarlas y detenerlas. El estudio acaba de publicarse en una de la revistas científicas más prestigiosas del mundo, Physical Review Letters. Se trata de ciencia básica, pero sus aplicaciones tecnológicas, como veremos, no están demasiado lejanas.

"Imagínate un bosque. Para encenderlo necesitas una mecha, y después el calor se va propagando a la velocidad del calor. Ahora imagínalo, pero en lugar de árboles piensa que son brújulas. Al principio, todas están orientadas al norte. Pero cuando encendemos una chispa, aplicando un punto de calor, esto hace que las brújulas inviertan la dirección de sus polos. Esto se propaga en la primera línea de brújulas, como si fuesen árboles, después en la segunda, en la tercera, en la cuarta... La velocidad de propagación sigue la misma ley que en la expansión del fuego", explica a Teknautas el profesor Javier Tejada.

El científico es uno de los mayores expertos del mundo en el campo del fuego magnético. En 2006, se descubrió el concepto gracias al trabajo de Myriam P. Sarachick, catedrática de física de la CUNY. No obstante, fueron Tejada y su equipo quienes bautizaron lo que se denomina deflagración magnética cuántica, sobre la que establecieron que se trata del "único proceso de combustión controlado por leyes cuánticas que se conoce en la naturaleza, la quema cuántica", informa el profesor.

Después de ocho años de investigación, el hito que han logrado ahora los científicos es, de forma alegórica, provocar el fuego magnético, estudiar su propagación y controlar el proceso de combustión. El modo en que se inicia el fuego en este bosque de brújulas nanométricas es sencillo. "Esa chispa la producimos mediante una resistencia eléctrica que produce un punto de calor, y eso se calienta. Aunque la forma más elegante de hacerlo es con lo que se llaman ondas acústicas", explica el profesor.

 

Una vez iniciado el fuego, los investigadores se encontraron con varias sorpresas. La primera, la posibilidad de controlar la energía, algo que resulta prácticamente imposible en las combustiones químicas. "Igual que para evitar incendios se utilizan cortafuegos, nosotros podemos hacer los mismo colocando brújulas con los espines invertidos. Además, a diferencia de lo que ocurre en un incendio, donde quedan cenizas, aquí el material se mantiene, por lo que se puede iniciar el proceso en dirección contraria", argumenta Tejada.

"Hemos descubierto mecanismos que pueden controlar la propagación de la energía. No sólo podemos controlar la forma en que la energía se genera, sino también conocer la realidad de la dispersión de esa energía", continúa el científico.

La importancia del fuego magnético a la hora de comprender sus aplicaciones reales tiene que ver con las características del proceso, similar en esencia al modo en que se transmite la información por vías informáticas o al crecimiento de las células.

En ese sentido, la primera aplicación tecnológica patentada por los científicos españoles es un láser que funciona mediante la deflagración magnética. "Nosotros hemos probado que cuando se produce la inversión de los polos de las brújulas se genera una radiación electromagnética. Lo que hemos propuesto es que esas microondas se emitan en fase, con lo cual tendríamos un láser de microondas, con aplicaciones impresionantes en el ámbito de las comunicaciones, medicina o en la inspección de materiales", señala Tejada. Actualmente, dependen del aumento de la potencia para poder avanzar en estos usos concretos. En los ensayos han alcanzado la potencia de un microvatio, pero el objetivo es llegar al milivatio.

La segunda aplicación se refiere a la posibilidad de dotar a los materiales de propiedades para conducir la electricidad que, a priori, no poseen. "La deflagración en algunos materiales ya utilizados va acompañada de un cambio tremendo de la resistencia eléctrica. Un material que de inicio es un aislante eléctrico, se va convirtiendo en un conductor, además en milisegundos. Esto ya lo podemos hacer", apunta el físico. De momento, han sido capaces de probarlo a 100 grados bajo cero, y están trabajando para realizarlo a temperatura ambiente.

Además, aunque parezca raro, aún no existe una teoría definitiva que explique cómo surgen las explosiones después de un proceso de combustión. "Todavía no hay una teoría clara que explique el paso de la deflagración a la detonación. Nosotros podríamos elaborar una teoría que ayude a las empresas a prevenir explosiones de todo tipo", avanza el científico español.