¿Es posible matar a un humano con un potente imán?

Question

Lo pregunto en términos de física. ¿Puede una poderosa inducción magnética reordenar los espines de mi cuerpo de tal manera que moriré? ¿Cómo?

¿O tal vez pueda arrancarme todo el hierro, lo que inutilizaría mis células sanguíneas? ¿Cuántas teslas debería tener ese imán? ¿Hay otras formas de matar a la gente sólo con la inducción magnética?

Answer 1

No sé mucho sobre el tema, pero aquí hay algunos puntos de investigación con los que puedes empezar.

En el caso de los campos magnéticos fuertes, el efecto más notable parece ser el visual ( fuente ), llamados fosfenos ( magnetofosfenos en el caso concreto de las causas magnéticas) causadas por la inductancia de las corrientes eléctricas en la retina ( fuente ).

Los "estudios" parecen haber sugerido que los campos de 50T causan daños en los tejidos, por razones no especificadas ( fuente débil ). No he podido localizar estos estudios. Sin embargo, la implicación es que la muerte inmediata / el daño severo no es causado ni siquiera en campos de 50T (para referencia, las MRIs generalmente funcionan en el rango de 1.5-3T).

Aquí hay preguntas relacionadas:

• Efectos de un campo magnético muy grande en el cuerpo humano
• ¿Cómo de fuerte es el campo magnético que atrae a una persona de forma perceptible?

Hay un interesante debate en Reddit:

• http://www.reddit.com/r/askscience/comments/1asgy5/can_you_die_from_a_magnet_how_strong_does_it_have/

También existe un campo de estudio llamado bioelectromagnética dedicado a los efectos biológicos de los campos magnéticos, que puede servir como un buen punto de partida para la investigación:

• http://en.wikipedia.org/wiki/Bioelectromagnetics

" Estimulación magnética transcraneal ", al que se hace referencia tanto en las páginas de Reddit como de Wikipedia, utiliza pequeños campos en el rango de 1-10mT para afectar a la polarización de las neuronas en el cerebro.

Parece que el patrón de cambio de un campo magnético tiene un efecto más pronunciado que la fuerza del campo. Los campos estáticos hacen mucho menos daño (o ninguno), mientras que a altas frecuencias un campo magnético débil podría ciertamente hacer un daño significativo, por ejemplo, un horno de microondas.

Las causas primarias de los daños causados por los campos no estáticos parecen deberse principalmente al calor o a la corriente eléctrica inducida; por ejemplo, por el Enlace a ReviseMRI arriba:

Una consecuencia más grave de las corrientes eléctricas que circulan por el cuerpo es la fibrilación ventricular (aunque estos niveles están estrictamente prevenidos en la resonancia magnética). ... Como guía general, cuanto más más rápida sea la secuencia de imagen o espectroscopia, mayor será la velocidad de cambio de los campos de gradiente utilizados, y la densidad de corriente resultante inducida en el tejido es mayor.

Sin duda se necesitaría un imán extremadamente fuerte, superior a cualquier cosa que pudiéramos producir, para sacar el hierro de su cuerpo (conjetura, sin fuente). Tenga en cuenta también que sólo hay unos 3-5 gramos de hierro (algo así como 2 cm 3 ) en el cuerpo humano ( fuente , fuente no referenciada ), en su mayor parte unido a la hemoglobina.

El Conde Iblis señaló, en los comentarios de la pregunta, que hay una buena discusión sobre los magnetares y los campos magnéticos fuertes aquí, que proporciona una buena visión general y mucha información interesante (aunque un poco anticuada):

• http://solomon.as.utexas.edu/magnetar.html

Desde allí:

Campos superiores a 10 9 Gauss, sin embargo, sería instantáneamente letal. Tales campos distorsionan fuertemente los átomos, comprimiendo las nubes de electrones atómicos en forma de cigarro, con el eje largo alineado con el campo, lo que haciendo imposible la química de la vida. Un magnetar a menos de 1000 kilómetros te mataría por puro magnetismo estático... si no si no lo hiciera ya con rayos X, rayos gamma, partículas de alta energía, la gravedad extrema, las explosiones y las llamaradas...

En cuanto a los efectos a largo plazo de las intensidades de campo más habituales, en general hay poca relación entre los campos magnéticos y el cáncer ( fuente , fuente ).

Espero que esto ayude. Lo siento, no sé una respuesta directa. Sin embargo, no sólo depende de la intensidad del campo.

