月: 2023年5月

¿Qué son los Componentes CEM de Contramedida?

Los componentes CEM son componentes electrónicos utilizados para contrarrestar el ruido en los equipos eléctricos que manejan señales.

CEM significa “electromagnetic compatibility”, donde “compatibility” se traduce por compatibilidad. A grandes rasgos, la CEM puede clasificarse en dos categorías: EMI (interferencia electromagnética), que regula el ruido electromagnético emitido por el propio equipo, y EMS (susceptibilidad electromagnética), que evita las lesiones operativas causadas por el ruido recibido por el propio equipo.

A escala internacional los detalles suelen definirse en normas como la IEC61000. Por otro lado, es difícil predecir el grado de generación de ruido y la resistencia al ruido externo en la fase de diseño de los circuitos eléctricos, etc., y la realidad es que el estado de la EMI y la EMS no puede conocerse hasta que el producto ha sido prototipado y puesto en funcionamiento.

En el proceso general de desarrollo, la información se obtiene mediante mediciones experimentales en la fase de evaluación en el flujo de diseño, creación de prototipos, evaluación y producción.

Usos de los Componentes CEM de Contramedida

Los componentes CEM se utilizan en aplicaciones en las que son eficaces contra la EMI, que está regulada para que el propio equipo no emita y afecte negativamente a los equipos periféricos, y la EMS, que está regulada para que el propio equipo no se vea afectado por ruidos procedentes del exterior y funcione incorrectamente.

Para la UE son productos con marcado CE, mientras que para el mercado nacional suelen ser electrodomésticos, equipos ofimáticos, piezas de automóvil y equipos médicos con la marca PSE encerrada ◇, regulada por la Ley de Seguridad de Aparatos y Materiales Eléctricos. La mayoría de los productos eléctricos con los que entramos en contacto a diario están cubiertos, y se utilizan como componentes de contramedida en caso de que no cumplan las normas establecidas por las pruebas de CEM durante su desarrollo.

Principio de los Componentes CEM de Contramedida

Los componentes CEM de contramedidas pueden clasificarse a grandes rasgos en tres categorías: contramedidas eléctricas en el circuito eléctrico, contramedidas electromagnéticas fuera del circuito eléctrico y contramedidas contra el ruido de los sistemas de sobretensión.

1. Componentes de Contramedidas en los Circuitos Eléctricos

Cuando se produce un gran cambio de potencial en poco tiempo en un circuito eléctrico, éste se emite en forma de ondas de radio al exterior del equipo, y este ruido radiado se trata como EMI. Por lo tanto, en el diseño de los circuitos eléctricos, es necesario evitar en la medida de lo posible la generación de dicho ruido radiado.

Por ejemplo, es eficaz instalar circuitos snubber en los circuitos de conmutación, filtros de alimentación en los circuitos de alimentación y LPF (filtros de paso bajo) en los circuitos de señal. Estos componentes de contramedida constan de resistencias, condensadores, bobinas, etc. y actúan sobre una banda de frecuencias específica combinando las constantes de tiempo y las características de frecuencia de los condensadores y las bobinas. Combinando esta banda de frecuencias con la banda de frecuencias del ruido, es posible actuar sobre el ruido.

2. Componentes de Contramedida Electromagnética Fuera del Circuito Eléctrico

Cuando se diseñan equipos eléctricos, hay muchos casos en los que se utilizan cables, por ejemplo, para cablear motores, para cablear lámparas o para conectar placas de circuitos con cables. En tales situaciones, si el circuito eléctrico no puede tomar contramedidas y el ruido llega al cable, éste actúa como una antena y el ruido puede irradiarse fácilmente.

Existen componentes magnéticos de contramedida, como los núcleos de ferrita, para contrarrestar ese ruido en la línea. Cuando los componentes magnéticos se fijan a una línea (por ejemplo, un cable eléctrico), generan características de inductancia en el propio cable y atenúan el ruido en la banda de frecuencia que es probable que se irradie en forma de ondas de radio.

3. Componentes de Contramedida del Ruido de Sobretensión

La resistencia a la electricidad estática se define en las normas EMS. La norma define que el producto no debe funcionar mal debido a la electricidad estática cuando lo toca una persona, etc. La norma difiere en voltaje según el grupo de productos. No obstante, la descarga estática máxima en el aire debe poder soportar tensiones de hasta 15 KV.

Dado que los circuitos electrónicos generales están diseñados para tensiones de varios V a varias decenas de V, es necesario tomar medidas contra la electricidad estática con elementos que limiten la tensión mediante varistores, diodos Zener, filtros de sobretensión, etc. para evitar que la aplicación directa de una tensión tan grande provoque el mal funcionamiento o la destrucción del circuito.

