Magnetoreología. Estado del arte




Introducción a la Magnetoreología:
Estado del Arte



Resumen


El presente cuaderno tiene por pretensión servir de base para iniciar el estudio de la magnetoreología.
En el Capítulo 1, Definiciones, se presentan a los fluidos magnéticos y su relación con distintas ciencias vinculadas con el estudio y desarrollo de materiales. Se agregan las distintas clasificaciones de losfluidos magnéticos y se hace una introducción al efecto magnetoreológico.
En el Capítulo 2, Descripción del fenómeno magnetoreológico, se define el efecto magnetoreológico y sus principales características, se detallan sucesos propios del fenómeno en cuestión, además de hacerse descripción de un fluido magnetoreológico a modo de ejemplo.
A continuación, se presentan las propiedades magnéticas de unfluido MR ideal y se hace uso de modelos de uso típico en esta área de la Mecánica de Fluidos para describir, magnéticamente hablando, aquél fluido. En esta sección se intenta introducir al lector en modelos matemáticos representativos de la MR.
La sección siguiente refiere a la viscosidad y a la capacidad de fluir del fluido MR, más la incidencia de las fuerzas magnéticas. Se presentandistintos modelos para la viscosidad de los fluidos MR.
El Capítulo 3, Aplicaciones, sirve de enunciación de algunas aplicaciones de los fluidos MR más las características que deben considerarse en el diseño de los mismos.
En el Capítulo 4, Áreas de aplicación, se presentan áreas de investigación actuales dentro de la magnetoreología y algunos de los instrumentos empleados en su investigación, con unabreve descripción.
El Capítulo 5, Magnetoreología frente a campos magnéticos unidireccionales, tiene por objeto la introducción a la magnetoreología frente a campos magnéticos unidireccionales. Como ejemplo de estudio de fluidos MR bajo este tipo de campos, se presenta un ejemplo y su análisis.
En el Capítulo 6, Magnetoreología frente a campos magnéticos rotantes, se detalla el fenómenomagnetoreológico frente a campos magnéticos rotantes. Se describen procesos propios de dos tipos de elementos magnéticos: nanotubos y nanopartículas. Para el caso de fluidos MR con nanopartículas, un caso típico, se presenta un modelo matemático usualmente empleado y las condiciones simplificativas que llevan al mismo, a modo de ejemplo. La ecuación de movimiento es presentada y el efecto térmicoestudiado.
CAPÍTULO I
Definiciones.


1.1 Las Ciencias y los fluidos magnéticos.

El estudio de nuevos materiales puede orientarse hacia dos ramas: los materiales inteligentes, cuya respuesta es proporcional al estímulo externo, y los nanomateriales, cuya estructura microscópica está diseñada específicamente. Los fluidos magnéticos presentan ambas cualidades, dado que los mismos son diseñados y surespuesta es proporcional a la excitación externa y de la manera deseada.
Se denominan fluidos magnéticos a aquellos fluidos compuestos por partículas ferro o ferrimagnéticas, de tamaño nano o micrométricas, dispersas en un líquido portador, que poseen propiedades viscoelásticas controlables mediante campos magnéticos externos.



Figura 1: efecto magnetoreológico sobre un fluido magnéticoafectado por un campo externo. Las partículas magnéticas se constituyen de magnetita cubiertas de un surfactante e inmersas en kerosén.

A continuación se mencionarán las principales ciencias que estudian los fluidos magnéticos, y su participación en el desarrollo de nuevos materiales.


Figura 2: elementos de un fluido magnético: fase continua, partículas polarizables (fluidoselectroreológicos) o magnetizables (fluidos magnetoreológicos). El surfactante es un elemento que puede estar presente, para evitar o disminuir la sedimentación y/o agregación.


Se denomina Ciencia de Materiales a la que incluye aquellas partes de la Física, Química, Geología y Biología que versan sobre las propiedades físicas, químicas o biológicas de los materiales. En esta ciencia se busca determinar...