O que é um amortecedor magnetorheológico?
Um amortecedor magnetorheológico é um dispositivo de absorção de choque que opera colocando um campo magnético em uma mistura de óleo líquido e partículas de ferro. As partículas de ferro são atraídas para o campo magnético e alinhadas ao longo das linhas do campo magnético que passam pelo líquido. Isso cria um líquido espesso que resiste ao movimento e pode ajudar a reduzir vibrações e choques em uma variedade de aplicações. Esses fluidos às vezes são chamados de fluidos inteligentes, porque alteram as propriedades quando o campo magnético é adicionado ou variado.
Reologia é o estudo dos efeitos de líquidos e sólidos quando expostos a movimentos ou pressões. Em líquidos, as principais características que podem ser úteis para o controle de vibrações são a viscosidade e a tensão de cisalhamento. Viscosidade refere-se à espessura de um líquido e como ele pode resistir a movimentos ou fluxos. A tensão de cisalhamento é uma medida de como um líquido resiste a ser separado ou movido repentinamente, e também como os materiais colocados no líquido podem se mover se puxados rapidamente em qualquer direção.
Amortecedor é um termo para um dispositivo usado para reduzir a vibração, que é semelhante a um amortecedor usado em veículos para reduzir o movimento da suspensão devido a superfícies irregulares da estrada. Muitos amortecedores e amortecedores usam óleos de várias espessuras para reduzir o movimento e proteger o equipamento. Quando pequenas partículas de ferro são adicionadas aos óleos, os campos magnéticos podem afetar as partículas de ferro e alterar as propriedades do líquido.
Adicionar a mistura de óleo de ferro dentro de um amortecedor padrão e criar um campo magnético com corrente elétrica criará um amortecedor magneto-reológico. À medida que o campo magnético aumenta, as partículas de ferro resistem cada vez mais ao movimento e criam níveis mais altos de amortecimento de vibrações. Se um controlador elétrico for adicionado juntamente com o software para controlar o campo magnético, um amortecedor magnetorheológico variável pode ser usado para reduzir rapidamente a vibração e proteger estruturas ou veículos.
As partículas de ferro nos amortecedores são frequentemente revestidas com um polímero para evitar que grudem. Manter as partículas muito pequenas ajuda a mantê-las suspensas no óleo e evita que se depositem no fundo do amortecedor. Quando o campo magnético é criado, a mistura se torna mais um sólido do que um líquido e é muito resistente ao fluxo ou movimento. Se o óleo for empurrado com um pistão dentro de um cilindro, a alta viscosidade pode reduzir o movimento do óleo através de pequenos orifícios no pistão.
A tensão de cisalhamento pode ser utilizada alterando o pistão para uma série de placas submersas no óleo. As placas se movem para frente e para trás no líquido e, quando o campo magnético é ativado, a mistura de óleo de ferro se espessa rapidamente e se torna muito resistente ao cisalhamento. Se as placas estiverem conectadas a um eixo sólido que se estende do amortecedor, o eixo pode ser conectado a um veículo ou fundação do edifício e fornecer um sistema de amortecimento.
A proteção contra terremotos se tornou uma área de maior pesquisa no final do século 20, à medida que o desenvolvimento humano crescia em áreas onde o potencial de danos à construção era alto. Uma técnica era separar o edifício do chão com borracha ou outros materiais absorventes de choque, o que permitia algum movimento durante o terremoto. Sem alguma forma de amortecimento, no entanto, o movimento da construção pode ser extremo e podem ocorrer danos ou falhas completas. A adição de um sistema amortecedor magnetorheológico na base do edifício deu aos arquitetos uma maneira de reduzir o movimento do edifício com um sistema controlável.
Os veículos eram outra área de interesse para os sistemas de amortecimento magnético no século XX. O interesse no conforto dos passageiros e um aumento no nível de sistemas de segurança levaram os amortecedores a usar a tecnologia de amortecedor magnético-reológico para fornecer suspensão variável. O motorista poderia escolher um nível de conforto de condução usando um seletor, que informava ao controlador quanto campo magnético criar quando a vibração fosse detectada. Além disso, os sistemas de segurança podem detectar derrapagens ou uma possível situação de capotagem e alterar o comportamento da suspensão para neutralizá-la.
As armas militares eram outra área em que os amortecedores magnetorheológicos poderiam proporcionar um benefício. Quando montado em um canhão grande, o amortecedor podia sentir o disparo de um projétil e ativar para reduzir o recuo. Isso não apenas reduziu o desgaste da arma, mas em tanques ou canhões móveis, a redução de choque pode reduzir a fadiga dos soldados que disparam as armas.