¿Qué es un amortiguador magnetorreológico?

Un amortiguador magnetorreológico es un dispositivo amortiguador que funciona colocando un campo magnético en una mezcla de aceite líquido y partículas de hierro. Las partículas de hierro son atraídas al campo magnético y se alinean a lo largo de las líneas del campo magnético que pasan a través del líquido. Esto crea un líquido espeso que resiste el movimiento y puede ayudar a reducir la vibración y los golpes en una variedad de aplicaciones. Estos fluidos a veces se denominan fluidos inteligentes, porque cambian las propiedades cuando se agrega o varía el campo magnético.

La reología es el estudio de los efectos de líquidos y sólidos cuando se exponen a movimientos o presiones. En líquidos, las características principales que pueden ser útiles para el control de vibraciones son la viscosidad y el esfuerzo cortante. La viscosidad se refiere al grosor de un líquido y a cómo puede resistir el movimiento o el flujo. El esfuerzo cortante es una medida de cómo un líquido se resiste a separarse o moverse repentinamente, y también cómo los materiales colocados en el líquido pueden moverse si se tira rápidamente en cualquier dirección.

Un amortiguador es un término para un dispositivo utilizado para reducir la vibración, que es similar a un amortiguador utilizado en vehículos para reducir el movimiento de la suspensión debido a superficies irregulares de la carretera. Muchos amortiguadores y amortiguadores usan aceites de varios grosores para reducir el movimiento y proteger el equipo. Cuando se agregan pequeñas partículas de hierro a los aceites, los campos magnéticos pueden afectar las partículas de hierro y cambiar las propiedades del líquido.

Agregar la mezcla de hierro y aceite dentro de un amortiguador estándar y crear un campo magnético con corriente eléctrica creará un amortiguador magnetorreológico. A medida que aumenta el campo magnético, las partículas de hierro resistirán cada vez más el movimiento y crearán niveles más altos de amortiguación de vibraciones. Si se agrega un controlador eléctrico junto con un software para controlar el campo magnético, se puede usar un amortiguador magnetorreológico variable para reducir rápidamente la vibración y proteger estructuras o vehículos.

Las partículas de hierro en los amortiguadores a menudo están recubiertas con un polímero para evitar que se peguen entre sí. Mantener las partículas muy pequeñas ayuda a mantenerlas suspendidas en el aceite y evita que se depositen en el fondo del amortiguador. Cuando se crea el campo magnético, la mezcla se vuelve más como un sólido que un líquido, y es muy resistente al flujo o movimiento. Si el aceite se empuja con un pistón dentro de un cilindro, la alta viscosidad puede reducir el movimiento del aceite a través de pequeños orificios en el pistón.

El esfuerzo cortante se puede utilizar cambiando el pistón a una serie de placas sumergidas en el aceite. Las placas se mueven hacia adelante y hacia atrás en el líquido, y cuando se activa el campo magnético, la mezcla de hierro y aceite se espesa rápidamente y se vuelve muy resistente al cizallamiento. Si las placas están conectadas a un eje sólido que se extiende desde el amortiguador, el eje se puede conectar a un vehículo o cimiento del edificio y proporcionar un sistema de amortiguación.

La protección contra terremotos se convirtió en un área de mayor investigación a fines del siglo XX a medida que el desarrollo humano creció en áreas donde el potencial de daños a los edificios era alto. Una técnica consistía en separar el edificio del suelo con goma u otros materiales amortiguadores, lo que permitía cierto movimiento del edificio durante un terremoto. Sin embargo, sin alguna forma de amortiguación, el movimiento del edificio podría ser extremo y podrían ocurrir daños o fallas completas. Agregar un sistema de amortiguación magnetorreológica en la base del edificio les dio a los arquitectos una forma de reducir el movimiento del edificio con un sistema controlable.

Los vehículos fueron otra área de interés para los sistemas de amortiguación magnética en el siglo XX. El interés en la comodidad de los pasajeros y un mayor nivel de sistemas de seguridad llevaron a los amortiguadores a utilizar la tecnología de amortiguadores magnetorreológicos para proporcionar una suspensión variable. El conductor podría elegir un nivel de comodidad de manejo usando un selector, que le diría a un controlador cuánto campo magnético crear cuando se detecta vibración. Además, los sistemas de seguridad podrían detectar derrapes o una posible situación de vuelco, y cambiar el comportamiento de la suspensión para contrarrestarlo.

Las armas militares eran otra área donde los amortiguadores magnetorreológicos podían proporcionar un beneficio. Cuando se instala en un cañón grande, el amortiguador puede sentir el disparo de un proyectil y activarse para reducir el retroceso. Esto no solo redujo el desgaste del arma, sino que en tanques o cañones móviles, la reducción del impacto podría reducir la fatiga de los soldados que disparan las armas.