O primeiro registro histórico de imãs tem mais de 4.500 anos. Há cerca de dois milênios, nasceu a primeira utilidade para os mesmos: a bússola, instrumento que revolucionou a navegação por terra e por mar.
Os imãs são blocos metálicos, cujos átomos tiveram seus campos magnéticos alinhados coerentemente por meio de um campo magnético externo muito intenso.
Atualmente, um imã industrial (como o imã de ferrite, por exemplo) é fabricado pela exposição de um bloco magnetizável (de Ferro ou Níquel, por exemplo) a um campo magnético intenso, gerado eletricamente.
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A tecnologia necessária para gerar eletricamente um campo magnético, começou precariamente para a humanidade. Apenas há cerca de 200 anos, com Hans Christian Oersted e depois com Michael Faraday, de modo que o processo de formação de imãs naturais só pode ser explicado por descargas atmosféricas.
Foi Michael Faraday quem correlacionou os fenômenos elétricos com os magnéticos, demonstrando que a corrente elétrica induz magnetismo e que o magnetismo pode ser usado para gerar energia elétrica.
Além de produzir tensões extremamente elevadas, as descargas atmosféricas acumulam energias imensas, capazes de gerar correntes da ordem de 30.000 A. Elas, por sua vez, podem induzir, em curto intervalo de tempo (2 segundos), campos magnéticos poderosos capazes de magnetizar blocos de minérios de ferro ou outros materiais magnetizáveis.
Indução magnética
Um dos fenômenos mais comumente observáveis é a indução magnética. Ocorre quando um objeto de liga magnetizável é aproximado de um imã permanente: imediatamente o pólo (do imã) mais próximo desse objeto induz “um imã” no mesmo de modo que a região próxima a esse pólo adquire polaridade complementar, gerando de imediato forças de atração e levando o referido objeto a aderir ao pólo do imã.
Invertendo-se o ímã, a indução se inverte, de modo que a atração mútua permanece. Esta é uma das funções mais comuns dos imãs: a fixação de objetos de ferro e de aço. A fixação pode abranger papéis com avisos e recados e também enfeites (imãs de geladeira), ferramentas ou talheres.
Basicamente, é comum uma barra de imã ser oferecida no mercado de utilidades domésticas para fixar utensílios de oficina (ferramentas) ou de cozinha (escumadeiras, conchas, facas de trinchar, etc.).
Alguns componentes de aço inoxidável são ferromagnéticos. Existem entretanto ligas de aço inoxidável que são imunes a magnetismo. Isto significa que a imunidade do aço inoxidável ao magnetismo não pode ser adotada como regra.
É importante frisar que geralmente o imã induzido desaparece tão logo a ferramenta (ou o talher) é afastada(o) do imã, embora seja comum que algum magnetismo residual permaneça com o item induzido.
Ferrites
Os primeiros ferrites foram desenvolvidos no final do século XIX. Produzidos à semelhança de cerâmicas a partir de óxidos de ferro, o material contém igualmente outros elementos magnetizáveis.
O ímã de ferrite caracteriza-se pela elevada tolerância ao calor, e pelo baixo custo. Sua fase áurea consistiu nas aplicações em altofalantes, embora seja sempre uma alternativa técnica de custo acessível. Um dos detalhes a ser observados é a relativa fragilidade mecânica dos ferrites.
Imã de Neodímio
O Neodímio é um elemento químico, metálico, classificado como lantanídeo e parte das assim chamadas “terras raras”. Para produzir os imãs de alto desempenho, com elevada densidade de fluxo magnético, o Neodímio deve estar em liga com os elementos Ferro e Boro.
Esta tecnologia viabilizou altofalantes reduzidos, transferindo potência acústica equivalente à de altofalantes muito maiores de geração anterior.
Outro resultado dos imãs de terras raras foram os micromotores, reduzidos em volume e oferecendo elevados torques com consumo de energia moderado. Além disso, viabilizando aplicações embarcadas como os espelhos retrovisores controlados remotamente sem comprometer a capacidade de carga.
Super ímãs
Recebem esta denominação os ímãs de Terras Raras, o que inclui, além da liga de Neodímio, a liga de Cobalto-Samário com desempenho semelhante, porém tolerando temperaturas até 350°C, o que possibilita sua aplicação em separação de minérios (magnéticos de não-magnéticos) em ambiente de fusão.
Placa de imã
Também conhecida como placa magnética, esta aplicação de imãs permanentes viabiliza sustentar componentes em processo em máquinas operatrizes como tornos, plainas e fresas, entre outras. A fixação é obtida por meio de rotação de alavanca: nenhuma energia elétrica é consumida.
Levantador magnético
Este tipo de equipamento se assemelha como descrito no parágrafo anterior, com a diferença de que é usado em logística interna ao ambiente industrial. Isso possibilita interfacear desde pontes rolantes até máquinas operatrizes e carregar empilhadeiras e veículos.
Dimensionado para um valor máximo de peso (massa) expresso em kg (pode chegar a erguer até 1.000 kg), permite sustentar e transportar chapas, tubos, tarugos, assim como ferramentas e matrizes de injeção ou estampagem. A ativação e desativação ocorre de modo semelhante ao da placa de imã, sem consumo de energia elétrica.
Conclusão
A partir da bússola, as aplicações dos ímãs se expandiram, principalmente nos últimos dois séculos: as aplicações em automação são inúmeras, em sensoriamento de fins de curso, comutação de chaves blindadas, indução de tensões para indicação de posições, sensoriamento de rotação de motores, detecção de componentes em linha de produção, etc.
Os imãs viabilizam o modo mais simples de produzir um gerador elétrico e com o crescimento da frota de carros híbridos, o uso de imãs continua garantido por algumas décadas, no mínimo.
Carros que podem ser movidos por motores a explosão ou elétricos. Uma das vantagens desse tipo de veículo é a possibilidade de recuperar parte da energia cinética do veículo durante a frenagem: a locação de geradores elétricos pode converter a energia cinética em elétrica, e a armazenam nas baterias.