Otra Información sobre los Componentes CEM

1. Finalidad de los Componentes CEM

En la actualidad, existen leyes que prohíben la venta de productos sin la certificación PSE para las ventas nacionales y la certificación CE para las exportaciones a la UE, etc. Superar las pruebas de CEM especificadas en las normas IEC es una condición esencial para recibir la certificación PSE y CE.

Los Componentes CEM tienen por objeto permitir que los productos en desarrollo superen estas normas para que puedan venderse legalmente.

2. Diseñar Anticipándose a las Medidas CEM

Es muy difícil anticiparse a todas las medidas CEM durante la fase de diseño. En muchos casos, la CEM se evalúa en la fase de evaluación en una serie de procesos como el diseño, la creación de prototipos, la evaluación y la producción, y se decide una política de contramedidas en función de los resultados.

Por lo tanto, cuando se toman contramedidas por adelantado en el diseño, es posible aumentar el número de opciones de contramedidas seleccionando posibles fuentes de ruido basándose en experiencias anteriores y en la naturaleza del circuito, y diseñando la placa por adelantado para poder añadir filtros, etc. posteriormente.

3. Uso de Núcleos de Ferrita

La CEM (especialmente la IEM) es difícil de predecir y, en la fase de evaluación, el desarrollo aún está en curso y después de haber invertido el coste de la creación de prototipos, por lo que es muy probable que no se puedan realizar cambios importantes en el diseño.

En estos casos, los núcleos de ferrita tienen el potencial de ser muy eficaces. En algunos casos, el simple paso de las líneas de señal o de alimentación a través de un núcleo de ferrita puede tener un efecto importante, pero hay muchos tipos de núcleos de ferrita que se pueden adaptar, lo que tiene la ventaja de que se pueden tomar medidas sin grandes cambios en los equipos en fase de desarrollo.

¿Qué son los Diodos Limitadores de Corriente?

Un diodo limitador de corriente es un componente electrónico que permite que fluya una corriente constante cuando la tensión está dentro de un rango especificado. A veces se denomina “CRD” por las iniciales de su nombre en inglés “Current Regulative Diode” (diodo regulador de corriente). Muchos dispositivos electrónicos, como los LED, necesitan una corriente constante durante su funcionamiento. Los CRD se utilizan en este tipo de equipos electrónicos.

Los diodos limitadores de corriente se utilizan generalmente para corrientes relativamente pequeñas, como 1 mA a 15 mA, pero también hay diodos limitadores de corriente que pueden transportar grandes corrientes, como 500 mA. Sin embargo, hay que tener cuidado para evitar la generación de calor durante el funcionamiento y los consiguientes daños en los componentes.

Usos de los Diodos Limitadores de Corriente

Los diodos son componentes electrónicos básicos que se utilizan en diversos dispositivos electrónicos. Algunos dispositivos electrónicos requieren una corriente constante para seguir fluyendo durante el accionamiento. Los LED, por ejemplo, varían su luminancia en función de la cantidad de corriente que circula por ellos, por lo que la cantidad de corriente que circula por el circuito debe mantenerse constante para estabilizar la luminiscencia. Los diodos limitadores de corriente se utilizan en este tipo de componentes y dispositivos electrónicos accionados por corriente. Los diodos limitadores de corriente también se utilizan en circuitos de carga y descarga de baterías y disyuntores de fugas.

Principio de los Diodos Limitadores de Corriente

La característica de corriente de un diodo de corriente constante se muestra en el diagrama anterior: de 0 a una tensión determinada, la corriente de un diodo de corriente constante aumenta a medida que lo hace la tensión. Sin embargo, una vez que la tensión entra en una determinada región, el valor de la corriente se vuelve constante. El valor de la corriente en este punto se denomina “corriente de pinzamiento” y es uno de los valores que representan las características de los diodos limitadores de corriente.

La tensión a la que se da un valor de corriente del 80% de la corriente de pinzamiento se denomina “tensión de hombro”, y debe aplicarse una tensión superior a la tensión de hombro para mantener una corriente constante. Tenga en cuenta que, como se muestra en el diagrama anterior, incluso un diodo limitador de corriente no es de corriente constante cuando se aplica una tensión mayor, y la corriente vuelve a aumentar al aumentar la tensión.

Tenga en cuenta que si se aplica una tensión que excede el rango de corriente constante, el diodo se dañará, por lo que se debe tener cuidado cuando se utiliza realmente el diodo con respecto al tamaño de la tensión.

