¿Qué es la amortiguación viscosa?

Cuando los líquidos espesos se vierten o cambian repentinamente, se mueven lentamente debido a la inercia, que es la resistencia al movimiento repentino. Si se coloca el mismo líquido entre dos placas que se giran rápidamente en direcciones opuestas, el líquido resistirá el movimiento de giro debido a su fuerza de corte o la resistencia a separarse. Ambos efectos se pueden utilizar en equipos de amortiguación viscosos, que se utilizan para amortiguadores y control de vibraciones.

Cuando un líquido viscoso está expuesto al cizallamiento, intenta permanecer en su lugar y solo se moverá cuando la fuerza de cizallamiento supere la resistencia. El movimiento del líquido crea calor que debe eliminarse eventualmente para evitar daños al equipo. Los amortiguadores grandes a menudo contienen disipadores de calor o aletas de radiador para permitir que el aire los enfríe.

Los efectos de la viscosidad dependen de la velocidad, lo que significa que mostrarán una mayor resistencia cuando las fuerzas de movimiento sean mayores. Es posible que las vibraciones muy pequeñas no se eliminen bien solo con sistemas de amortiguación viscosos. Muchos sistemas utilizan una combinación de resortes y fluidos viscosos para proporcionar un mejor rango de reducción de vibraciones. La amortiguación se usa comúnmente en partes del mundo donde los terremotos son comunes y los edificios se pueden construir con grandes amortiguadores que los aíslan del suelo. Cuando ocurre un terremoto, la resistencia al movimiento limita la cantidad de vibración transmitida a la estructura del edificio.

Un sistema de amortiguación viscoso lineal se utiliza a menudo en la construcción de sistemas sísmicos. El amortiguador normalmente contiene un pistón dentro de un cilindro lleno de fluido viscoso. Los pequeños orificios u orificios permiten que el fluido se mueva hacia adelante y hacia atrás en el cilindro, pero la mayor parte del fluido resiste cualquier movimiento del pistón. El cilindro se puede conectar al acero del edificio y el eje del pistón se conecta a un bloque de cimentación instalado en el suelo.

Los efectos de cizallamiento se pueden utilizar en dispositivos llamados amortiguadores giratorios, que utilizan un fluido entre dos placas paralelas. Los amortiguadores giratorios se pueden utilizar para reducir la vibración en las máquinas y funcionarán como freno de velocidad para equipos de movimiento lento. Se pueden colocar debajo del equipo en posición horizontal para amortiguar la vibración en múltiples direcciones.

La amortiguación viscosa utiliza líquidos claros, como siliconas, agua o aceites de hidrocarburos. Las mezclas de líquidos y sólidos pueden tener efectos amortiguadores, pero los efectos son diferentes. La adición de sólidos puede crear un efecto plástico de Bingham, que es una baja resistencia al flujo después de que se supera un esfuerzo cortante inicial. Un ejemplo es una mezcla de maicena y agua, que se vierte fácilmente pero actúa como un sólido cuando se agita o se golpea. El ketchup de tomate es otro plástico de Bingham, por lo que permanece en la botella cuando se le da la vuelta, pero fluirá fácilmente con una sacudida o un golpecito en el recipiente.