INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL : UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERA Y TECNOLOGAS AVANZADAS

El Rodamiento Magntico como Aplicacin de la Levitacin Magntica

Artculo de Divulgacin Cientfica

Chvez Vega Marcos Jess, Fragoso Santelis Mario Omar

9/16/2015

sandraNota adhesivaEn el artculo que anexan de Alonso Soler y justo en las partes resaltadas en amarillo se denota que la premisa de un artculo de investigacin es que reporte resultados originales, incluso de lo que el autor llama nota investigativa, trmino usado para hablar de una estructura ms sencilla de artculo cientfico. En este momento, ustedes no tienen elementos para hacer un artculo de esta clase, a menos que sean alumnos BEIFI y escriban con un investigador; en el momento en que terminen su tt podrn entregar un producto de esta clase porque esa es una investigacin original. Por eso se les pidi un artculo de divulgacin, que no necesita reportar resultados originales, simplemente explicar un tema de ciencia o tecnologa de manera sencilla y atrayente para un pblico no especializado. El tema elegido es bueno, slo hay que explicarlo de forma que lo entienda cualquier persona, para ello se usa la analoga y el ejemplo cotidiano como una herramienta de allegar un tema complejo al vulgo. Ven por qu s importa asistir a clase?

Los rodamientos magnticos son una de

las tantas aplicaciones surgidas a partir

de la levitacin magntica, la cual a su

vez es un efecto derivado de la teora

electromagntica, producida a travs de

la repulsin de los campos magnticos

de materiales superconductores e

imanes. El principal uso de los

rodamientos magnticos radica en la

mejora de la eficiencia de cualquier

sistema rotatorio a partir de la ausencia

de contacto entre elementos mecnicos.

Palabras Clave Levitacin, Rodamientos,

Electromagnetismo, imanes,

electroimanes.

Introduccin Este documento tiene como objetivo

explicar las caractersticas inherentes a

los rodamientos magnticos que les

permite estar posicionados en la cumbre

de la eficiencia a nivel industrial ante

cualquier otro tipo de rodamiento.

Levitacin Magntica Se conoce como levitacin magntica al

fenmeno a travs del cual un material

puede levitar, esto debido a la repulsin

existente entre los polos iguales de dos

imanes (la fuerza ejercida por dicha

repulsin se define inversamente

proporcional a la distancia que separa a

estos materiales), o bien debido al

llamado Efecto Meissner1, propiedad

esencial de los superconductores[1].

La superconductividad se define como la

capacidad que poseen algunos

compuestos, una vez estando debajo de

una temperatura crtica, de no oponer

resistencia alguna al paso de una

corriente elctrica.

Desarrollo

Rodamientos Magnticos Los rodamientos magnticos son una de

las tantas aplicaciones ideadas a partir

del fenmeno conocido como levitacin

magntica, y se caracterizan por estar

conformados por una coleccin de

imanes. Los rodamientos magnticos

maximizan la eficiencia de cualquier

sistema rotatorio a partir de la ausencia

de contacto entre elementos mecnicos.

Un rodamiento magntico es un

dispositivo formado por una coleccin de

electroimanes, los cuales tienen como

objetivo reemplazar las partes

mecnicas, como rodillos o esferas

metlicas, que integran comnmente a

los rodamientos mecnicos tradicionales,

1 Capacidad inherente de los

superconductores de rechazar las lneas de cualquier campo magntico que intente penetrar en su interior

sto mediante la aplicacin de fuerzas

electromagnticas[2].

Existen dos posibles formas de

configuracin para los rodamientos

magnticos: radial o axial.

Los rodamientos magnticos de

configuracin radial, poseen un estator

que contiene electroimanes fabricados

de una pila de laminados con bobinas de

cobre devanadas alrededor de los polos

norte y sur, mientras que la configuracin

axial vara en que tanto el estator como

el rotor se fabrican de hierro macizo.

La clasificacin principal de los

rodamientos magnticos depende de los

tipos de imanes utilizados en su

estructuracin, teniendo as:

Rodamientos Magnticos Pasivos

(RMPs).

Rodamientos Magnticos Activos

(RMAs).

RMPs

Los rodamientos magnticos de tipo

pasivo permiten prescindir del contacto

entre piezas en el proceso dinmico del

sistema.

Un diseo simple de rodamiento

magntico pasivo consiste en anillos de

imn permanente en el eje rotatorio y en

el estator, el cual estabiliza al grado de

libertad existente mediante fuerzas

repulsivas, mostrado en la fig. 1.

Fig. 1: Diseo bsico para rodamientos magnticos

pasivos

Sin embargo, es importante hacer notar

que el diseo e implementacin de este

tipo de rodamientos es complicado, ya

que depende de la carga esttica y

dinmica del sistema, de las propiedades

de los imanes utilizados, as como de su

configuracin geomtrica, y esta

complejidad llega a tal nivel que en el

mercado es prcticamente imposible

encontrarles. Adems cabe mencionar la

importancia del Teorema de Earnshaw,

el cual establece que un conjunto de

cargas puntuales no se puede mantener

en un estado de equilibrio mecnico

estacionario exclusivamente por la

interaccin electroesttica[3], es decir,

utilizando exclusivamente el

ferromagnetismo esttico, es imposible

hacer levitar un objeto establemente.

RMAs

Este tipo de rodamientos se caracterizan

por poseer una serie de electroimanes

dispuestos estratgicamente y forman

parte de una de las muchas aplicaciones

de la levitacin magntica, y durante los

ltimos aos han cobrado gran

importancia, debido a todas las muchas

ventajas que brinda, entre las cuales

tenemos:

Prescinde de lubricantes. Esto

hace permisible su uso en

procesos donde la contaminacin

de este tipo de agentes es

perjudicial.

Reduce las prdidas por friccin,

lo que permite una mayor

durabilidad o vida til al

rodamiento.

Reduce los costos por

mantenimiento.

Aislamiento de vibracin y ruido,

a partir del espacio libre que

existe. Por otro lado, este espacio

puede ser aprovechado en otras

cosas, como la circulacin de

fluidos.

Altas velocidades de operacin,

hasta 60000 RPM. Este tipo de

rodamientos son idneos en

aplicaciones que requieran altas

velocidades, por ejemplo,

generadores, turbinas y equipos

aeroespaciales.

Los elementos que integran a un

rodamiento magntico activo son:

Electroimanes

Sensores

Procesadores digitales

Amplificadores Operacionales

Interconexiones

Conclusin Con los rodamientos magnticos y sus

capacidades inherentes, es posible

maximizar considerablemente el

rendimiento de los sistemas rotatorios, y

gracias a ellos las capacidades de todos

estos sistemas sern llevadas a un

nuevo y nivel.

Bibliografa

[

1

]

G. Perren, Estudio de las

Aplicaciones Prcticas de la Levitacin

Magntica, 2003.

[

2

]

R. V. Daz, Control Tolerante a Fallas

pasivo en un Rodamiento Magntico,

Morelos, 2012.

[

3

]

L. Florentino, Levitacin Magntica,

[En lnea]. Available:

https://www.academia.edu/6606827/Le

vitaci%C3%B3n_Magn%C3%A9tica.

[ltimo acceso: 05 Febrero 2015].

sandraNota adhesivaLas referencias estn mal acomodadas

sandraResaltado