Ferromagnético

Qué significa ferromagnético

El término procede del latín ferrum ('hierro') y del griego μαγνῆτις λίθος (magnêtis líthos, 'piedra de Magnesia'), la denominación clásica del mineral de magnetita. Se usa desde mediados del siglo XIX para describir el comportamiento magnético intenso que exhiben el hierro y un número reducido de otros elementos y aleaciones.

En un material ferromagnético, los momentos magnéticos de los electrones no apareados en los orbitales 3d (o 4f, en el caso de las tierras raras) tienden a alinearse espontáneamente dentro de regiones microscópicas llamadas dominios magnéticos. Cada dominio puede contener miles de millones de átomos con sus momentos orientados en la misma dirección. Cuando un campo magnético externo se aplica sobre el material, los dominios crecen y se reorientan hasta producir una magnetización macroscópica intensa, que persiste incluso después de retirar el campo. Esa persistencia distingue al ferromagnetismo del paramagnetismo, en el que la magnetización desaparece en cuanto cesa el campo aplicado.

Temperatura de Curie

El comportamiento ferromagnético depende de la temperatura. Por encima de un umbral específico para cada material, denominado temperatura de Curie en honor al físico francés Pierre Curie (1895), la agitación térmica desordena la alineación de los dominios y el material pierde sus propiedades ferromagnéticas para convertirse en paramagnético. Para el hierro, esta temperatura se sitúa en torno a los 770 °C; para el cobalto, en unos 1 115 °C. Son valores muy alejados de la temperatura corporal, lo que explica que cualquier fragmento de hierro metálico presente en el organismo conserve plenamente su comportamiento ferromagnético.

Relevancia en la resonancia magnética

Los equipos de imagen por resonancia magnética generan campos magnéticos estáticos de gran intensidad (habitualmente entre 1,5 y 3 teslas, unas 30 000 a 60 000 veces el campo magnético terrestre). Cuando un objeto ferromagnético entra en este campo, experimenta fuerzas de atracción y rotación que pueden ser violentas. Un instrumento quirúrgico, una bala retenida, un clip vascular antiguo o una bala de oxígeno olvidada en la sala pueden convertirse en proyectiles.

Dentro del cuerpo del paciente, el riesgo no es menor. Un implante fabricado con materiales ferromagnéticos puede desplazarse, calentar los tejidos circundantes por las corrientes inducidas o producir artefactos que distorsionan la imagen. Los protocolos de seguridad en resonancia magnética clasifican los dispositivos implantables en tres categorías: «MR safe» (sin componentes ferromagnéticos), «MR conditional» (seguros bajo condiciones específicas de campo e intensidad de gradiente) y «MR unsafe» (ferromagnéticos, contraindicados). El interrogatorio previo al paciente incluye siempre la pregunta por prótesis, fragmentos metálicos y dispositivos electrónicos implantados.

Contraste ferromagnético

En diagnóstico por imagen, las nanopartículas de óxido de hierro superparamagnético (SPIO y USPIO) se han empleado como agentes de contraste en resonancia magnética. Estas partículas, una vez inyectadas, son captadas por las células del sistema reticuloendotelial (sobre todo en hígado y bazo) y producen una señal oscura en las secuencias ponderadas en T2 que permite identificar lesiones focales. El término «contraste ferromagnético» se aplica de forma laxa a estos preparados, aunque desde el punto de vista físico su comportamiento es superparamagnético y no estrictamente ferromagnético, ya que las partículas son lo bastante pequeñas como para no formar dominios magnéticos estables.

Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre ferromagnético y paramagnético?

Un material paramagnético se magnetiza débilmente en presencia de un campo externo y pierde esa magnetización al retirarlo. Un material ferromagnético adquiere una magnetización mucho más intensa y la conserva después. La diferencia de escala es enorme: la permeabilidad magnética relativa de un material paramagnético es apenas superior a 1, mientras que la del hierro puede alcanzar valores de varios cientos.

¿Todo implante metálico es ferromagnético?

No. Las aleaciones de titanio y los aceros inoxidables austeníticos (los más empleados en implantes ortopédicos modernos) son paramagnéticos o débilmente magnéticos y se consideran compatibles con la resonancia magnética bajo las condiciones habituales. Los clips vasculares antiguos fabricados con ciertos aceros martensíticos sí contienen componentes ferromagnéticos.

¿Por qué se llama «temperatura de Curie»?

Porque Pierre Curie, en su tesis doctoral de 1895, demostró experimentalmente que los materiales ferromagnéticos pierden sus propiedades al calentarlos por encima de una temperatura característica. El concepto lleva su nombre desde entonces.

Referencias

1. MSD Manual (profesional). Resonancia magnética (RM). Disponible en: https://www.merckmanuals.com/es-us/professional/temas-especiales/principios-de-estudios-por-la-imagen-radiológicas/resonancia-magnética
2. MedlinePlus. Resonancia magnética. Disponible en: https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/003335.htm
3. Wikipedia en español. Ferromagnetismo. Disponible en: https://es.wikipedia.org/wiki/Ferromagnetismo
4. Shellock FG, Spinazzi A. MRI safety update 2008: part 1, MRI contrast agents and nephrogenic systemic fibrosis. AJR Am J Roentgenol. 2008;191(4):1129-1139.