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NUEVOS MATERIALES INTELIGENTES PARA
PRODUCTOS DE ALTA TECNOLOGÍA
Jesús Antonio Cuahuey Estrada
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Índice
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Resumen
Ingenieros e investigadores de once institutos especializados que conforman la
organización alemana Fraun...
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Introducción
Desde tiempo atrás la necesidad del hombre de adaptarse a los distintos
ambientes en la tierra ha pr...
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Piezocerámicas
Las vibraciones en el interior de un automóvil en movimiento son sólo un ejemplo
entre muchos. Los...
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Nuevos elastómeros
Igualmente ingenieros del Fraunhofer Institute for Structural Durability and
System Reliabilit...
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vibraciones no deseadas, amortiguándolas de una manera mucho más eficaz e
incluso obteniendo energía de las misma...
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Fraunhofer de Durabilidad Estructural y Fiabilidad de Sistemas LBF en
Darmstadt Alemania [2]
El Instituto de Cien...
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Conclusión
Como podemos darnos cuenta la tecnología cada vez va aumentando y
acelerando con el paso de los años, ...
Página 9
Referencias:
1Paciente P. Nuevos materiales inteligentes reducen las vibraciones y extraen
energía. 18 de Junio 2...
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materiales inteligentes para alta tecnología

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este es un documento que principalmente se trata de materiales que fueron creados por el instituto fraunhofer en Alemania

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materiales inteligentes para alta tecnología

