martes, 29 de septiembre de 2015

Nueva generación de energía mediante Galfenol, aleación de hierro-galio



Una aleación hecha hace casi dos décadas por primera vez por la Marina podría proporcionar una nueva forma eficiente para producir electricidad. El material, llamado Galfenol, consta de hierro mezclado con metal de galio. En los nuevos experimentos, los investigadores de la UCLA, la Universidad del Norte de Texas (UNT) y los Laboratorios de Investigación de la Fuerza Aérea han demostrado que Galfenol puede generar hasta 80 megavatios de potencia instantánea por metro cuadrado bajo fuertes impactos. El equipo describe los hallazgos, lo que podría conducir al desarrollo de detectores de impacto inalámbricos y otras aplicaciones, en un artículo en el Journal of Applied Physics. El Galfenol es un material magnetoelástico, aquel en el que el estado de magnetización se puede cambiar apretando, empujando o deformando el material. Por el contrario, cuando se expone a un campo magnético, los materiales magnetoelásticos responden cambiando de forma. Si se impide que los materiales se deformen, por ejemplo, al ser sujetados con una abrazadera, en su lugar va a generar una gran fuerza. 

"En general, esto significa que un material magnetoelástico puede convertir la energía mecánica en energía magnética, y viceversa", explicó John P. Domann, un estudiante graduado de ingeniería mecánica en la UCLA y autor principal del artículo. El galfenol convierte la energía con tan alta eficiencia; que es capaz de convertir más o menos 70% de una energía mecánica aplicada en energía magnética, y viceversa. (Un coche estándar, por el contrario, convierte sólo aproximadamente 15 a 30% de la energía almacenada en la gasolina en movimiento útil). De manera significativa, el efecto magnetoelástico puede ser utilizado para generar electricidad. "Si envolvemos algunos cables alrededor del material, podemos generar una corriente eléctrica en el cable debido a un cambio en la magnetización," dijo Domann. Como se describe en el nuevo estudio, Domann y sus colegas, incluyendo su asesor, Gregory P. Carman, profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial en la UCLA, y Bradley E. Martin de los Laboratorios de Investigación de la Fuerza Aérea en la Base Aérea Eglin en la Florida, se evaluó la capacidad de generación de energía del Galfenol en experimentos utilizando un dispositivo llamado barra de presión Split-Hopkinson para generar grandes cantidades de esfuerzo de compresión (por ejemplo, los impactos de gran alcance). 


Ellos encontraron que cuando se somete a impactos, el Galfenol genera hasta 80 megavatios de potencia instantánea por metro cúbico. A modo de comparación, un dispositivo conocido como un generador de impulsos ferromagnético explosivamente impulsado produce 500 megavatios de potencia por metro cúbico. Sin embargo, como su nombre implica, tales generadores requieren una explosión -una que destruye el material ferromagnético, incluso, ya que produce energía. "La destrucción de un material requiere una gran cantidad de desperdicio de energía, creando sólo los dispositivos de un solo disparo", dijo Domann. "Esta energía y la destrucción derrochadora no es una preocupación en nuestro método usando Galfenol, es decir, nuestros dispositivos puede ser usados repetidamente y de forma cíclica." Entre las posibles aplicaciones para dispositivos impulsados ​​por Galfenol podrían ser utilizados como detectores de impacto inalámbricos. "En esencia, podríamos fabricar dispositivos pequeños que envíen una onda electromagnética detectable cuando un pulso mecánico se moviera a través de él", dijo Domann. 


Estos dispositivos podrían ser incorporados en los vehículos-militares o civiles, para detectar colisiones. Debido a que las ondas electromagnéticas viajan en tres órdenes de magnitud más rápido que las ondas mecánicas, la información sobre el impacto podría ser transmitida por delante de las ondas creadas por el impacto. "De esta manera, de forma inalámbrica pudimos determinar que se ha producido un impacto, antes de que la mayoría del vehículo (o cualquier pasajero) incluso tuvieran tiempo para sentirlo. Esto permitiría a un equipo rápido tomar acciones para mitigar los daños o lesiones", agregó. Aunque el concepto requiere un mayor análisis y pruebas, tecnologías comerciales basadas en la idea podría ver el mercado en tan sólo unos pocos años, dijeron los investigadores.


Más info en: http://phys.org/
y http://scitation.aip.org/ 


Síguenos en Facebook 

No hay comentarios.:

Publicar un comentario