¿Cómo se pueden utilizar materiales y dispositivos inteligentes para controlar las vibraciones?

1 Materiales piezoeléctricos

Los materiales piezoeléctricos son materiales que pueden generar voltaje eléctrico cuando están sometidos a estrés mecánico, o viceversa. Se pueden utilizar como sensores, actuadores o recolectores de energía en sistemas de control de vibraciones. Por ejemplo, los sensores piezoeléctricos pueden medir la frecuencia de vibración y la amplitud de una estructura, y enviar señales a un controlador que activa actuadores piezoeléctricos para aplicar fuerzas contrarias. Los recolectores de energía piezoeléctricos pueden convertir la energía de vibración en energía eléctrica que puede usarse para alimentar los sensores y actuadores, o almacenarse para su uso posterior.

3 Materiales magnetostrictivos

Los materiales magnetostrictivos son materiales que pueden cambiar su forma o tamaño cuando se exponen a un campo magnético, o viceversa. Se pueden utilizar como sensores, actuadores o recolectores de energía en sistemas de control de vibraciones. Por ejemplo, los sensores magnetostrictivos pueden medir la tensión de vibración de una estructura y enviar señales a un controlador que activa actuadores magnetostrictivos para aplicar fuerzas contrarias. Los recolectores de energía magnetostrictivos pueden convertir la tensión de vibración en flujo magnético que se puede usar para alimentar los sensores y actuadores, o almacenarse para su uso posterior.

4 Fluidos electrorreológicos y magnetorreológicos

Los fluidos electrorreológicos y magnetorreológicos son fluidos que pueden cambiar su viscosidad cuando se someten a un campo eléctrico o magnético, respectivamente. Se pueden utilizar como amortiguadores o aisladores en sistemas de control de vibraciones. Por ejemplo, los amortiguadores electrorreológicos y magnetorreológicos pueden variar su coeficiente de amortiguación cambiando la viscosidad del fluido según el campo aplicado. Los aisladores electrorreológicos y magnetorreológicos pueden aislar la estructura de las fuentes de vibración externas cambiando la rigidez del fluido de acuerdo con el campo aplicado.

5 Compuestos inteligentes

Los compuestos inteligentes son compuestos que combinan uno o más materiales inteligentes con materiales convencionales, como metales, polímeros o cerámica. Pueden mejorar el rendimiento y la funcionalidad de la estructura mediante la integración de capacidades de detección, actuación, amortiguación, aislamiento, ajuste o recolección de energía. Por ejemplo, los compuestos inteligentes se pueden hacer incrustando materiales piezoeléctricos, de aleación con memoria de forma, magnetostrictivos o electrorreológicos y magnetorreológicos en la matriz o las fibras del compuesto. Los compuestos inteligentes se pueden diseñar para lograr un control óptimo de la vibración para diferentes aplicaciones y condiciones.