Que son los Imanes?

Que son los Imanes?

Tipos de imanes

Hay cinco categorías de imanes permanentes, Neodimio hierro boro (NdFeB), Samario cobalto (SmCo), Alnico, Cerámica o Ferrita y Plásticos o Plastoferrita.

Neodimio

Los imanes de Neodimio o también conocidos como NdFeB, NIB o Neo porque están compuestos principalmente de neodimio (Nd), hierro (Fe) y boro (B), son un miembro de la familia de imanes de tierras raras y son los imanes permanentes más poderosos del mundo, con una energía extremadamente alta, hasta 50 MGOe. También se les conoce como imanes NdFeB, o NIB. Fabricados por sistema sinterizado que es un proceso de prensado a muy alta presión

Características técnicas

• Magnetización: Anisótropo: Indica si el imán tiene con una dirección preferente de magnetización, Anisótropo (con dirección preferente de magnetización) o Isótropo (sin dirección preferente de magnetización)
• Densidad: 7,2 – 7,8 g/cm³
• Resistencia eléctrica R: 1,2 – 1,8 μΩ m
• Dureza: 570 HV, (Dureza Vickers: método para medir la dureza de un material, >HV500 es un material muy duro)
• Temperatura de trabajo:  hasta 220 °C

Samario

Los de Samario (SmCo_5: ) 1 átomo de samario y 5 de cobalto, entran en la familia de los de tierras raras, están compuesto de una aleación de Samario y Cobalto y su MGOe son algo inferior a los de Neodimio alrededor de 32 MGOe. Están fabricados por sistema sinterizado que es un proceso de prensado a muy alta presión. Soportan mejor las altas temperaturas que otras combinaciones.

Los imanes de Ferrita compuesto de ferrita de estroncio, están fabricados mediante compresión de óxido de hierro y polvo de óxido de estroncio y de sinterización a elevadas temperaturas. Tienen una amplia gama de aplicaciones. Tiene una excelente resistencia a la desmagnetización y opera a temperaturas de -40C hasta +350 C, se utilizan básicamente en Motores. No se corroe ni siquiera en el agua salada excepto en ambientes de ácido concentrado. También tiene una alta resistencia eléctrica por lo que se usa en altavoces. Están fabricados por sistema sinterizado que es un proceso de prensado a muy alta presión que permiten crear cualquier figura.
Desventaja es que son muy quebradizos y menor poder de sujeción.

• Magnetización: Anisótropo: Indica si el imán tiene con una dirección preferente de magnetización, Anisótropo (con dirección preferente de magnetización) o Isótropo (sin dirección preferente de magnetización)
• Densidad: 5,3 g/cm³
• Resistencia eléctrica R: 10⁶ Ω m
• Dureza: 480~580 HV (Dureza Vickers: método para medir la dureza de un material, >HV500 es un material muy duro)
• Temperatura de trabajo: hasta 250 °C

Los imanes plásticos es un imán permanente flexible realizado con una mezcla de polvo de ferrita y una goma nitrílica, aglutinantes termo plásticos con materiales magnéticos (Ferrita, NdFeB y SmCo). Se fabrican por inyección, prensado o extrusionado pero con características magnéticas inferiores a los imanes cerámicos. En algunos casos se conocen como imanes de epoxi. Su uso más habitual son en cintas o etiquetas, carteles como las que se pegan en neveras.

Los Alnicos están compuestos por una aleación de aluminio, níquel y cobalto, ofrecen una alta resistencia a temperaturas de hasta 420ºC y según calidades hasta 520ºC.

Los imanes típicos son los de forma de herradura o cilíndricos y los usos habituales son: sistemas de alarma por apertura de puertas/ventanas, cierres de cajones, neveras, sensor de guitarras eléctricas.

