¿Qué es una barra magnética? La guía completa

Las barras magnéticas son dispositivos increíblemente útiles con aplicaciones en muchos sectores. Como profesional varilla magnética fabricante, decidí hacer una inmersión profunda en las varillas magnéticas: qué son, cómo funcionan y para qué se utilizan.

¿Qué es una barra magnética?

Una varilla magnética, a veces llamada barra magnética, es un potente imán cilíndrico utilizado para filtrar partículas magnéticas finas e impurezas de líquidos, polvos y otros materiales en aplicaciones industriales.

Fabricadas con fuertes materiales magnéticos permanentes como el neodimio (NdFeB) o el samario cobalto (SmCo), las barras magnéticas generan altos campos magnéticos en su superficie para atraer los contaminantes ferrosos a medida que el producto fluye a su alrededor. Esto permite separar y eliminar eficazmente partículas de hierro muy finas de hasta 5-25 micras de tamaño.

¿Cómo funcionan las barras magnéticas?

Una barra magnética consta de un núcleo magnético interior sólido (el imán propiamente dicho) envuelto en una carcasa de acero inoxidable no magnético. La envoltura protege al frágil imán de posibles daños, al tiempo que concentra su campo magnético hacia el exterior.

A medida que el producto fluye alrededor de la varilla, el fuerte campo magnético que emana de su superficie atrae cualquier contaminante férrico, sacándolo de la suspensión para adherirse al exterior de la varilla. De este modo, el flujo de producto queda libre de posibles fragmentos metálicos antes de los procesos posteriores o el envasado.

Los factores clave que permiten la capacidad de separación de una barra magnética son:

• Alta intensidad de campo superficial - Medida en Gauss o Tesla, la densidad del campo magnético de la varilla determina el tamaño de las partículas que puede capturar. Las intensidades de campo de más de 12.000 Gauss son típicas.
• Gradiente magnético - La rápida caída de la atracción magnética a pocos milímetros de la superficie de la varilla. Este gradiente permite extraer partículas finas del flujo.
• Dinámica del flujo de materiales - Una velocidad y turbulencia suficientes del producto alrededor de la varilla lleva los contaminantes a su zona de captura mediante agitación magnética y mezcla.

La selección adecuada del grado de fuerza magnética y de los parámetros de flujo permite que las barras eliminen partículas de hierro muy pequeñas, mejorando la pureza del producto y evitando el desgaste de la máquina o los defectos del producto final.

Aplicaciones de la barra magnética

Las barras magnéticas son extremadamente versátiles y se utilizan en muchas industrias para proteger los equipos de proceso, garantizar la calidad de los productos y recuperar materiales reutilizables.

Las aplicaciones típicas son:

• Elaboración de alimentos y bebidas - Eliminación de fragmentos metálicos de líquidos o polvos para evitar daños en la maquinaria o la contaminación de los alimentos.
• Fabricación de plásticos - Eliminación de partículas de hierro de resinas y flujos de granulado que causan defectos en piezas extruidas/moldeadas.
• Productos farmacéuticos - Protege los equipos y mejora la pureza del producto extrayendo la contaminación ferrosa.
• Manipulación del carbón - Recuperación de fragmentos de acero de cinta transportadora desgarrados por cargas pesadas.
• Tratamiento de minerales - Recogida de restos de "hierro atrapado" de los minerales triturados para evitar fallos en los equipos de impacto/compresión.
• Reciclado - Separación de latas y contenedores de acero de materiales no ferrosos para una separación eficaz del material.
• Filtración del agua - Eliminación de productos de corrosión del hierro y productos químicos de tratamiento de las tuberías de suministro.

Esencialmente, cualquier flujo de proceso que experimente desgaste metálico o manipule materiales con algún contenido de hierro puede beneficiarse de las barras magnéticas en línea para extraer la contaminación ferrosa problemática.

Construcción de varillas magnéticas

Aunque el concepto es sencillo, se requiere una construcción especializada para fabricar barras de filtración magnéticas capaces de resistir entornos industriales difíciles.

Entre los elementos clave del diseño figuran:

Núcleos magnéticos permanentes

Los imanes de neodimio sinterizados de grado N42 o superior ofrecen el mejor rendimiento magnético para la mayoría de las aplicaciones. Como alternativa, los imanes de SmCo fundidos ofrecen una mayor resistencia a la temperatura cuando es necesario.

La magnetización axial alinea los polos magnéticos a lo largo de la varilla para obtener la máxima fuerza de sujeción. La magnetización radial también es posible para requisitos de captura especializados.

Conchas protectoras

Los tubos de acero inoxidable no magnético contienen el material magnético frágil y concentran los campos magnéticos hacia el exterior. Las calidades más comunes son el acero inoxidable 304 y el 316, resistentes a la corrosión.

Cierres finales

Los tapones de cierre sellan la carcasa y evitan la oxidación y la corrosión del interior. Hay disponibles opciones soldadas, roscadas y embridadas. Los materiales o chapados especiales resisten el ataque químico de los productos que se filtran en entornos severos.

Placas de montaje centrales

Las placas de acero internas revestidas con bloques magnéticos permiten varillas de gran diámetro o una amplia separación entre imanes cuando se necesita una mayor intensidad de campo. Las placas de montaje pueden incorporar cortes parciales para "dar forma" a campos para aplicaciones especializadas.

Tratamientos superficiales

El niquelado químico y otros recubrimientos proporcionan dureza y lubricidad para evitar la acumulación de producto en las varillas con el paso del tiempo. También puede aplicarse un revestimiento de PTFE para un rendimiento antiadherente.

