¿Por qué quieres detectar metales? Tal vez quieres encontrar algo de oro en el suelo. Podrías excavar TODA la tierra, o podrías encontrar el lugar que tiene el oro antes de excavar. Quizá estés buscando meteoritos metálicos enterrados. Incluso podrías utilizar un detector de metales para encontrar ese anillo que perdiste en la playa. Estos aparatos son bastante útiles.
Pero, ¿sabes cómo funcionan? No es tan obvio como piensas. Hay distintos tipos de detectores, pero todos se basan en la misma física de los campos eléctricos y magnéticos. Echemos un vistazo.
Seguir la corriente
En primer lugar, ¿qué diferencia a los metales de otros materiales? Cualquier objeto sólido está formado por átomos, cada uno de ellos con electrones cargados negativamente que zumban alrededor de un núcleo positivo. En los no metales, como el plástico o el vidrio, los electrones se adhieren prácticamente a su átomo original.
Sin embargo, en un metal como el cobre, los electrones exteriores nadan libremente y son compartidos por todos los átomos. Por eso la electricidad puede fluir a través de un metal: si aplicamos un campo eléctrico, obtenemos un flujo de electrones en una dirección determinada, lo que llamamos corriente eléctrica. Los metales son conductores.
La ley de Faraday
¿Cómo se crea un campo eléctrico? La forma más sencilla es aplicar una carga a la superficie de un objeto metálico añadiéndole electrones, como hace una pila. Obviamente, esto no nos sirve. Necesitarías acceder al metal antes de encontrarlo, lo que no tiene sentido.
Pero hay otra forma de hacerlo. Resulta que un campo magnético cambiante también crea un campo eléctrico. Esta es la idea básica de la ley de Faraday. Si mueves un imán cerca de un conductor metálico, el movimiento creará un campo magnético cambiante que produce un campo eléctrico. Si ese campo eléctrico se encuentra en un metal, se obtiene lo que se llama una “corriente de Foucault”.
Y viceversa: Igual que un campo magnético cambiante crea una corriente eléctrica, una corriente eléctrica crea un campo magnético. ¿Recuerdas aquel proyecto de ciencias en el que enrollabas un alambre alrededor de un clavo de hierro y conectabas los extremos a una pila? Cuando fluye la corriente, el clavo se vuelve temporalmente magnético y puede recoger clips.
Pero, como acabamos de ver, no hace falta una pila. Un campo magnético cambiante crea corrientes de Foucault en un metal, y estas corrientes crean sus propios campos magnéticos. ¡Y espera! Es aún más loco. Debido a que estas corrientes de Foucault crean campos magnéticos, habrá una interacción entre un metal y la cosa que hace un campo magnético cambiante.
Ahora estás listo para tu primer y muy simple detector de metales. Para hacer un campo magnético cambiante vamos a utilizar un imán en movimiento. En la demostración de abajo, puse un imán en la parte superior de una moneda y luego tiró hacia arriba rápidamente. El movimiento crea corrientes de Foucault en la moneda, y estas corrientes crean un campo magnético que interactúa con el imán.