Tipos de Diodos Limitadores de Corriente

Los diodos limitadores de corriente pueden funcionar desde tensiones tan bajas como 1 V hasta tan altas como 100 V. Existe una gran variedad de diodos de baja corriente, incluidos aquellos con diferentes magnitudes de corriente de pinzamiento y aquellos con fluctuaciones reducidas del valor de corriente de pinzamiento. Por lo general, se dispone de valores de corriente constante de 1 mA a 15 mA. Por otra parte, también se comercializan diodos limitadores de corriente para corrientes elevadas, que pueden proporcionar corrientes constantes de 350 mA y 500 mA.

Tenga en cuenta que al utilizar diodos limitadores de corriente hay que tener cuidado para evitar la generación de calor durante el accionamiento. El calor se genera en función de la magnitud del producto de la tensión y la corriente, lo que en algunos casos puede causar daños en el diodos limitador de corriente. Además, cuando se conectan varios diodos limitadores de corriente con diferentes valores de corriente de desconexión, debe tenerse suficiente cuidado al utilizarlos, ya que pueden no funcionar como se espera o el equipo puede resultar dañado si el circuito no está configurado adecuadamente.

Tipos de Diodos

Existen muchos tipos de diodos. Esta sección ofrece una visión general de los diodos típicos distintos de los diodos limitadores de corriente.

• Diodos Rectificadores
  Normalmente, cada hogar tiene su propia fuente de alimentación de CA, que se utiliza para alimentar equipos eléctricos y electrónicos. Con la excepción de las lámparas incandescentes, los secadores de pelo y otros equipos que funcionan directamente con CA, éstos son los diodos utilizados para convertir la CA en CC. Los diodos rectificadores se utilizan a menudo a tensiones relativamente altas, por lo que la tensión directa VF es grande y algunos pueden manejar grandes corrientes, pero los de corrientes altas son correspondientemente grandes y requieren disipación de calor. Los diodos rectificadores suelen utilizarse en módulos para rectificación de onda completa y puente, y también están disponibles como módulos de onda completa y puente.
• Diodos de Conmutación
  Se trata de pequeños diodos que se utilizan principalmente en circuitos de conmutación y que están encerrados en vidrio y tienen aspecto de plomo. Como el objetivo es la conmutación, el tiempo de recuperación inversa trr es más corto que el de los diodos rectificadores.
• Diodos de Tensión Constante
  Los diodos se utilizan normalmente con una tensión directa aplicada, mientras que los diodos limitadores de corriente se utilizan con una tensión inversa aplicada. Cuando se aplica una tensión inversa a un diodo de tensión constante, la corriente empieza a fluir rápidamente a una tensión determinada. Esta tensión se estabiliza en la tensión Zener (tensión de ruptura) y se utiliza, por ejemplo, como tensión de referencia.
• Diodo emisor de luz (LED)
  Todo el mundo está familiarizado con el diodo emisor de luz; estará fresco en su memoria que en 2014 un japonés recibió el Premio Nobel de Física por la invención del diodo emisor de luz azul. Esto ha permitido combinar los tres colores primarios de la luz con los LED rojos y verdes existentes para obtener LED blancos y a todo color, y ha ampliado significativamente la gama de aplicaciones de los LED. Se trata de un avance reciente en el campo de los LED, pero los propios LED se utilizan en la práctica desde hace algún tiempo y se emplean habitualmente en diversos equipos como indicadores de alimentación eléctrica, de estado de funcionamiento, etc. Los indicadores para la alimentación ON y los LED en forma de barra para los niveles de señal no necesitan ser excesivamente brillantes, sino sólo visualmente reconocibles, por lo que una corriente de 10 mA es suficiente para el uso práctico. Este tipo de uso no era posible con bombillas pequeñas (bombillas de judía / bombillas de trigo).

Otros diodos son los diodos láser y los fotodiodos.

¿Qué son las Nanopartículas Lipídicas?

Las nanopartículas lipídicas (NPL) son partículas de tamaño nanométrico basadas en lípidos. En los productos farmacéuticos, los fármacos de ácido nucleico y los hidrosolubles pueden introducirse en la parte central hidrosoluble, mientras que los liposolubles pueden introducirse en la parte hidrofóbica.

Se utilizan en sistemas de administración de fármacos (DDS) para administrar fármacos a tejidos diana controlando el tamaño de las nanopartículas lipídicas y modificando la superficie de la partícula con anticuerpos. También se están desarrollando fármacos en forma de nanoburbujas de gas, en las que gases medicinales quedan atrapados dentro de nanopartículas lipídicas.

Usos de las Nanopartículas Lipídicas

Se han desarrollado formulaciones de nanopartículas lipídicas como método de administración de fármacos contra el cáncer. En los últimos años también se ha desarrollado un tipo de vacuna contra el COVID-19, un fármaco diseñado en forma de nanopartículas lipídicas que encapsulan el ARN en el que se basa la proteína del virus.

