Criando um campo magnético semelhante ao da Terra com eletroímãs: é possível?

25 de fevereiro, 2021 às 20:48 | Postado em Astronomia, Eletromagnetismo, Forma da Terra, Magnetismo

Se colocássemos um eletroímã no norte de Marte e outro no sul, que potência elétrica seria necessária para gerar um campo magnético como o da Terra?

É impossível criar um campo magnético semelhante ao da Terra com eletroímãs situados nos polos da Terra ou de Marte.

A razão desta impossibilidade é que o campo magnético de um ímã ou de um eletroímã tende para zero quando se considera pontos afastados desses sistemas por distâncias algumas vezes maior do o tamanho do próprio sistema.

Destaca-se a seguir algumas informações sobre o campo magnético da Terra a fim de entender a impossibilidade de produzir um campo semelhante com eletroímãs localizados nos polos da Terra.

A intensidade do campo magnético da Terra tem valor máximo nos seus polos, valendo ali cerca de 70 microteslas (ou 70  mil nanoteslas), assumindo cerca da metade deste valor no equador magnético da Terra e 22 microteslas na Anomalia Magnética da América do Sul (vide Magnetismo Terrestre).

Portanto o campo magnético da Terra é pouco variável em intensidade sobre todo o planeta e esta intensidade é muitíssimo pequena quando comparada à intensidade em pontos próximos de um ímã. Para um super-ímã de neodímio-ferro-boro a intensidade do campo magnético em seus polos é cerca de 0,5 tesla (Silveira et all, 2006), ou seja, cerca de cem mil vezes mais intenso do que o campo magnético nos polos da Terra.

Entretanto, apesar de existir um campo magnético enorme nos polos de um ímã ou de um eletroímã quando comparado ao da Terra, este campo é praticamente nulo quando se considera pontos afastados deles por distâncias muito maiores do que a dimensão característica do ímã ou eletroímã. A evidência disto é que quando aproximamos, por exemplo, dois superímãs de neodímio-ferro-boro cilíndricos de modo a se atraírem, verificamos uma força importante  quando a distância entre eles é da ordem do raio dos próprios ímãs. E esta força rapidamente diminui quando o afastamento entre ambos aumenta.

Então um eletroímã poderoso localizado em um polo da Terra ou de Marte seria capaz de produzir um campo magnético muito intenso nas suas proximidades mas que praticamente se anularia quando se considerar pontos afastados dele por algumas centenas de metros ou alguns quilômetros.

A única forma de produzir um campo magnético com as características do campo magnético terrestre seria com um gigantesco ímã ou eletroímã. Gigantesco significa no caso da Terra com dimensão da ordem do núcleo líquido da Terra, cerca de 6000km de diâmetro, no qual ocorrem correntes elétricas responsáveis pelo campo magnético da Terra conforme discutido em Fontes do campo magnético da Terra e a estrutura interna de nosso planeta. E este gigantesco ímã ou eletroímã teria que estar localizado dentro da Terra. Se imaginarmos um eletroímã, a corrente elétrica que nele circularia seria extremamente pequena quando comparada com as correntes usualmente encontradas em eletroímãs pois o campo magnético da Terra é, conforme notado anteriormente, “fraco” quando comparado ao de ímãs e eletroímãs.

A Figura 1 é uma representação da Terra com um ímã em seu interior produzindo um campo semelhante a aquele que efetivamente existe em nosso planeta.

Fica assim estabelecido que dois eletroímãs, pequenos comparados com o diâmetro do planeta, localizados nos polos do planeta, por mais poderosos que pudessem ser não gerariam um campo magnético semelhante ao da Terra.

“Docendo discimus.” (Sêneca)