UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA

ÁREA DE LA ENERGÍA, LAS INDUSTRIAS Y LOS RECURSOS NATURALES NO

RENOVABLES

CARRERA DE INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

MÓDULO VI

TEORIA ELECTROMAGNETICA

Consulta: Superimanes

POR: CRISTIAN AREVALO

DOCENTE: ING. MARIO ESPINOZA

PARALELO: “B” SECCIÓN VESPERTINA

LOJA – ECUADOR

SUPERIMANES

Definición: También son conocidos como imanes de tierras raras, son imanes

permanentes muy potentes hechos con Hierro, Boro y otros elementos químicos como

el Samario, Neodimio y el Praseodimio. Son de 6 a 10 veces más potentes que los imanes

convencionales incluso a temperaturas altas. [1]

Tierras raras

El nombre Tierras Raras abarca un conjunto de metales que presentan propiedades

similares, la palabra “raras” viene del hecho de que los lantánidos (grupo que se incluye

en este tipo de elementos) se descubrieron originalmente en minerales que resultan

raros, aunque los elementos en sí mismos no son ni escasos ni raros, de hecho, la

mayoría son bastante comunes. Se les conoce como “tierras” en honor a un viejo

término de la química que significa “óxido” (compuesto con oxígeno). Algunos de estos

elementos solo pueden extraerse a raíz de otros procesos productivos por lo cual

resultan relativamente escasos, lo que hace que sean muy cotizados, sobre todo por su

aplicación en las nuevas tecnologías. [2]

Los elementos químicos que pertenecen a este grupo de las tierras raras son 17: el

Escandio (número atómico 21), el Itrio (número atómico 39) y el llamado grupo de

los lantánidos: Lantano, Cerio, Praseodimio, Neodimio, Prometio, Samario, Europio,

Gadolinio, Terbio, Disprosio, Holmio, Erbio, Tulio, Iterbio y Lutecio-, cuyos números

atómicos están comprendidos entre 57 y 71. [3]

Figura 1. Tierras raras [2]

Clasificación de los imanes de tierras raras

Los imanes de tierras raras se clasifican en dos tipos de familias: los que se crean en base

a Samario y los que son de base Neodimio. Los primeros son imanes muy potentes

combinándose con el Cobalto, y los segundos se combinan con el Boro y el Hierro.

Propiedades de los imanes permanentes de tierras raras

En cuanto a los imanes de tierras raras, algunas de sus propiedades son: una

alta remanencia magnética (Br), coercitividad elevada (Hci), es decir, alta resistencia a

desmagnetizarse, una elevada densidad de energía magnética y una temperatura de

Curie (Tc) inferior a otros tipos de imanes.

Sin embargo, las tierras raras presentan un inconveniente muy importante asociado al

carácter interno de los orbitales 4f: permanecen paramagnéticos a temperatura

ambiente, con la excepción del gadolinio, cuya temperatura de Curie es de 293K.

Los imanes permanentes de tierras raras se caracterizan por ser muy potentes. Las

tierras raras son metales ferromagnéticos, es decir, pueden ser magnetizados como el

hierro. Sin embargo, sus temperaturas de Curie se encuentran por debajo de la

temperatura ambiente, lo que implica que en forma pura solo presentan magnetismo a

bajas temperaturas. Es por eso que estos imanes permanentes se crean formando

compuestos con metales como el hierro, el níquel y el cobalto (todos ellos con

temperaturas Curie muy superiores a la temperatura ambiente), así creando imanes

extraordinariamente potentes. [2]

Aplicaciones

Entre las aplicaciones más comunes de los imanes de tierras raras, tenemos las

siguientes:

Aerogeneradores

Discos duros de ordenador

Freno de los carretes de pesca

Motores de alto rendimiento AC servo

Linternas de alimentación propia, que se sirven de imanes de tierras raras para

generar electricidad a través de movimientos de agitación.