• Magnetización: Anisótropo: Indica si el imán tiene con una dirección preferente de magnetización, Anisótropo (con dirección preferente de magnetización) o Isótropo (sin dirección preferente de magnetización)
• Densidad: 7,3 g/cm³
• Producto energético máx.: 4,65 MGOe (Megagauss-Oersted, Un Gauss (G) es la unidad de campo magnético del Sistema Cegesimal de Unidades (CGS), Oersted es la unidad de la intensidad de campo magnético en el sistema cegesimal
• Campo coercitivo Bhc: 48 kA/m (densidad de flujo)
• Temperatura de trabajo:  hasta 500 °C
• Composición estándar: Aluminio (Al) :8,6%; Níquel (Ni): 14,5%; Cobalto (Co): 24,5%; Cobre (Cu): 3,5%; Hierro (Fe): 48,9%

¿Son realmente permanentes los «imanes permanentes»?

Si, los «imanes permanentes» conservan sus características magnéticas por tiempo ilimitado, sin necesidad de estar conectados a ningún tipo de fuente de energía. Unicamente estas características se pueden alterar aplicando temperaturas fuera del rango de trabajo de cada tipo de imán en concreto o mediante un aparato desimantador.

¿Los imanes se encuentra de forma natural en la tierra?

No, todos los imanes industriales están compuestos por aleaciones de materiales diferentes. Alnico (Aluminio, Níquel y Cobalto), Ferrita (Oxido de Hierro, Oxido de Bario u Oxido de Estroncio), Neodimio (Neodimio, Hierro y Boro)

Un gauss (G) es la unidad de campo magnético del Sistema Cegesimal de Unidades (CGS), nombrada en honor del físico alemán Carl Friedrich Gauss. Un gauss se define como un maxwell por centímetro cuadrado: 1 gauss = 1 maxwell / cm²

En unidades básicas cegesimales es cm^−1/2 g^1/2 s⁻¹.

La unidad del Sistema Internacional de Unidades (SI) para el campo magnético es el Tesla.

Un gauss equivale a 10⁻⁴ tesla: 1 T=10.000 G, 1uT=10 mG, 1 G=1.000 mG.

Si necesita calcular la fuerza de sujeción en Newton, multiplique el valor indicado en kg por 9,81 (Una masa de 1 kg corresponde a un peso de 9,81 Newton)

La indicación de los Kg de sujeción depende de el grado Nx «N35-N42-N45», la forma y el tamaño del imán, la posición del imán, el revestimiento y el tamaño de la cosa a sujetar si es en vertical o en pared, el revestimiento del imán, la temperatura ambiente, la humedad y el material de las dos superficies a unir.

Características

• Alta inducción y fuerza coercitiva.
• Muy quebradizo y difíciles de  mecanizar
• Escasa resistencia a temperaturas elevadas.
• A causa de sus altos valores magnéticos, pueden ser de muy reducidas dimensiones, lo cuál les da utilidad en aplicaciones imposibles para otros materiales magnéticos.
• Buen precio con relación a sus prestaciones.
• La temperatura máxima de su utilización es de unos 80ºC para la aleación estándar y hasta los 200ºC para la calidad EH.
• Están protegidos exteriormente con un baño de níquel o dorado ya que podrían oxidarse.

¿Cuál es la fuerza de sujeción de un imán?

La indicación de los Kg de sujeción depende de el grado Nx «N35-N42-N45», la forma y el tamaño del imán, la posición del imán, el revestimiento y el tamaño de la cosa a sujetar si es en vertical o en pared, el revestimiento del imán, la temperatura ambiente, la humedad y el material de las dos superficies a unir.

Como punto de partida indicamos en la descripción de algunos imanes su
fuerza de sujeción aproximada en gramos o kilogramos. Tenga en cuenta,
que se trata de valores máximos teóricamente alcanzables bajo
condiciones óptimas. La fuerza efectiva depende de los siguientes
factores:

