¿Qué son las Aleaciones Antivibratorias?
Las aleaciones antivibratorias son aleaciones utilizadas para amortiguar las vibraciones en máquinas y estructuras.
Las vibraciones pueden acortar la vida útil de la maquinaria y provocar ruidos y molestias. Las aleaciones antivibratorias son materiales desarrollados para resolver estos problemas. Las aleaciones antivibratorias amortiguan las vibraciones convirtiendo la energía mecánica en energía térmica. Esta propiedad se utiliza para aumentar la resistencia antisísmica de grandes estructuras, como edificios y puentes. También se utilizan en productos sensibles a las vibraciones, como equipos de precisión y equipos de audio.
Aplicaciones de las Aleaciones Antivibratorias
1. Construcción
A veces se incorporan a estructuras de acero u hormigón para absorber y amortiguar las vibraciones durante los terremotos. También se utilizan en el diseño de puentes de autopistas para mejorar la seguridad frente a grandes terremotos, tifones y otras catástrofes. Algunos ejemplos son edificios, puentes y autopistas.
2. Protección Antisísmica
Los dispositivos de control de vibraciones incorporados a los edificios absorben y amortiguan las sacudidas que se producen durante los terremotos, reduciendo así los daños al edificio. Se utilizan sobre todo en edificios altos.
3. Control de Vibraciones
A veces se utilizan en suspensiones de vehículos y dispositivos de amortiguación de vibraciones, y en aplicaciones de control de vibraciones alrededor de los cascos y motores de los barcos. Absorben las vibraciones causadas por la marcha a alta velocidad, mejoran el confort de marcha y protegen los equipos. Además de en vehículos, barcos y otros medios de transporte, también pueden utilizarse para controlar las vibraciones de grandes máquinas y equipos en fábricas y obras de construcción. Evitan las averías y el deterioro de las máquinas causados por las vibraciones, mejoran la productividad y prolongan la vida útil de los equipos.
4. Contramedidas de Vibraciones para Equipos Médicos
Pueden utilizarse para contrarrestar las vibraciones en equipos médicos de alta precisión, como equipos de diagnóstico por resonancia magnética y ultrasonidos. Reducen la vibración de las piezas mecánicas de precisión y los sensores del interior del equipo, mejorando la precisión de los resultados de diagnóstico y prolongando la vida útil del equipo.
5. Control de Vibraciones para Muebles y Electrodomésticos
A veces se utilizan para reducir las vibraciones en lavadoras domésticas, frigoríficos, purificadores de aire y otros electrodomésticos, y en muebles en las patas de mesas y escritorios, armazones de sofás, etc.
En los electrodomésticos, se utilizan para reducir el ruido causado por las vibraciones y evitar averías tras un uso prolongado.
Tipos de Aleaciones Antivibratorias
1. Aleaciones Antivibratorias Compuestas
Las aleaciones antivibratorias compuestas son una combinación de varios metales o aleaciones. Normalmente, este tipo de aleación incluye aceros de alta resistencia, aceros inoxidables, aleaciones de titanio, aleaciones de aluminio y aleaciones de cobre. Las propiedades de estos metales y aleaciones pueden combinarse para lograr un alto rendimiento de amortiguación de las vibraciones y una excelente durabilidad. Tienen propiedades diferentes en función de su composición y método de fabricación, pero en general se caracterizan por un alto rendimiento de amortiguación de vibraciones, durabilidad, resistencia al desgaste, resistencia al calor, resistencia a la corrosión y baja densidad.
2. Aleaciones Antivibratorias Ferromagnéticas
Las aleaciones antivibratorias de tipo ferromagnético son capaces de controlar las vibraciones utilizando campos magnéticos y, por lo tanto, se caracterizan por un alto rendimiento en la amortiguación de vibraciones. Las aleaciones de este tipo incluyen generalmente los aceros ferríticos y las permaleaciones. Pueden almacenar energía magnética y, en caso de vibración, pueden liberar energía magnética para amortiguar la vibración.
3. Aleaciones Antivibratorias de Transición
Las aleaciones antivibratorias de transición pueden controlar las vibraciones mediante transiciones de fase y, por lo tanto, se caracterizan por un alto rendimiento de amortiguación de las vibraciones en una amplia gama de temperaturas. Las aleaciones de este tipo suelen incluir aceros nitnílicos y martensíticos. Se utilizan para la amortiguación de vibraciones en entornos con grandes fluctuaciones de temperatura debido a su propiedad de cambiar significativamente el módulo elástico como resultado de cambios en la estructura cristalina en un intervalo de temperatura específico.