Ventajas y Principios de la Fabricación de Nanopartículas Lipídicas Mediante Tecnología de Microfluidos

La producción y reproducibilidad de liposomas monodispersos y nanopartículas lipídicas con una distribución estrecha del tamaño de partícula es de vital importancia para los productos farmacéuticos. Es necesario desarrollar procesos de fabricación escalables para el suministro y la liberación controlada de fármacos, ya que parámetros como el tamaño de partícula afectan a la velocidad de absorción y eflujo del fármaco.

Normalmente, el procesamiento por lotes dificulta el control del proceso de síntesis, lo que puede conducir a la aglomeración de partículas y a una amplia distribución del tamaño de las mismas. En cambio, los métodos de tecnología microfluídica han demostrado su potencial para lograr un mejor control que los métodos convencionales por lotes. El bajo número de Reynolds y la típica naturaleza dominada por la difusión de la microfluídica la convierten en uno de los métodos preferidos para la producción de nanopartículas lipídicas.

Un fluido soluble en agua se fusiona en un canal microfluídico con un fluido en el que se disuelven lípidos en etanol o metanol. Las partículas lipídicas se autoforman por la fusión de agua y etanol en el canal. El tamaño de las partículas puede controlarse variando la proporción de mezcla y la velocidad de flujo total de los fluidos soluble en agua y disuelto en lípidos.

¿Qué es la Microfluídica?

La microfluídica hace referencia a la creación de flujos de fluidos en canales microfluídicos de una anchura comprendida entre un micrómetro y un milímetro.

Debido a la escala de la microfluídica, la tensión superficial y la viscosidad son más dominantes en el microespacio que los efectos de la gravedad y las fuerzas de inercia de las leyes generales de la mecánica de fluidos.

Los canales microfluídicos se crean con tecnología de microfabricación de semiconductores y aprovechan las ventajas del microespacio para reducir el uso de reactivos y aumentar la eficacia de las reacciones. Se utilizan en diversas aplicaciones que incorporan tecnologías de ingeniería como la miniaturización de dispositivos y periféricos microfluídicos, la reducción de la energía de la temperatura de reacción, la electroquímica en el microespacio, la integración de sensores y la automatización.

Aplicaciones Microfluídicas.

Cuando las reacciones químicas se llevan a cabo mediante la mezcla de dos fluidos utilizando microfluidos, la gran superficie específica permite una mezcla más rápida en comparación con los métodos por lotes debido al mayor efecto de la difusión molecular.

Las aplicaciones incluyen la producción de gotas monodispersas mediante el bombeo de líquidos de fase inmiscible en canales microfluídicos para su uso en productos farmacéuticos y cosméticos, la encapsulación de células en gotas para su cultivo en tubos de ensayo o placas de Petri extremadamente pequeños, y el análisis de alto rendimiento en combinación con FACS y secuenciadores utilizando gotas encapsuladas con células. La microfluídica también se utiliza para análisis de alto rendimiento en combinación con FACS y secuenciadores.

Creación de Gotas Mediante Microfluídica

Se han desarrollado diversas formas de microfluidos para diferentes aplicaciones. Los materiales utilizados son PDMS, vidrio y plástico. Los microfluidos con forma de cruz se utilizan generalmente para la parte de creación de gotas. El fluido bombeado se utiliza en combinaciones inmiscibles de fases dispersa y continua.

La fase continua fluye desde los canales superior e inferior y llega a la zona de unión. La solución, que se produce en forma de gotas, se introduce desde la sección central del lado izquierdo. En la sección de unión, se generan microgotas a medida que la solución en el canal de la fase de gotitas se pellizca y se corta desde arriba y desde abajo debido a las fuerzas de cizallamiento.

El tamaño de las gotas puede controlarse mediante la relación de velocidad de flujo de los dos fluidos. Aumentar la velocidad de flujo  mejora el número de gotas producidas por segundo. Sin embargo, si la velocidad de flujo es demasiado rápida, las gotas no pueden formarse y se produce un flujo en chorro.

¿Qué es una Placa Universal?

Una placa universal es una placa sin un patrón de cableado fijo, a diferencia de una placa impresa, y también se conoce como placa universal, placa ojo de serpiente o placa discreta.

Las placas universales pueden montarse insertando componentes en los orificios de la placa. Algunas requieren soldadura, mientras que otras se denominan breadboards, que no requieren soldadura y pueden utilizarse repetidamente. Los componentes electrónicos pueden montarse en los orificios de la placa y el cableado puede realizarse fácilmente mediante soldadura.

