La caixa de canvis que levita

Els engranatges són cosa del passat o, almenys, ho podrien ser si la indústria i el sector del transport aposten per un disseny desenvolupat per enginyers espanyols en què els engranatges leviten i transmeten la força, no per fricció, sinó mitjançant magnetisme. El disseny, protagonista d'un projecte europeu, es va pensar per a treballar en les condicions de fred extrem de l'espai, però també funciona aquí baix.

En tot motor hi ha un sistema d'engranatges que s'encarrega de transmetre la força generada d'un punt a un altre. La forma més senzilla de visualitzar és pensar en els plats, cadena i pinyons d'una bicicleta. En aquests mecanismes, la fricció és tal que si no fos per l'oli o greix, les dents acabarien per desgastar.Però, i si hi hagués un sistema on els pinyons tiren de la cadena sense ni tan sols estar en contacte?

Això és el que ha creat un equip d'investigadors europeus liderats per enginyers de la Universitat Carlos III de Madrid (UC3M). El seu prototip de reductora magnètica, plenament funcional, transforma la velocitat d'un eix d'entrada a una altra en l'eix de sortida, com qualsevol altra. El que el fa diferent és que els engranatges mai entren en contacte i, en no haver-hi fricció no hi ha desgast. I, per descomptat, no cal cap lubricant.

En comptes de dents fem servir imants
La seva funció és la mateixa que la fa una caixa de canvis d'un cotxe: reduir per augmentar en el parell de sortida, així que en comptes de transmetre la força per fricció, el ​​sistema ho fer per repulsió magnètica.

A més, excepte el sistema d'ancoratge, tot el mecanisme levita per aquesta mateixa força magnètica. "Les caixes de canvis amb rodaments que subjecten les dents dels engranatges, aquí també són levitants", explica l'enginyer.

És la primera vegada en la història que tant l'eix d'entrada com el de sortida d'una reductora estan surant sense cap tipus de contacte, sobretot quan manté girant, a 3.000 revolucions per minut, un mecanisme en el qual no hi ha res més.

Finançament de la Unió Europea
El prototip és el resultat del projecte d'investigació MAGDRIVE, finançat pel Setè Programa Marc de la Comissió Europea. El seu objectiu inicial era resoldre un seriós problema que tenen les diferents missions espacials. Els braços robòtics que despleguen un satèl·lit, per exemple, necessiten d'engranatges que cal lubricar si no es vol que el mecanisme comenci a donar problemes.

Però en l'espai, les temperatures són tan baixes que, malgrat la calor de la fricció, els olis líquids es congelen. Fins i tot els lubricants sòlids més avançats tendeixen a cristal·litzar. El joc amb les polaritats oposades evita el contacte entre les parts i resol el problema de la lubricació en fer-la innecessària, també en l'espai. Tant la NASA com l'ESA ja han vist el prototip.

No es tracta d'uns imants qualsevols, el sistema porta superconductors integrats en l'estructura per mantenir els eixos flotant amb intenses forces de repulsió però que, alhora ofereixin l'estabilitat necessària perquè un mecanisme com aquest funcioni de forma fiable en condicions de baixes temperatures i sense gravetat.

No obstant això, MAGDRIVE també val per a la Terra. Els enginyers van dissenyar un segon prototip que pot operar a temperatura ambient i amb rodaments convencionals. En principi, qualsevol camp on s'utilitzin reductores mecàniques com en l'automoció, el sector del ferrocarril, la indústria petroliera o en mecànica i fabricació en general, aquest sistema podria reemplaçar a les mecàniques tradicionals. A més, a causa de l'absència de lubricació i olis, també podria ser interessant per a altres sectors on els requeriments de neteja són molt alts, com en el farmacèutic o el de l'alimentació.

MAGDRIVE ja està donant fruits. El primer, la creació de l'empresa MAG SOAR per explotar les seves possibilitats. El segon, diverses empreses del sector aeronàutic, de ferrocarril i maquinària de fabricació industrial ja s'han interessat per aquest engranatge magnètic levitant.



Font: Tecnología mecánica