Flujo

Estabilidad de suspensiones magnéticas concentradas
Guillermo Iglesias
Grupo de Física de Interfases y Sistemas Coloidales, Dpto. de Física Aplicada Universidad de Granada Resumen. Se conoce como fluidos magnéticos aquellos sistemas formados por partículas de carácter ferromagnético o ferrimagnético en un fluido portador. Cuando el tamaño de partícula es suficiente, a estos fluidos se lesllama magnetorreológicos y presentan la importante propiedad de variar sus propiedades de flujo (reológicas) de manera rápida y significativa al ser sometidos a un campo magnético moderado. Es decir, se puede hacer que el sistema cambie desde un fluido normal (newtoniano) de baja viscosidad hasta un fluido con elevado esfuerzo umbral (pseudoplástico o plástico) con una elevada viscosidad efectivacontrolado por el campo magnético aplicado. En este trabajo se describe nuestras contribuciones a la realización de técnicas experimentales destinadas a la preparación y formulación de fluidos magnetorreológicos evaluando los problemas de sedimentación y redispersión. Así también se investigan las características visco elásticas y sus propiedades reológicas. Se presenta además un método experimentalnovedoso y original para la evaluación de suspensiones magnéticas concentradas, el cual ha sido patentado recientemente.

Palabras claves: fluidos magnetorreológicos, suspensiones magnéticas concentradas, estabilidad, redispersión, perfil de concentración

DESCRIPCION
Se conoce como fluidos magnéticos aquellos sistemas formados por partículas de carácter ferromagnético o ferrimagnético enun fluido portador. Cuando el tamaño de partícula es suficiente, a estos fluidos se les llama magnetorreológicos y presentan la importante propiedad de variar sus propiedades de flujo (reológicas) de manera rápida y significativa al ser sometidos a un campo magnético moderado. Es decir, se puede hacer que el sistema cambie desde un fluido normal (newtoniano) de baja viscosidad hasta un fluido conelevado esfuerzo umbral (pseudoplástico o plástico) con una elevada viscosidad efectiva controlado por el campo magnético aplicado. Esta característica los hace importantes y necesarios en multitud de aplicaciones técnicas en las que se desea que un fluido (frecuentemente un aceite) varíe sus viscosidad o presente esfuerzo umbral de fluencia a nuestra voluntad. Ejemplos de tales aplicaciones son:amortiguación de vibraciones periódicas y no periódicas, frenado, embragues, protección antisísmica de estructuras, protección del operador o conductor de maquinaria productora de vibraciones, etc. En estos

campos de la ingeniería civil y mecánica, así como en la medicina ortopédica, empiezan a aparecer las primeras aplicaciones de estos fluidos con propiedades muy especiales. El diseño deun fluido magnetorreológico requiere la selección previa de: aceite base, naturaleza del material en suspensión, aditivos necesarios, con el objetivo último de conseguir que el fluido presente respuesta suficiente al campo magnético y, muy importante, que presente estabilidad frente a la agregación y sedimentación de las partículas. Este último aspecto es clave: ha de tenerse en cuenta que laspropiedades magnetorreológicas dependen de la concentración de partículas en el medio, y que una respuesta adecuada a las aplicaciones tecnológicas mencionadas supone elevadas concentraciones de partículas (entre el 20 y el 30 % en volumen), que favorecen las interacciones entre ellas y por tanto la formación de agregados voluminosos que sedimentan con facilidad, inutilizando el fluido. Ello seagrava por la elevada densidad de las partículas utilizadas (típicamente por encima de 5000 kg/m3) con estos objetivos. Por ello, en el proceso de diseño de los fluidos magnetorreológicos y en fluidos que contienen partículas metálicas, se suelen incorporar surfactantes, dispersantes y diversos aditivos para mejorar dicha estabilidad. Aun así, el problema de la sedimentación no puede resolverse...