• Distancia entre el imán y el cuerpo de sujeción:
  En caso de no existir un contacto directo, la fuerza de sujeción disminuye al aumentar la distancia. Un pequeño espacio de alrededor de medio milímetro puede en disminuir la fuerza de sujeción a la mitad. Una fina capa de pintura en el cuerpo de sujeción contribuye a una reducción de la fuerza.
• Material del cuerpo de sujeción:
  La fuerza de sujeción teórica es válida cuando el cuerpo de sujeción está compuesto solamente de hierro blando. En acero de construcción ST37 se deberá reducir el valor en 5%; en el caso de ST70 la reducción será del 30%.
• Superficie del cuerpo de sujeción:
  Cuanto más lisa sea la superficie del cuerpo de sujeción mayor será la fuerza de sujeción. En superficies ásperas deberá contar con una reducción de la fuerza de sujeción.
• Dirección de la fuerza:
  El valor teórico de la fuerza de sujeción es válido, cuando la fuerza ejercida es perpendicular a la superficie de contacto, o sea, cuando el cuerpo de sujeción es atraído perpendicularmente bajo el imán.
• Ancho del cuerpo de sujeción:
  El cuerpo de sujeción no debe ser demasiado delgado, dado que éste alcanzaría un punto de saturación magnética y una parte del campo magnético sería desperdiciado.

Formas de los Imanes

https://youtu.be/TmusqdqKoWk

https://youtu.be/sAIG0-lNSEs

https://youtu.be/epLOEaoPMFU

Indicaciones para un manejo seguro

Ingestión
Los niños pueden tragarse los imanes pequeños.
En caso de haber tragado varios imanes, éstos se pueden fijar en el intestino y causar complicaciones mortales.
¡Los imanes no son juguetes! mantenerlos fuera del alcance de los niños.

Conductividad eléctrica
Los imanes están hechos de metal y son conductores de corriente eléctrica.
Si los niños intentan meter un imán en un enchufe, podrían electrocutarse.

Contusiones
Los imanes grandes tienen una fuerza de atracción muy grande.

En caso de uso imprudente, podría pillarse los dedos o la piel entre dos imanes. Esto puede provocar contusiones y hematomas en las áreas afectadas. Los imanes muy grandes pueden causar fracturas óseas debido a su fuerza. A la hora de manipular imanes grandes, póngase unos guantes protectores gruesos.

Marcapasos
Los imanes pueden alterar el funcionamiento de marcapasos y de desfibriladores implantados. Un marcapasos podría pasar al modo de prueba, lo que provocaría una indisposición.
Un desfibrilador podría incluso dejar de funcionar.

Si lleva alguno de estos dispositivos, manténgase a una distancia prudente de los imanes. Advierta siempre a las personas que lleven en este tipo de dispositivos de su proximidad a los imanes.

Objetos pesados
Las cargas excesivas o bruscas, los signos de desgaste y los defectos en el material pueden provocar que un imán o un gancho magnético se suelten de su base de fijación.
Si un objeto se cae, puede provocar lesiones graves.

La fuerza de sujeción indicada se alcanza únicamente en condiciones ideales. Actúe siempre garantizando un alto grado de seguridad.
No utilice los imanes en lugares en que puedan causar daños a otras personas en caso de defectos en el material.

Fragmentos metálicos
Los imanes de neodimio son frágiles. Si dos imanes chocan, pueden saltar fragmentos.
Los fragmentos afilados pueden salir despedidos a varios metros de distancia y causar lesiones oculares.

Evite que los imanes choquen entre sí.
Si va a manipular imanes grandes, póngase unas gafas protectoras.
Asegúrese de que las personas a su alrededor estén protegidas de igual modo o se mantengan a una distancia prudente.

Campo magnético
Los imanes generan un campo magnético fuerte y de gran alcance, por lo que algunos dispositivos podrían estropearse, como por ejemplo: televisores, ordenadores portátiles, discos duros, tarjetas de crédito, soportes de datos, relojes mecánicos, audífonos y altavoces.

Mantenga los imanes alejados de todos aquellos objetos y dispositivos que puedan estropearse debido a campos magnéticos fuertes.
Tenga en cuenta nuestra tabla de distancias recomendadas.