Usos de las Placas Universales

Las placas universales pueden utilizarse para una gran variedad de aplicaciones, dependiendo de cómo se utilicen, ya que los componentes pueden instalarse y cablearse libremente. A diferencia de las placas de circuito impreso, que tienen cableado y ubicaciones predefinidas para los componentes electrónicos, las placas de circuito universales se suelen utilizar para trabajos electrónicos personales, ya que permiten un alto grado de libertad para instalar los componentes en las posiciones deseadas. También se incluyen en los kits de construcción electrónica disponibles en el mercado.

Si no se dispone de una placa de circuito impreso prefabricada, el usuario debe diseñar él mismo la placa de circuito impreso, en cuyo caso se puede utilizar la placa de circuito universal para diseñar libremente la placa de circuito impreso.

Principio de las Placas Universales de Circuito Impreso

Las placas universales pueden dividirse en dos categorías principales: las que requieren soldadura y las que no (breadboards). En las primeras, se fija una lámina de cobre a los orificios donde se montan los componentes en la placa, que se denominan tierras. Los componentes se fijan a estas tierras mediante soldadura y se conectan a las tierras de otros componentes mediante cables u otros medios.

Hay dos tipos de tierras: las que tienen lámina de cobre en una sola cara y las que tienen lámina de cobre en ambas caras. Algunas de las de doble cara tienen un proceso de agujero pasante, que permite una flexibilidad aún mayor en el diseño, ya que ambas caras son conductoras.

Este último tipo de protoboard tiene una estructura de dos capas, una con agujeros para insertar los componentes y otra con raíles metálicos para sujetar el cableado. Como el cableado depende de la disposición de los raíles metálicos, es menos flexible que las que requieren soldadura, pero puede montarse fácilmente con sólo insertar y quitar componentes. Además, al no requerir soldadura, la placa puede reutilizarse una y otra vez.

Más Información sobre Placas Universales

1. Métodos de Cableado

El método de cableado de una placa universal es básicamente libre.

2. Cómo instalar los Componentes

Por ejemplo, al realizar un circuito de alimentación simple utilizando un amplificador OP en una Placa Universales, coloque, en orden desde la izquierda: punto de entrada → condensador de acoplamiento de entrada → circuito de polarización de entrada → circuito amplificador inversor utilizando un amplificador OP → condensador de acoplamiento de salida → circuito de ajuste del nivel de salida → punto de salida.

Además, una fila horizontal en la parte superior de la placa se utiliza como línea de alimentación y una fila horizontal en la parte inferior como línea GND. Esta disposición visualmente clara facilita la localización del punto a comprobar cuando se depura o modifica el circuito.

3. Cómo conectar los Componentes

Los cables que conectan los circuitos pueden realizarse utilizando los cables de los componentes (patas de los componentes), cable estañado o cable recubierto resistente al calor. Para soldar, precaliente bien los cables y las tierras de los componentes para asegurarse de que la soldadura está suficientemente fundida. Si la soldadura no se extiende bien, utilice fundente.

Conecte los componentes entre sí utilizando cables y alambres estañados. Dado que los cables de los componentes y los alambres estañados son conductores, considere cuidadosamente la colocación de los componentes y la disposición del cableado para que no entren en contacto en puntos innecesarios. Si el cableado se cruza, utilice cables recubiertos resistentes al calor para evitar el contacto eléctrico. 

4. Manipulación de los Componentes

Cuando monte componentes con cables en placas universales, asegúrese de que hay espacio para al menos un orificio para que los cables del componente no se doblen más de lo necesario, y manipule los componentes con un gran número de terminales, como los circuitos integrados, con cuidado para que los terminales no se doblen. En el caso de componentes como transistores con un número de modelo u otra información en el envase, colóquelos en una orientación que permita identificar el nombre del componente. Si se ha cometido un error de cableado, utilice un removedor de soldadura para aspirar la soldadura, retire el componente y corríjalo.

5. Corte de Placas Universales

El tamaño de las placas universales viene determinado por el fabricante y no es el tamaño deseado por el usuario. Sin embargo, se pueden cortar fácilmente.

1. Decida el tamaño y marque la cara posterior (lado de la soldadura).
2. Colóquela sobre una alfombrilla de goma o una superficie similar con la cara posterior hacia arriba para que no se mueva.
3. Coloca una regla sobre la marca y utiliza un cúter para cortar hasta aproximadamente 1/3 del tablero.
4. Corta la parte recortada con unos alicates o herramientas similares y dobla el tablero.
5. Acaba con una lima o papel de lija hasta que no queden rebabas ni hileras de agujeros en la superficie cortada.

*La razón de cortar en la parte posterior de la placa es asegurarse de que el patrón de tierra se corta para evitar una continuidad accidental. Tenga en cuenta que no se recomienda cortar la placa una vez finalizada la soldadura, ya que podría dañar los circuitos y causar lesiones.

¿Qué es el Análisis de Células Individuales?