Answer 2

Sí, es posible, aunque las intensidades de campo necesarias son muy elevadas.

El mecanismo básico es que un campo magnético fuerte altera el Hamiltoniano que define los orbitales de los electrones atómicos y moleculares. En pocas palabras: un fuerte campo magnético clásico hace que el hamiltoniano sea anisotrópico, de modo que depende de la dirección espacial ( es decir en relación con el campo clásico fuerte ambiental) y esto altera radicalmente las energías de los enlaces químicos. No debería ser demasiado difícil ver que esta anistropía causaría estragos en la dinámica de reacción de los procesos químicos que son esenciales para la vida.

Se estima que el campo magnético de un Magnetar sería letal para la vida humana a distancias de hasta 1000 km de la estrella. Pero las estadísticas de estos campos letales son alucinantes: por ejemplo, la densidad de energía $\frac{1}{2} \mu_0\,H^2$ (el $T_{0\,0}$ en el tensor de energía de tensión) sería diez mil veces la densidad de energía total del plomo. Es decir, ¡equivaldría a unas cien mil toneladas de materia por metro cúbico! Del artículo de la Wikipedia:

Los magnetares se caracterizan por sus campos magnéticos extremadamente potentes, de 108 a 1011 teslas[5]. Estos campos magnéticos son cientos de millones de veces más fuertes que cualquier imán fabricado por el hombre,[6] y cuatrillones de veces más potentes que el campo que rodea la Tierra[7]. La Tierra tiene un campo geomagnético de 30-60 microteslas, y un imán de tierras raras basado en el neodimio tiene un campo de aproximadamente 1,25 teslas, con una densidad de energía magnética de 4,0×105 J/m3. En cambio, el campo de un magnetar de 1010 teslas tiene una densidad de energía de 4,0×1025 J/m3, con una densidad de masa E/c2 >104 veces la del plomo. El campo magnético de un magnetar sería letal incluso a una distancia de 1000 km debido a que el fuerte campo magnético distorsiona las nubes de electrones de los átomos constituyentes del sujeto, haciendo imposible la química de la vida....

A un nivel más terrestre: campos magnéticos elevados de cientos de militesla ( es decir unas décimas de tesla) puede ser letal para las personas con ciertos tipos de prótesis. En la actualidad, las prótesis se fabrican, siempre que sea posible, con material no ferromagnético, pero en el pasado ha habido muertes de personas Por ejemplo con máquinas de RMN con los primeros marcapasos ferromagnéticos, o con clips ferromagnéticos en el cerebro para apuntalar los aneurismas vasculares allí.

Answer 3

Responderé más en una perspectiva clínica. No sé si se trata de situaciones extremas en las que los espines de los átomos de tu organismo se reordenan de forma letal, pero en lo que respecta a los imanes de resonancia magnética, la primera preocupación cuando se utiliza un equipo de resonancia magnética es la posible inducción de corrientes eléctricas dentro del cuerpo humano.

Estas preocupaciones son más frecuentes en el caso de los imanes de resonancia magnética de investigación, que son más potentes que los que se suelen utilizar en un hospital (llegan hasta 3 Tesla, mientras que los utilizados en la investigación académica pueden llegar hasta 9 Tesla. Los imanes que baten récords llegan a 11 Tesla).

El cuerpo humano comienza a sufrir la inducción de corriente cuando el campo magnético exterior alcanza alrededor de 7 a 8 Tesla. Los síntomas incluyen el aumento de la temperatura corporal, la disminución de las funciones cerebrales e incluso alucinaciones (nunca he sido testigo de esto, pero he oído que es posible. Aun así, tómese este último síntoma con un grano de sal). Todo esto considerando que los pacientes no tienen implantes metálicos, obviamente, o la exposición puede ser letal. El "Ratio de Absorción Específica" se utiliza comúnmente para tratar de medir estos cambios en el cuerpo humano (expresado en Watt/Kilogramo).

Conclusión: Antes de que el cuerpo humano muera por "pérdida de hierro", los efectos de la inducción pueden ser letales para los campos magnéticos más débiles. Los MF de alrededor de 8T pueden tener un efecto notable en el cuerpo humano.

Fuentes: Mis conocimientos provienen de mi trabajo y mis estudios, y no puedo revelarlos aquí (lo siento). Sin embargo, he citado este artículo para uno de mis proyectos, y creo que resume bien mi punto de vista:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2705217/