Resumen

Las aleaciones con memoria de forma son metales que pertenecen a una clase de materiales con el mismo tipo de memoria. Este tipo de materiales tienen la habilidad de recordar su estado previo cuando son sometidos a ciertos estímulos tales como variaciones eléctricas, magnéticas y térmicas. Las aleaciones de metales que tienen esta característica también son conocidas como “alambres musculares”, debido a que su principal objetivo es generar movimiento sin el uso de motores o solenoides. Estudios publicados han demostrado que, en el caso de los alambres musculares, un sobrecalentamiento del material debido a un exceso de corriente eléctrica a través de él, puede mermar su confiabilidad y durabilidad. En este artículo se presenta el diseño de un sistema de alimentación de energía eléctrica para alambres musculares, basado en el convertidor buck. El sistema incluye una etapa de control basado en lógica difusa capaz de regular la corriente que circula a través del alambre muscular. Los resultados obtenidos en las simulaciones del sistema que se presenta muestran que la corriente es ajustada a un valor máximo, establecido por el fabricante del alambre, ante diversas perturbaciones.

INTRODUCCIÓN

Los alambres musculares son aleaciones de metales que pertenecen a los materiales que presentan la característica de tener "memoria de forma" es decir, tienen la capacidad de memorizar o mantener su forma previa cuando son sometidos a ciertos estímulos como variaciones magnéticas o termomagnéticas 1. Desde el año de 1932, se ha experimentado con este tipo de materiales con el fin de obtener, principalmente, sistemas mecánicos donde el efecto de memoria de forma puede desarrollar trabajo físico 2. A lo largo del tiempo sus campos de aplicación han sido diversos, partiendo en 1960 de la industria aeroespacial y de comunicaciones con el desarrollo de antenas satelitales que deben de expandirse o contraerse, pasando por aplicaciones domésticas en ventanas que se abren o cierran de acuerdo a la temperatura ambiente, hasta extremidades de robots humanoides o prótesis de extremidades humanas que obtienen su capacidad de movimiento gracias a los alambres musculares 2. Recientemente se ha diversificado el campo de aplicación de actuadores desarrollados en base a este tipo de materiales gracias a su simplicidad, relación fuerza-peso, bajo costo, operación silenciosa y tiempo de vida útil relativamente amplio 2-3. Esta última característica está directamente relacionada con el "buen manejo" del alambre muscular.

Sea cual sea la aplicación, es imperante monitorear y controlar la cantidad de energía aplicada al alambre y así evitar su sobrecalentamientos y en consecuencia, daño del actuador 1. Existe poca o nula información, referente a la etapa de alimentación del alambre, en los trabajos que se proponen diversas aplicaciones de estos materiales.

• Materias:Control de sistemas de energía eléctrica Conductores eléctricos Aleaciones Distribución de energía eléctrica Energía eléctrica
• Subjects:Control of power systems Electric conductors Alloys Electric power distribution Electric power
• Palabras claves:Alambre muscular; Convertidor buck; Control difuso
• Keywords:Muscle wire; Buck converter; Fuzzy control