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EuroWire – Mayo de 2007
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español
Las ventaja de usar la
tecnología del calentamiento
por inducción en el
tratamiento de productos
de alambre
Inductotherm Heating andWelding Technologies Ltd – Radyne Division
El calentamiento
por inducción: los
principios básicos
Para comprender las numerosas ventajas
del calentamiento por inducción, es
importante comprender en primer lugar
los principios básicos de esta tecnología.
La tecnología del calentamiento por
inducción se utiliza en muchos procesos
desde el inicio de su aplicación comercial
a principios de los años 40. Solía usarse
para la fusión de metales, el calentamiento
antes del doblado o del conformado,
varios tratamientos térmicos como el
temple y revenido y la unión de metales
por soldadura fuerte o blanda.
Los primeros ejemplos de calentamiento
inductivo comprendían también el desar-
rollo de osciladores de radiofrecuencia
o de tubos de vacío, que funcionan
normalmente a altas frecuencias, y grupos
convertidores utilizados para generar la
energía para calentamiento por inducción
a bajas frecuencias.
Si se desea dar una definición del proceso
de inducción, ésta sería sin duda alguna:
“Se habla de calentamiento inductivo
cuando un objeto metálico se encuentra
dentro de un campo electromagnético
variable. El calentamiento inductivo es
originado por la agitación de la estructura
molecular del objeto producida por el
campo electromagnético y tiene lugar
cuando las moléculas se energizan, entran
en colisión y producen calor.”
Por lo tanto, el calentamiento por
inducción se puede comparar al obtenido
con un simple transformador, donde el
primario del transformador comprende la
fuente de potencia inductiva o generador
de inducción que proporciona la energía
a la bobina o al elemento de inducción,
y el objeto a calentar se encuentra en
el campo magnético de esta bobina o
elemento y representa el secundario del
transformador.
Luego, se aplica un campo magnético
alterno desde la fuente de potencia
inductiva o generador de inducción hasta
la bobina o elemento de inducción.
Por medio de la conducción recíproca, se
hacen pasar líneas de flujo magnético a
través del objeto para crear una resistencia
en el recorrido del flujo y al circular la
corriente, se genera calor.
Profundidad de penetración
Cuando el físico inglés Michael Faraday
desarrolló el transformador eléctrico, notó
inicialmente el fenómeno descrito arriba.
Y de hecho, fue necesario rediseñar los
transformadores usando pilas de chapas
para eliminar o reducir los efectos del
campo electromagnético que calentaba
el transformador.
La razón por la que un transformador
formado por pilas de chapas no se calienta
por inducción electromagnética, se debe
a un fenómeno llamado “profundidad de
penetración” o “profundidad de referencia”,
que indica la profundidad a la que
aproximadamente un 80% de la corriente
circula por una pieza.
Esta profundidad es proporcional a la
resistencia eléctrica del material que se
calienta y a la frecuencia operativa de
salida (medida en Hertzios) de la fuente
de potencia inductiva o generador de
inducción que produce el campo mag-
nético. A altas frecuencias, la profundidad
de penetración o de referencia es limitada
respecto a la que se obtiene a bajas
frecuencias. Esta es la razón principal
por la que el calentamiento inductivo es
muy utilizado para tratar térmicamente
el acero en aquellos casos en que se
pueden controlar con precisión las capas
endurecidas del tratamiento térmico
seleccionando atentamente la frecuencia
de salida del sistema de inducción.
Otro factor determinante en el calenta-
miento de un objeto metálico en un
campo electromagnético es la densidad
de potencia medida el Kilowatios: cuanto
más alta es la densidad de potencia
para una determinada frecuencia, más
cerca de la superficie tendrá lugar el
calentamiento. Cuanto más baja es la
densidad de potencia, mayor profundidad
alcanzará el calentamiento. Por lo tanto, el
uso del calentamiento por inducción para
cualquier proceso específico está muy
relacionado con la posibilidad de selec-
cionar la correcta frecuencia de salida
de la fuente de potencia inductiva y la
correcta densidad de potencia para una
determinada aplicación.
Cómo calcular la frecuencia
A las frecuencias usadas para el calenta-
miento inductivo, la corriente tiende a
circular en la superficie del conductor
a una profundidad que depende de