Antes se pensaba que las poblaciones celulares eran homogéneas, pero los recientes avances en la tecnología de análisis genómico han revelado que las células individuales pueden ser heterogéneas, incluso dentro de la misma población celular, cuando se separan y analizan.

El análisis genético convencional basado en poblaciones celulares se basa en el valor medio de la población celular y no tiene en cuenta los datos característicos de las células individuales. El análisis de células individuales permite captar sus características, dando lugar a aplicaciones en la investigación del cáncer, la inmunología y el descubrimiento de fármacos, como las respuestas celulares tras la administración de un fármaco.

Método para Separar Células

La separación de células individuales puede lograrse mediante la recogida manual de células, pero el rendimiento es bajo. Para el procesamiento de alto rendimiento, se ha utilizado la microfluídica para atrapar células en cámaras que contienen una sola célula. Sin embargo, el número de células que se pueden atrapar está limitado por el área de la placa utilizada para crear la trampa. El número máximo de células procesadas es de varios cientos. Para aumentar aún más el número de células procesadas en una sola celda, en los últimos años se han generalizado los sistemas de separación celular basados en gotitas.

La separación celular basada en gotas utiliza aceite fluorado como fase continua e hidrogel o tampón de lisis como fase dispersa, creando miles de gotas por segundo y encapsulando una única célula en su interior.

Cuando se encapsulan en hidrogel, se trata de un pretratamiento para el cultivo en 3D, la respuesta celular y FACS; cuando se encapsulan emparejando células con microesferas especiales de código de barras para capturar ARNm, se trata de un pretratamiento para el análisis de la expresión génica.

Principio Basado en Gotas para La Separación de Células

Las gotas se crean con una punta de unión bombeando suspensión celular, lisado celular y aceite fluorado como fase continua en un canal microfluídico. La suspensión celular y el lisado se mezclan justo antes de la encapsulación en la gotita para que las células se lisen.

¿Qué es un Sello Mecánico?

Los sellos mecánicos reducen las fugas de líquidos de los ejes giratorios. Concretamente, se utilizan en los ejes giratorios de maquinaria con mecanismos giratorios, como bombas y compresores, para evitar que líquidos como el agua y el aceite se filtren por el eje giratorio.

Usos de los Sellos Mecánicos

Los sellos mecánicos utilizan líquidos y se emplean ampliamente en maquinaria industrial como automóviles y plantas industriales con mecanismos giratorios, así como en instalaciones residenciales.

Como cada líquido tiene características diferentes, es importante seleccionar el material y el mecanismo adecuados utilizados en los sellos mecánicos en función del líquido. Con una selección adecuada, pueden evitarse las fugas de líquidos peligrosos y solucionarse los problemas medioambientales, mientras que una rotación eficaz puede contribuir al ahorro de energía y a mejorar la seguridad de los equipos.

Principio de los Sellos Mecánicos

La estructura básica de un Sellos Mecánicos consiste en un anillo giratorio que gira en la dirección del eje de rotación de la parte giratoria de la máquina y un anillo fijo que no gira. La “junta” en forma de anillo del anillo giratorio se presiona contra el “asiento flotante” del anillo fijo y se desliza, formando un espacio entre estas superficies deslizantes hasta el punto de que no se produce ninguna fuga de líquido, evitando así las fugas.

Debido a esta estructura y principio, algunos tipos de sellos mecánicos pueden evitar fugas de líquidos peligrosos a altas revoluciones y altas presiones.

Tipos de Sellos Mecánicos

Existen varios tipos de sellos mecánicos, cuyas características dependen de las características de estanqueidad del anillo giratorio, la posición de montaje y el método de instalación. Los tipos más comunes son los no equilibrados, equilibrados, rotativos, estacionarios, interiores y exteriores.

1. Tipos no Equilibrados y Equilibrados

En función de las características de estanqueidad del anillo giratorio, éste puede dividirse en tipos no equilibrados y equilibrados. La presión recibida por el líquido viene determinada por el área sensible a la presión (A₁) en el lado del líquido de la junta del anillo giratorio.

Si la relación entre el área sensible a la presión (A₁) y el área de deslizamiento (A₂) es A₁ > A₂, la presión del líquido afecta directamente a la presión de la superficie de deslizamiento. Por el contrario, si A₁ < A₂, la presión del líquido se reduce.

La relación entre A₁ y A₂, A₁/A₂, se denomina relación de equilibrio (B.V.), donde B.V.>1 se ve fuertemente afectada por la presión del líquido y B.V.≤1 es un tipo equilibrado.

2. Tipos Rotativo y Estacionario

El tipo giratorio es un mecanismo en el que la junta gira de forma sincronizada con el eje, mientras que el tipo estacionario es un mecanismo en el que la junta está fija y no gira. El tipo rotativo puede ser más pequeño que el tipo estacionario, pero la junta se deforma más fácilmente a altas velocidades, lo que puede provocar defectos.

