Aplicaciones de los electroimanes al sector industrial
Los electroimanes fueron creados con el objetivo de probar, medir y recrear los campos electromagnéticos, por tratarse, el electromagnetismo, de una de las fuerzas fundamentales del universo, responsable de todo, desde los campos eléctricos y magnéticos, hasta la luz.
Los electroimanes son unos dispositivos que utilizan la corriente eléctrica para inducir un campo magnético. Y, desde su invención inicial como instrumento científico, los electroimanes se han convertido en una característica habitual de los dispositivos electrónicos y los procesos industriales.
Los electroimanes se distinguen de los imanes permanentes porque sólo muestran una atracción magnética hacia otros objetos metálicos cuando una corriente pasa a través de ellos. Esto presenta numerosas ventajas, ya que la potencia de su atracción magnética puede ser controlada, encendida y apagada a voluntad. Es por esta razón que se utilizan ampliamente en la investigación y la industria, dondequiera que se requieran interacciones magnéticas.
Tipos de electroimanes
Existen tres tipos básicos de electroimanes, están los resistentes, los superconductores y, finalmente, los híbridos.
Un imán resistivo produce un campo magnético con los alambres de cobre, esto, ejecuta la electricidad a través del cable y los electrones producen un campo magnético débil. En tal sentido, si se tuerce un alambre alrededor de un pedazo de metal como el hierro, ayuda a concentrar ese campo magnético alrededor de la plancha, por lo que cuanto más tuerce el alambre, más fuerte será el campo.
Los electroimanes superconductores operan reduciendo resistencia eléctrica: cuando una corriente atraviesa una placa de cobre, los átomos en el cobre interfieren con los electrones en la corriente. Por lo tanto, los imanes superconductores utilizan nitrógeno líquido o helio líquido para producir temperaturas muy frías. El frío mantiene los átomos de cobre fuera del camino, y estos electroimanes se mantienen funcionando, incluso, cuando se desconecta la alimentación.
Los electroimanes híbridos combinan los electroimanes resistivos con los superconductores. El diseño de los electroimanes híbridos varía, pero, por ejemplo, en la Universidad de Florida existe uno que pesa 35 toneladas, representa más de 20 pies de altura y contiene suficiente alambre de cobre para 80 hogares promedio. El agua desionizada, o sin una carga eléctrica, mantiene este imán híbrido corriendo a lo largo de más de 200 grados C por debajo del punto de congelación.
Usos de los electroimanes en la industria
Hoy en día existen innumerables aplicaciones para los electroimanes, que van desde maquinaria industrial a gran escala hasta componentes electrónicos a pequeña escala.
Debido a su capacidad para generar campos magnéticos muy potentes, baja resistencia y alta eficiencia, los electroimanes superconductores se encuentran a menudo en equipos científicos y médicos. Estos incluyen máquinas de resonancia magnética (RM) en hospitales e instrumentos científicos como los espectrómetros de resonancia magnética nuclear (NMR), espectrómetros de masas y también aceleradores de partículas.
Los electroimanes también se utilizan ampliamente cuando se trata de equipos musicales. Estos incluyen altavoces, audífonos, timbres eléctricos y equipos de grabación magnética y almacenamiento de datos, como grabadoras de cinta. La industria multimedia y de entretenimiento se basa en los electroimanes para crear dispositivos y componentes, como videograbadoras y discos duros.
Los actuadores eléctricos, que son motores responsables de convertir la energía eléctrica en un par mecánico, también dependen de los electroimanes. La inducción electromagnética es también el medio a través del cual funcionan los transformadores de potencia, que son responsables de aumentar o disminuir los voltajes de la corriente alterna a lo largo de las líneas eléctricas.
El calentamiento por inducción, que se utiliza para cocinar, fabricar y para tratamientos médicos, también se basa en electroimanes, que convierten la corriente eléctrica en energía térmica. Los electroimanes también se utilizan para aplicaciones industriales, como los elevadores magnéticos que utilizan la atracción magnética para levantar objetos pesados o separadores magnéticos que son responsables de clasificar los metales ferromagnéticos de la chatarra.
En resumen, los usos de los electroimanes son virtualmente ilimitados, impulsando todo, desde dispositivos de consumo y equipos pesados hasta el tránsito masivo.