Dinamos para bicicletas

Altavoces y auriculares de audio

Motores de imanes permanentes en herramientas inalámbricas

Motores de tracción y arrancadores generadores integrados de vehículos

híbridos y eléctricos

Aplicaciones industriales: mantenimiento de la pureza del producto, protección

de equipos, control de calidad etc. [2]

Figura 2. Auriculares creados con imanes permanentes [2]

Superimanes de Neodimio

Los imanes de neodimio son también conocidos como neodimio-hierro-boro o imanes

de Nd-Fe-B o NIB súper, debido a que están compuestos de estos elementos. Estos

imanes son extremadamente fuertes para su pequeño tamaño y son metálicos en

apariencia, tienen un poder magnético 10 veces mayor que el de los imanes

convencionales. Gracias a esto se ha reducido el peso y el tamaño de las computadoras

portátiles. Esta aleación permite un control más fino de los motores que hacen girar el

disco duro, así como del brazo que lee y escribe datos, además es posible almacenar

más información en la misma superficie. [4]

Las turbinas generadoras de energía eólica y los vehículos híbridos y eléctricos requieren

también de estos imanes, lo que aumentó la demanda de neodimio en un 40% el 2014.

[3]

Figura 3. Superimanes de neodimio comerciales [3]

Grados de imán neodimio: N38SH, N42, N38, N35. Los imanes de neodimio están

clasificados de acuerdo a sus diferentes materiales. Como regla general, cuanto mayor

sea el grado (el número después de la 'N'), el más fuerte es el imán. El grado más alto de

imán de neodimio actualmente disponible es N52. Cualquier letra que sigue al grado

indica la clasificación de temperatura del imán, y no hay letras que siguen al grado

significa que el imán de neodimio es la temperatura estándar. [4]

Cualidades de los imanes de neodimio

Hay algunos atributos de los imanes de neodimio que los diferencian de otros imanes.

• Los imanes de neodimio son imanes permanentes muy fuertes. De hecho, son el

más fuerte de todos los imanes de tierras raras y también los imanes permanentes

más fuertes que existen en la actualidad.

• Los imanes de neodimio tienen una resistencia muy alta a la desmagnetización.

Esto los hace muy útiles diferentes aplicaciones industriales.

• Incluso imanes pequeños de neodimio tienen una energía muy alta. Esto hace que

sean fáciles de transportar de un lugar a otro.

• Son buenos a temperatura ambiente.

• Los imanes de neodimio, a diferencia de anteriores imanes de alta resistencia

como imanes de cobalto-samario, tienen un precio muy bajo y son de mayor

accesibilidad por ello pueden ser usados en prácticas por los educadores y en

proyectos de presupuesto limitado.

• Los imanes de neodimio son muy corrosivos y por lo tanto tienen que ser

manejados con cuidado.

• Los imanes de neodimio tienen una baja temperatura de trabajo para aplicaciones

de calor y pueden prenderse fuego a altas temperaturas. [5]

BIBLIOGRAFÍA

[1] Á. Gómez Borrego y J. Menéndez Díaz, «DIGITAL.CSIC,» 16 11 2008. [En línea]. Available:

http://hdl.handle.net/10261/8587. [Último acceso: 31 01 2016].

[2] M. Patallo, «Los imanes,» 05 06 2015. [En línea]. Available: http://los-imanes.com/imanes-

permanentes-los-imanes-de-tierras-raras/. [Último acceso: 31 01 2016].

[3] «Enlace Minería,» Cámara minera del Perú, [En línea]. Available:

http://enlacemineria.blogspot.com/2014/04/los-metales-de-tierras-raras-el-nuevo.html.

[Último acceso: 31 01 2016].

[4] «China magnets Manufactures,» [En línea]. Available:

http://www.neodimioimanes.com/imanes-de-neodimio/. [Último acceso: 31 01 2016].

[5] [En línea]. Available: http://www.whatareneodymiummagnets.com/. [Último acceso: 31

01 2016].