3. Tipo Interior y Exterior

Un mecanismo en el que el líquido de fuga se desplaza desde el exterior hacia el interior se denomina de tipo interior, mientras que un mecanismo en el que el líquido se desplaza desde el interior hacia el exterior se denomina de tipo exterior. El tipo interior se caracteriza por una mejor estanqueidad, ya que el líquido se ve afectado por las fuerzas centrífugas.

El tipo exterior, por otro lado, tiene la ventaja de ser menos susceptible a la corrosión, ya que el líquido puede estructurarse de forma que haya menos zonas en contacto con los Sellos Mecánicos.

Más Información sobre los Sellos Mecánicos

1. Comparación entre Sellos Mecánicos y Empaquetaduras de Prensaestopas

Además de los cierres mecánicos, las empaquetaduras de prensaestopas también son útiles para evitar fugas de líquido de las piezas giratorias de las máquinas rotativas. En esta sección se describen las características, ventajas y desventajas de los sellos mecánicos y las empaquetaduras de prensaestopas.

Sellos Mecánicos

• Volumen de fuga: muy pequeño
• Construcción: compleja
• Coste: Inicial (en la instalación) = grande Funcionamiento = pequeño
• Vida útil: relativamente larga

Empaquetadura de Prensaestopas

• Fugas: se requieren algunas fugas para su uso
• Construcción: sencilla
• Coste: Inicial = pequeño Funcionamiento = grande (sustitución periódica necesaria, teniendo en cuenta el tiempo de reapriete)
• Vida útil: Relativamente corta

En función del fluido utilizado, se utilizan sellos mecánicos y empaquetaduras de prensaestopas, pero las empaquetaduras de prensaestopas se utilizan generalmente cuando no hay peligro de fugas, por ejemplo, de agua. Por el contrario, los sellos mecánicos se utilizan generalmente cuando no hay riesgo de fugas, por ejemplo con sustancias peligrosas.

Las empaquetaduras de prensaestopas suelen utilizarse en equipos en los que, además de fluidos, se utiliza polvo. Debe tenerse en cuenta el uso de sellos mecánicos en equipos en los que se mezclan sustancias extrañas en el fluido, como las aguas residuales, o en los que se utilizan líquidos viscosos, como el lodo líquido.

Si estos líquidos se mezclan o se adhieren a las superficies de deslizamiento, es más probable que éstas se rayen y presenten fugas. Además, si penetran y se adhieren a los muelles utilizados para presionar las juntas y los cierres mecánicos, la capacidad de seguimiento de los muelles puede verse afectada, lo que en algunos casos puede provocar fugas.

2. Vida Útil de los Sellos Mecánicos

La vida útil de los sellos mecánicos depende en gran medida de las especificaciones de la máquina. El fluido utilizado, las horas de funcionamiento de la máquina, el número de operaciones y la temperatura del fluido son los principales factores determinantes de la vida útil. Básicamente, la vida útil aproximada se determina de forma provisional basándose en instalaciones anteriores y se establece como una sustitución cíclica, lo que generalmente significa una sustitución cada dos años.

Dependiendo de la importancia del equipo, si no se ha establecido un ciclo de sustitución, el momento de sustituirlo es cuando aumenta la cantidad de fugas visuales. Los sellos mecánicos proporcionan un sellado sin contacto.

Por tanto, no requieren mantenimiento mientras no se desgasten los muelles que mantienen las superficies de deslizamiento uniformes y las empaquetaduras que impiden la entrada de fluidos. Sin embargo, los consumibles deben sustituirse periódicamente para evitar fugas, ya que se deterioran con el tiempo.

¿Qué son los Elevadores Simples?

Los ascensores simples son también conocidos como ascensores

Usos de los Elevadores Simples

Los ascensores simples se utilizan principalmente en fábricas, almacenes y centros de distribución. No cumplen las normas para el embarque de personas y sólo pueden transportar carga. Al considerar la instalación de ascensores para el embarque de personas o de acuerdo con determinadas normas, es importante recordar que se requiere una solicitud de permiso de construcción para su instalación.

Sin embargo, los ascensores simples pueden transportar cargas de todos los tamaños, y las cargas más pesadas pueden cargarse en carros o palés.

Un producto similar a un ascensor simple es un elevador de paquetes dedicado, que se denominaba montaplatos eléctrico y es similar en construcción a un ascensor. No están diseñados para alojar personas, sino que generalmente sólo sirven para transportar equipaje pequeño. Sin embargo, los productos que pueden accionarse en la cesta de la unidad de transporte se clasifican como ascensores, ya que se considera que están diseñados para la ocupación humana.

