¿Qué es un Equipo de Calentamiento Por Inducción de Alta Frecuencia?
Un equipo de calentamiento por inducción de alta frecuencia es una herramienta que utiliza la inducción de alta frecuencia para generar calor.
En este proceso, una corriente alterna fluye a través de una bobina que contiene un objeto metálico, lo cual da lugar a la generación de un campo magnético. Las pérdidas por histéresis o pérdidas por inducción, consecuencia de la corriente que atraviesa la bobina, generan calor en el objeto. Al mismo tiempo, surgen corrientes parásitas, conocidas como corrientes de Foucault, en el campo magnético que ha sido alterado por la corriente alterna debido a la inducción electromagnética. Estas corrientes de Foucault originan la producción de calor Joule, dando lugar a lo que se denomina pérdidas por corrientes de Foucault.
Los equipos de calentamiento por inducción de alta frecuencia se basan en la combinación de estos dos principios de pérdida: las pérdidas por histéresis y las pérdidas por corrientes de Foucault. La cantidad de energía suministrada al objeto a calentar, por unidad de superficie y en un período específico, es considerable, lo que posibilita un calentamiento a una velocidad elevada.
Usos de los Equipos de Calentamiento Por Inducción de Alta Frecuencia
El calentamiento por inducción de alta frecuencia puede calentar conductores como los metales sin contacto, por lo que suele utilizarse para fundir, endurecer y soldar metales. Un ejemplo conocido son las placas de inducción. Otras aplicaciones son las resinas, la madera, los textiles, los alimentos y la medicina.
En el caso de las resinas termoplásticas, el calentamiento por inducción puede utilizarse para soldar resinas mientras se prensan en un molde. En el caso de la producción alimentaria, los equipos de calentamiento por inducción de alta frecuencia pueden incorporarse a las líneas de las fábricas cuando se procesan grandes cantidades de alimentos, lo que permite descongelarlos rápidamente.
En el campo médico, los métodos de calentamiento por inducción de alta frecuencia también se utilizan en el desarrollo de la termoterapia contra el cáncer y otros tratamientos.
Principio de los Equipos de Calentamiento Por Inducción de Alta Frecuencia
El calentamiento por inducción de alta frecuencia es un método de calentamiento de objetos mediante inducción electromagnética. Puede clasificarse como método de calentamiento directo o método de calentamiento indirecto, dependiendo de si el objeto a calentar se calienta haciendo pasar una corriente eléctrica directamente a través de él o a través de un recipiente conductor.
1. Métodos de Calentamiento Directo
Generalmente, según las leyes de la inducción electromagnética, cuando se hace pasar una corriente alterna a través de una bobina, se genera un flujo magnético que pasa por el centro de la bobina y rodea el exterior. Para evitar que este flujo magnético cambie, se generan corrientes parásitas en el metal.
Dependiendo de la magnitud de estas corrientes de Foucault y de la resistencia eléctrica del metal, se genera calor Joule en el metal. En el método de calentamiento directo, las corrientes parásitas se generan directamente en el metal de forma que el objeto a calentar puede calentarse directamente.
2. Método de Calentamiento Indirecto
En el método de calentamiento indirecto, no se pueden generar corrientes de Foucault en el objeto calentado cuando se calientan aislantes como la cerámica. Por lo tanto, el calentamiento indirecto puede lograrse colocando el objeto calentado en un recipiente conductor y calentando el recipiente.
Para aumentar la eficacia del calentamiento, se reduce la distancia entre la forma externa del objeto que se va a calentar y la bobina de calentamiento, con lo que aumenta la densidad de flujo transmitida. Además, el calentamiento se consigue controlando la frecuencia de la fuente de alimentación de CA entre decenas de Hz y cientos de kHz.
Más Información sobre los Equipos de Calentamiento Por Inducción de Alta Frecuencia
1. Ventajas de los Equipos de Calentamiento Por Inducción de Alta Frecuencia
Calentamiento uniforme
El calor se genera por calentamiento por resistencia contra las corrientes parásitas producidas por la inducción electromagnética, por lo que el objeto calentado se calienta uniformemente desde el interior.
Calentamiento rápido
Mediante el control del transmisor, se pueden aplicar ondas de alta frecuencia al objeto que se desea calentar de forma instantánea y, debido al autocalentamiento interno, es posible un calentamiento rápido. En comparación con los hornos de calentamiento que aplican calor externamente, éste es un método de producción de bajo coste con una excelente productividad y sin necesidad de calentamiento de reserva.
Calentamiento selectivo
Incluso con materiales compuestos como aleaciones de aluminio y acero revestido de acero, sólo puede calentarse selectivamente la parte del material compuesto con mayor resistividad eléctrica.
Alta eficiencia energética
En los hornos de calentamiento general, el calentamiento externo se lleva a cabo mediante combustión o elementos calefactores, lo que provoca una pérdida de energía debido al calentamiento excesivo no sólo del material calentado, sino también de los componentes del horno y de la atmósfera. Con los equipo de calentamiento por inducción de alta frecuencia, sólo se calienta por autocalentamiento el objeto a tratar térmicamente, por lo que no hay desperdicio y el tratamiento térmico puede llevarse a cabo con una alta eficiencia energética.
2. Desventajas de los Equipos de Calentamiento Por Inducción de Alta Frecuencia
Inversión de capital costosa
El calentamiento por inducción de alta frecuencia tiene la desventaja de que la inversión de capital inicial es cara, ya que la fuente de alimentación de alta frecuencia y el equipo de control son caros y se requiere equipo para evitar la fuga de radiación electromagnética a los alrededores.
Baja selectividad de forma
Si el campo eléctrico del objeto que se va a calentar no es uniforme, el calentamiento tampoco lo será y se producirán temperaturas desiguales, lo que puede provocar problemas como la fusión en el peor de los casos. Por lo tanto, el objeto a calentar debe tener una forma muy simétrica, como un cilindro, mientras que es difícil calentar uniformemente formas complejas como maderas cuadradas o engranajes.
Calentamiento individual y parcial
El calentamiento por inducción de alta frecuencia es un método para calentar la totalidad o sólo una parte de un objeto calentado mediante una bobina de forma arbitraria diseñada para calentar uniformemente el objeto a calentar. Por este motivo, se trata básicamente de un proceso de flujo de una sola pieza, lo que significa que no es posible el procesamiento simultáneo en masa de tipo discontinuo como el calentamiento externo. Dependiendo del producto y de las condiciones de producción, esto también puede tener la desventaja de reducir la productividad.