Análisis, Simulación y Validación de Materiales Compuestos de Nanopartículas Ferromagnéticas Embebidas en Polímero para su Aplicación en Componentes Magnéticos de Alta Frecuencia

Abstract

La actualidad de la transferencia inalámbrica de energía pasa hoy en día por buscar fehacientemente mejorar su eficiencia energética. Como consecuencia de ello, surge el presente proyecto promovido por la compañía PREMO S.L.U. A él, a parte de la empresa citada, también se han sumado organismos públicos, como la E.T.S.I.I., así como otras organizaciones de índole privado, como Andaltec, especializada principalmente en el ámbito de los materiales plásticos y electromagnéticos, con el principal objetivo de aunar fuerzas y lograr llevar a cabo el objetivo deseado.
El fruto del trabajo, investigaciones, pruebas y avances realizados pretenderá ser aplicado al sector automovilístico ocasionando así mejoraras en el rendimiento de carga inalámbrica en el sector del transporte eléctrico. La idea principal en torno a la cual gira el presente proyecto consiste en fijar una serie de placas de ferrita en la parte inferior de los vehículos, de modo que cuando estos estuviesen estacionados en las plazas acondicionadas para ello, pudiesen recargar sus baterías fácilmente gracias a la incorporación en el suelo de dicha plaza de un dispositivo capaz de generar un campo magnético que pueda ser inducido en las ferritas localizadas bajo el automóvil, transfiriendo de esta forma energía a las baterías de manera inalámbrica.
Sin embargo, como consecuencia de la fragilidad que presentan las ferritas involucradas en el proyecto, surge el gran inconveniente de que a causa de pequeños golpes o de vibraciones no deseadas, éstas se rompan fácilmente, originando en primera instancia que esta primera idea del proyecto sea difícilmente realizable. Como consecuencia de ello se abre la alternativa con la que trabaja el presente Trabajo de Fin de Grado, la cual se basa en emplear también materiales con caracteres magnéticos, pero no ferritas, sino compuestos poliméricos, como la poliamida-6, en los cuales se encuentran embebidas nanopartículas ferromagnéticas, pudiendo de esta forma solventar el conflicto surgido, pese a que por ello se vean mermadas ligeramente las características magnéticas de los materiales empleados.
La misión de este trabajo se podrá por tanto definir como llevar a cabo el análisis de estos nuevos materiales que en un futuro compondrán los núcleos de bobinados. Para ello será sometido a distintas situaciones de trabajo y se llevará a cabo una comparación de estos nuevos prototipos con otros inductores ya existentes en el mercado y constituidos de diversos materiales como aire o ferrita pura. Con ello, se podrá determinar en qué rango de frecuencias debe trabajar el nuevo compuesto con el objetivo de poder sacarle el mayor beneficio posible.