¿Qué son los Actuadores Suaves?

Un actuador es un mecanismo que convierte la energía de una fuente en movimiento físico. Así, las turbinas hidráulicas y eólicas pueden considerarse un tipo de actuador. En general, los mecanismos que imitan el movimiento de los músculos y las articulaciones que mueven los dedos humanos se denominan actuadores.

Los actuadores suaves, por su parte, se refieren a mecanismos en los que materiales ligeros y flexibles que responden a cambios ambientales o estímulos externos como la sal, los disolventes o el calor actúan de forma similar a los actuadores.

Los actuadores suaves se diferencian de los actuadores en que son ligeros y pueden responder con flexibilidad a cambios ambientales y estímulos externos.

Usos de los Actuadores Suaves

Los actuadores suaves se aplican en músculos artificiales por su ligereza y flexibilidad. Los músculos artificiales son productos que imitan los músculos humanos utilizando actuadores suaves. Se utilizan en robots y maquinaria pesada.

Además de músculos artificiales, los actuadores suaves también se utilizan en órganos artificiales como corazones y anos.

También se emplean en otros muchos sectores y campos, por ejemplo en la construcción y los cuidados de enfermería. En estos ejemplos, los trabajadores cargan mucho la espalda debido al movimiento diario de cuidadores y cargas pesadas.

Por este motivo, se utilizan prendas de soporte para la espalda basadas en actuadores suaves, músculos artificiales para ayudar al movimiento y trajes musculares.

Además, como los actuadores suaves son sensibles a estímulos externos, se está estudiando esta posibilidad de que puedan generar electricidad en respuesta a cambios de temperatura.

Uso de Actuadores Suaves en Robótica

Los actuadores suaves se adaptan a la forma, son flexibles, extensibles, ligeros y baratos. Otra ventaja es la disponibilidad de materiales estables en el aire y sin ruido de funcionamiento. También responden pasivamente en geometrías complejas y funcionan de forma estable con poco o ningún control. Además, los actuadores suaves son también un material respetuoso con el medio ambiente, ya que se deforman considerablemente incluso con poca potencia.

Estas características dan como resultado un comportamiento único si se comparan los actuadores suaves con los convencionales. Por eso se han utilizado actuadores suaves en los últimos años, sobre todo en el campo de la robótica, donde se están desarrollando activamente para funcionar en condiciones extremas y bajo el agua. Por ejemplo, la nueva generación de materiales de caucho puede expandirse y contraerse mediante corriente eléctrica. Los actuadores suaves que incorporan estos materiales pueden utilizarse en brazos robóticos. El gel de PVC también se utiliza como actuador suave en robots vestibles, como los trajes musculares.

Principios de los Actuadores Suaves

Los actuadores suaves pueden utilizarse de diversas formas, según los materiales empleados y su funcionamiento. Por ello, en esta sección se explican algunos extractos.

Los músculos artificiales con actuadores suaves suelen funcionar mediante reacciones quimiomecánicas. Una reacción quimiomecánica es un movimiento mecánico iniciado por un cambio de temperatura, un intercambio de disolventes, una adición química o un estímulo como la luz o un campo eléctrico.

Por ejemplo, en una forma activada por cambio de temperatura, se utiliza ácido polimetacrílico (PMAA), donde el PMAA forma complejos intermoleculares por enlace de hidrógeno con polietilenglicol en solución acuosa. Este método funciona sobre la base del equilibrio entre los polímeros, de modo que a medida que aumenta la concentración de polietilenglicol en la solución acuosa, éste se contrae a temperaturas más elevadas.

El gel con memoria de forma formado por este método se puede volver a moldear cualquier número de veces mediante tratamiento con etanol.

Clasificación de los Actuadores Suaves

La clasificación de los actuadores suaves puede dividirse en función de los materiales utilizados. A continuación se describen y explican algunos de ellos:

Actuadores de Gel de Polímero 　

　　　　　　
Los actuadores de gel de polímero son un tipo de actuador suave en el que se utiliza gel de polímero como material. El material comienza a deformarse cuando se aplica un voltaje. Estos actuadores han llamado la atención por su capacidad de respuesta, peso ligero, bajo coste de producción y alta eficiencia de conversión de energía.

Actuadores de Polímero Conductor 　

　　　　　　
Los actuadores de polímeros conductores son un tipo de actuador suave en el que se utilizan materiales poliméricos conductores como el polipirrol (PPy), el politiofeno y la polianilina (PANI). El actuador consiste en un material polimérico conductor y un contraelectrodo colocado en un electrolito que contiene iones. El material polimérico conductor se expande y contrae cuando se aplica tensión entre ellos.

Otros tipos de actuadores suaves son los de elastómero y los de nanotubos de carbono.