4. Aleaciones Antivibratorias de Doble Cristal
Las aleaciones antivibratorias de doble cristal se caracterizan por una estructura especial en el límite del grano, que les permite alcanzar un alto rendimiento en la amortiguación de vibraciones. Las aleaciones antivibratorias de doble cristal suelen ser aleaciones de cobre y aleaciones de aluminio. Tienen la propiedad de amortiguar las vibraciones mediante la absorción y disipación de la energía de vibración por medio de diminutas estructuras cristalinas denominadas “cristales gemelos” en los límites del grano.
Debido a su estructura cristalina especial, las aleaciones antivibratorias de cristales gemelos se caracterizan por su rendimiento estable en la amortiguación de vibraciones incluso en entornos de alta temperatura. También tienen una excelente resistencia a la corrosión, lo que las hace adecuadas para su uso en entornos marinos.
Principios de las Aleaciones Antivibratorias
Las aleaciones antivibratorias son materiales con mayor capacidad de absorción de vibraciones que los metales ordinarios. El mecanismo por el que las aleaciones antivibratorias absorben las vibraciones reside en la estructura microestructural del interior del material. El material suele estar compuesto por dos o más metales diferentes. Así, los distintos metales se apilan en capas microscópicas y se unen entre sí para formar una sola unidad.
Cuando las vibraciones se transmiten a la aleaciones antivibratorias, la fricción entre las diferentes capas metálicas absorbe las vibraciones, la energía se disipa internamente y la aleaciones antivibratorias puede absorber eficazmente las vibraciones. Además, los modos de vibración en el interior del material cambian en función de la frecuencia de vibración, de modo que la vibración puede absorberse eficazmente en una amplia gama de bandas de frecuencia.
Los modos de vibración son las formas de vibración que puede adoptar un objeto cuando vibra. En concreto, cuando un objeto vibra, la vibración contiene ondas de varias frecuencias, pero el modo de vibración difiere en función de cómo vibra cada componente de frecuencia dentro del objeto. Las aleaciones antivibratorias son materiales que absorben las vibraciones mediante una fina estructura de capas y disipan la energía internamente.
Propiedades de las Aleaciones Antivibratorias
1. Amortiguación de Vibraciones
Debido a su capacidad para absorber vibraciones, las aleaciones antivibratorias se utilizan para amortiguar las vibraciones causadas por terremotos en edificios y estructuras. Absorben las vibraciones a través de la fricción entre las diferentes capas de metal y los cambios estructurales dentro del material, por lo que pueden absorber eficazmente las vibraciones en una amplia gama de bandas de frecuencia. Por ejemplo, los dispositivos de control de vibraciones utilizados para la protección antisísmica en edificios están diseñados para las bandas de frecuencia de los terremotos.
2. Durabilidad
Las aleaciones antivibratorias se caracterizan por su gran durabilidad y capacidad para mantener su rendimiento durante un largo periodo de tiempo, debido al estrecho contacto entre las capas metálicas. Por ejemplo, se utilizan en vehículos ferroviarios en autopistas y trenes bala. Al estar compuestos de varios metales diferentes, tienen excelentes propiedades como material metálico.
Más Información sobre las Aleaciones Antivibratorias
1. Amplia Gama de Aplicaciones
Debido a su capacidad de absorción de vibraciones y a su durabilidad, las aleaciones antivibratorias se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, como el aislamiento de vibraciones y la amortiguación acústica. Por ejemplo, se utilizan para contrarrestar terremotos, controlar el balanceo en edificios altos, insonorizar estudios acústicos, contrarrestar las vibraciones en barcos y aviones y reducir las vibraciones de la maquinaria de precisión.
2. Materiales Antivibratorios Diferentes de las Aleaciones Antivibratorias
Además de las aleaciones antivibratorias, existen otros materiales antivibratorios, como el caucho, la espuma de uretano, el caucho de silicona, las resinas y la cerámica. Estos materiales son más ligeros que las aleaciones antivibratorias y sus prestaciones de amortiguación varían en función de la frecuencia de vibración.