Certificaciones

Las barras magnéticas para procesos alimentarios, médicos e industriales estrictos se fabrican conforme a las normas de Buenas Prácticas de Fabricación (BPF) y pueden recibir la aprobación 3-A Sanitary Standards, Inc. (SSI).

Cómo elegir la barra magnética adecuada

Las barras magnéticas de neodimio están disponibles en diferentes diámetros, longitudes y grados de intensidad de campo para las distintas necesidades y entornos del proceso, por lo que la selección del diseño óptimo requiere una cuidadosa consideración.

Entre los principales factores de especificación figuran:

Talla

• Diámetro - Entre 0,5-4 pulgadas típicamente, ajustándose a las dimensiones de la tubería o vertedero.
• Longitud - De 4 a 60 pulgadas normalmente. Las barras más largas se adaptan a secciones transversales más grandes para abarcar áreas de flujo completas.

Fuerza magnética

• Intensidad del campo superficial: relacionada con el tipo de imán utilizado y en función de los objetivos de separación. Mínimo de ~4500 Gauss, pero posible hasta 15.000+ Gauss.

Selección de materiales

• Varilla y tapas de extremo - Acero inoxidable o aleaciones especiales para soportar la exposición del producto.
• Recubrimientos/revestimientos - Mejoran la dureza, la lubricidad y la resistencia a la erosión.

Medio ambiente

• Temperatura - Posibilidad de funcionamiento hasta ~150°C.
• Resistencia química - Compatibilidad de la carcasa y el material de estanquidad.

Necesidades de certificación

• Cumplimiento de la Norma Sanitaria 3-A - Para aplicaciones en contacto con alimentos/bebidas.
• Conformidad ATEX - Para entornos inflamables/explosivos.

La adaptación de todos los factores anteriores a su proceso específico mediante una cuidadosa selección de las varillas magnéticas garantiza un rendimiento de separación fiable, una larga vida útil y un uso eficaz de la capacidad de intensidad del campo magnético.

Los proveedores de varillas magnéticas de renombre cuentan con una amplia experiencia para colaborar en la elección de tamaños y materiales antes de fabricar unidades a medida adaptadas a sus necesidades.

Instalación de barras magnéticas

Una vez diseñadas, las barras magnéticas pueden situarse vertical, horizontal o diagonalmente donde sea necesario para filtrar líquidos, polvos o materiales sólidos a granel.

Las ubicaciones típicas incluyen:

Tuberías de proceso

Las varillas insertadas en tuberías estándar o especialmente equipadas utilizan el transporte fluido del producto para llevar la contaminación a través de las zonas de captura magnética.

Carcasas/cámaras

En las cámaras se instalan grandes conjuntos de varillas magnéticas con múltiples varillas largas dispuestas juntas, lo que permite que el flujo de producto bombeado atraviese el haz de varillas para su separación.

Conductos

Las varillas colocadas en tolvas, conductos o toboganes de aire filtran corrientes de material alimentadas por gravedad. Las configuraciones escalonadas evitan el desvío o las fugas entre varillas.

Puntos de transferencia del transportador

Las barras magnéticas compactas se incrustan cerca de las zonas de caída del producto de la cinta a la banda para extraer los restos metálicos antes de las etapas de procesamiento secundario o manipulación.

Idealmente, las barras magnéticas se instalan justo aguas arriba de los equipos de procesamiento críticos o de las zonas de manipulación de materiales sensibles a los contaminantes, eliminando los restos ferrosos de los flujos antes de que el producto llegue a estas zonas.

Mantener la eficacia de la barra magnética

Aunque las barras magnéticas son dispositivos pasivos que requieren poco mantenimiento, su rendimiento de separación depende de algunos factores clave para lograr una eficacia óptima durante años de uso.

Entre ellas figuran:

Prevención del endurecimiento de los depósitos - Los cepillos, limpiadores o limpiadores mecánicos automáticos evitan que las capas compactadas de residuos capturados vuelvan a magnetizarse. Si se dejan acumular, pueden reducir la intensidad del campo de la varilla y la eficacia de la captura.

Control de la corrosión/erosión - El daño gradual de la superficie de la varilla por ataque químico o desgaste abrasivo es inevitable, pero debe comprobarse para que las unidades se sustituyan antes de que se produzcan fugas/roturas.

Reponer el magnetismo perdido - Las potentes varillas magnéticas de neodimio sufren caídas insignificantes de fuerza por desmagnetización cuando tienen el tamaño adecuado. Pero las barras de cerámica de ferrita más débiles pueden necesitar [{remagnetización}] cada pocos años para restaurar el máximo rendimiento.

Validación de la pureza del producto - Deben realizarse comprobaciones periódicas de la pureza mediante análisis de laboratorio o detección de la contaminación en línea para confirmar que se mantienen los niveles de pureza deseados, activando la sustitución de las varillas cuando se reduzcan.

Confirmación de la dinámica del flujo de productos - Cualquier cambio en la velocidad de alimentación del material, la viscosidad, la densidad o el recorrido del flujo podría reducir la turbulencia y la mezcla magnética, permitiendo que los residuos pequeños se deslicen por las varillas. Puede ser necesario realizar ajustes en el proceso para preservar la eficacia de la separación.

En conclusión

Con un buen control de los contaminantes y algunas consideraciones de mantenimiento menores, los filtros magnéticos industriales proporcionan una protección muy fiable y completa contra las partículas ferrosas peligrosas o no deseadas en muchos procesos críticos y flujos de productos. Su excepcional eficacia de separación, fuerza de campo y resistencia a la corrosión las convierten en una protección operativa versátil durante décadas de uso.