Inflamabilidad
Si los imanes se mecanizan, el polvo de perforación se puede inflamar fácilmente.
Evite este tipo de mecanizado de los imanes o utilice una herramienta adecuada y agua refrigerante en abundancia.

Alergia al níquel
El revestimiento de muchos de nuestros imanes contiene níquel.

Algunas personas tienen reacciones alérgicas al entrar en contacto con el níquel.
La alergia al níquel se puede desarrollar debido a un contacto prolongado con objetos niquelados.

Evite que los imanes revestidos de níquel entren en contacto prolongado con la piel.
No haga uso de imanes si ya tiene alergia al níquel.

Transporte aéreo
Los campos magnéticos de los imanes embalados de manera inadecuada pueden alterar el funcionamiento de los dispositivos de navegación de los aviones.
En el peor de los casos, se podría producir un accidente.

En caso de transporte aéreo, envíe los imanes única y exclusivamente en embalajes con suficiente protección magnética.
Tenga en cuenta las normas correspondientes.

Envíos postales
Los campos magnéticos de los imanes embalados de manera inadecuada pueden provocar daños en los dispositivos de clasificación postal, así como en las mercancías frágiles de otros embalajes.

Utilice una caja con suficiente espacio y coloque los imanes en el centro del embalaje con material de relleno.
Coloque los imanes en el embalaje de manera que los campos magnéticos se neutralicen entre sí.
Utilice placas de acero para proteger del campo magnético, en caso necesario.
Para el transporte aéreo, se aplican normas más estrictas: tenga en cuenta las advertencias para el «transporte aéreo».

Efecto sobre las personas
Según los conocimientos actuales, los campos magnéticos de imanes permanentes no tienen ningún efecto positivo o negativo apreciable sobre las personas. Es muy improbable que el campo magnético de un imán permanente pueda suponer un riesgo para la salud, pero no se puede excluir del todo.

Por su seguridad, evite el contacto continuo con imanes.
Mantenga los imanes grandes al menos a un metro de distancia de su cuerpo.

Fragmentación del revestimiento
La mayor parte de nuestros imanes de neodimio dispone de un revestimiento fino de níquel-cobre-níquel para protegerlos de la corrosión. Este revestimiento puede fragmentarse o resquebrajarse al ser golpeado o expuesto a grandes presiones. Esto provoca que los imanes se hagan más sensibles ante condiciones ambientales como la humedad, pudiendo llegar a oxidarse.

Separe los imanes grandes, especialmente las esferas, con ayuda de un trozo de cartón.
Evite que los imanes choquen entre sí, así como las cargas mecánicas continuadas (p. ej. impactos).

Oxidación, corrosión, herrumbre
Los imanes de neodimio no tratados se oxidan muy rápidamente y se deshacen.
La mayor parte de nuestros imanes dispone de un revestimiento fino de níquel-cobre-níquel para protegerlos de la corrosión. Este revestimiento también ofrece cierta protección frente a la corrosión, pero no resulta lo suficientemente resistente en caso de un uso continuado en espacios exteriores.

Utilice los imanes en espacios interiores secos o proteger de las condiciones ambientales.
Evite dañar el revestimiento.

Resistencia a la temperatura
Los imanes de neodimio tienen una temperatura de uso máxima limitada de entre 80 y 200 °C.
La mayor parte de los imanes de neodimio pierde parte de su fuerza de sujeción de manera permanente a partir de los 80 °C.

No utilice los imanes en aquellos lugares donde vayan a estar expuestos a temperaturas altas.
Si utiliza pegamento, evite endurecerlo con aire caliente.

Mecanizado
Los imanes de neodimio son frágiles, termo sensibles y se oxidan fácilmente.

Los imanes se pueden fragmentar si se utiliza una herramienta inadecuada a la hora de perforarlos, limarlos o serrarlos.
Los imanes se pueden des magnetizar como consecuencia del calor producido.
Si el revestimiento está dañado, el imán se oxida y se deshace, recuerde que es un polvo prensado.

Evite el procesamiento mecánico de los imanes si no dispone de la experiencia y máquinas necesarias.