  1. 1. NUEVOS MATERIALES INTELIGENTES PARA PRODUCTOS DE ALTA TECNOLOGÍA Jesús Antonio Cuahuey Estrada
  2. 2. Página 1 Índice Índice -----------------------------------------------1 Resumen ------------------------------------------2 Introducción -------------------------------------3 Contenido Piezocerámicas ---------------------------------4 Nuevos elastómeros --------------------------5 Fluidos Magnetoreológicos ----------------6 Conclusión ---------------------------------------8 Referencias --------------------------------------9
  3. 3. Página 2 Resumen Ingenieros e investigadores de once institutos especializados que conforman la organización alemana Fraunhofer-Gesellschaft han unido esfuerzos para desarrollar una nueva gama de materiales inteligentes, capaces de adaptar sus propias condiciones físicas a distintas situaciones con mayor velocidad. Los avances tendrían especial aplicación en la industria automotriz, la ingeniería mecánica y la industria electrónica. La fraunhofer Adaptronics Alliance presento soluciones prometedoras en un stand de la feria de HANNOVER MESSE en abril del 2011 Aplicaciones especiales tenemos materiales inteligentes como ya se ha mencionado antes se adaptan a las condiciones que sean expuestos tales son el caso de materiales piezocerámicos que reducirán el ruido y lo convertirán en energía eléctrica que podría utilizarse en otras cosas o también los fluidos magnetoreológicos que son fluidos que se solidifican mediante un campo magnético y vuelve a ser fluido si el campo se anula.
  4. 4. Página 3 Introducción Desde tiempo atrás la necesidad del hombre de adaptarse a los distintos ambientes en la tierra ha propiciado a que estos hayan ido cambiando sus características físicas, sucede lo mismo con la tecnología con el paso de los años las tecnologías han ido evolucionado y adaptándose a las distintas condiciones así como a diferentes sectores en donde se requieren. Los materiales inteligentes son una de muchas nuevas tecnologías pero como lo he mencionado estos son capaces de adaptarse. El zumbido de un coche que circula a lo largo de la carretera puede ser exasperante. A menudo, un conductor no puede entender a los pasajeros en el asiento trasero, por no mencionar el pianísimo en el estéreo del coche, sin embargo, hay maneras de conducir con esta vibración perturbadora del coche y esto es posible gracias a los "materiales inteligentes", que pueden adaptar su propia condición a situaciones cambiantes con mayor velocidad. Materiales inteligentes flexibles que operan de forma independiente y pueden adaptarse a las condiciones cambiantes con alta velocidad. Las posibilidades de aplicación son diversas y prometedoras, no sólo para los fabricantes de automóviles, sino también para la ingeniería mecánica y la industria electrónica.
  5. 5. Página 4 Piezocerámicas Las vibraciones en el interior de un automóvil en movimiento son sólo un ejemplo entre muchos. Los investigadores utilizan piezocerámicas, un material que transforma la energía eléctrica para el movimiento y por el contrario amortigua las vibraciones mediante la conversión a energía eléctrica. Ellos actualmente están usando un coche de lujo de pasajeros para probar los rodamientos piezocerámicos unidos al vehículo entre el chasis y un marco metálico colocado encima del chasis. Normalmente, los componentes de caucho se utilizan para este propósito, pero no son absorbentes de ideales de la vibroacústica molestos. Como resultado, las vibraciones son audibles en el coche en forma de ruido; los rodamientos piezoeléctricos, por otra parte, son dispositivos transductores electromecánicos de energía, siendo controlados electrónicamente para contrarrestar y neutralizar estas vibraciones molestas el resultado es un paseo tranquilo. [1-3]
  6. 6. Página 5 Nuevos elastómeros Igualmente ingenieros del Fraunhofer Institute for Structural Durability and System Reliability (LBF), en Alemania, han logrado avanzar en el desarrollo de materiales inteligentes que pueden disminuir las vibraciones y extraer energía del medio ambiente. Los nuevos elastómeros son capaces de amortiguar las vibraciones molestas en un coche, por ejemplo, o de suministrar energía en forma inalámbrica para sensores que deben trabajar en lugares inaccesibles. Las vibraciones pueden condicionar de forma negativa diferentes procesos o sistemas, y en esos casos la presencia de materiales que puedan eliminarlas o reducirlas son de gran utilidad, estos dispositivos pueden capturar energía de las vibraciones, la solución resulta aún mucho más efectiva, promete tener un fuerte impacto en el campo del diseño automotor o de los sensores utilizados en áreas de difícil acceso, entre otras aplicaciones. Un problema cotidiano, como andar en bicicleta en una calle cubierta con adoquines, nos pone frente a la necesidad de contar con materiales capaces de amortiguar y contrarrestar las molestas vibraciones y golpes. Algo similar sucede al conducir un automóvil en terrenos muy irregulares. Muchas motos, bicicletas o automóviles incluyen en sus asientos repletos de silicona estos elastómeros, materiales elásticos y maleables que pueden hacer frente a las vibraciones. Sin embargo, los ingenieros del LBF en Darmstadt, Alemania están decididos a ir un poco más allá, trabajando en una próxima generación de elastómeros. Según explica William Kaal, uno de los especialistas del LBF que participaron de la investigación, ya existen materiales que son adecuados para este propósito. Se los denomina elastómeros electroactivos, y son sustancias elásticas que cambian de forma cuando se exponen a un campo eléctrico. [2] Estos nuevos materiales inteligentes son capaces de responder activamente a las
  7. 7. Página 6 vibraciones no deseadas, amortiguándolas de una manera mucho más eficaz e incluso obteniendo energía de las mismas. Fluidos Magnetoreológicos Piezocerámicas no son los únicos materiales que pueden ser "inteligentes". Un material alternativo de interés para los investigadores del Instituto Fraunhofer son los "fluidos magnetoreológicos." [1] Un fluido magneto-geológico es una dispersión de macropartículas magnéticas en un líquido magnéticamente inerte, generalmente un aceite inorgánico newtoniano de baja viscosidad. Cuando se encuentra en un campo magnético externo, las partículas forman estructuras alargadas orientadas en la dirección del campo aplicado. Como consecuencia, algunas de sus propiedades físicas experimentan notables cambios, rápidos y cuasi-reversibles, controlados principalmente por la intensidad del campo aplicado y la concentración de las partículas. [4] Especialistas de distintas disciplinas trabajan juntos en la Alianza: los desarrolladores de materiales, mecánica estructural, especialistas en electrónica e ingenieros de sistemas se reúnen todos los hallazgos para crear un todo coherente. Con la actual recuperación económica, los expertos de la industria esperan para ver productos adicionales basados en materiales inteligentes en el mercado en los próximos dos años. "La tecnología está avanzando para trabajar en soluciones interesantes, desde la ingeniería mecánica para el mercado de bienes de consumo", señala el jefe de la Alianza Tobías Melz del Instituto
  8. 8. Página 7 Fraunhofer de Durabilidad Estructural y Fiabilidad de Sistemas LBF en Darmstadt Alemania [2] El Instituto de Ciencias Básicas e Ingeniería de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo-AAMF, e Instituto de Física de la Universidad Autónoma de Puebla nos muestran el fluido magneto-geológico bajo perturbaciones magnéticas mediante un experimento en donde utilizaron óxidos de hierro magnetita mineral, alcohol para humedecer y aceite tipo Dexron con viscosidad de 76 cP, estos se mezclaron para hacer el fluido magnetoreológico. El campo que se aplica al sistema fue producido por dos pares de bobinas de Helmholtz. Un par de bobinas, con diámetro medio de 18 cm, produce un campo magnético estático. El otro par de bobinas, con un diámetro medio de 14 cm, produce un campo senoidal de baja amplitud que consideraron como perturbación. Para poder realizar observaciones y mediciones utilizaron un microscopio Meiji EMZ-TR, al cual se adapta una cámara Digital Diagnostic Instruments para capturar fotos. En estas imágenes muestran las fotos tomadas con las cuales ellos realizaron un análisis además de otras pruebas para concluir con el experimento. [4]
  9. 9. Página 8 Conclusión Como podemos darnos cuenta la tecnología cada vez va aumentando y acelerando con el paso de los años, por ello la necesidad de nuevos materiales que se adapten a las nuevas tecnologías son necesarios para que estas trabajen y mejoren en algunos aspectos de nuestras vidas. Ya sea para disminuir el molesto ruido ocasionado por el coche al ir por la calle y así a provechar ese ruido para convertirlo en energía eléctrica que podría ser utilizada en otras partes del auto, así como también nuevos fluidos que funcionan de una forma increíble, que se vuelven rígidos así como regresan a su estado normal a nivel microscópico mediante campos magnéticos, estos fluidos se están implementando para tener un mejor frenado en un automóvil o en máquinas y así evitar algún accidente
  10. 10. Página 9 Referencias: 1Paciente P. Nuevos materiales inteligentes reducen las vibraciones y extraen energía. 18 de Junio 2012. Tendencias21 2Adaptronics Alliance Fraunhofer. Smart Materials for High-tech Products. Published: March 12, 2011. 3EUROPEAN Union. Noise & Vibration Worldwide. May2008, Vol. 39 Issue 5, p23-24. 2p. 4Revista Iberoamericana de Ingeniería Mecánica. abr2012, Vol. 16 Issue 1, p27- 36. 10p. 2 Color Photographs, 2 Charts, 6 Graphs.

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