Separador por corrientes de Foucault: la tecnología imprescindible del reciclaje

El separador por corrientes de Foucault, utilizado en la industria del reciclaje, permite clasificar con eficacia los metales no férreos.

El separador por corrientes de Foucault es una máquina utilizada principalmente en la industria del reciclaje. Basada en un principio descubierto por un físico francés del siglo XIX, permite realizar una clasificación extremadamente precisa entre los diversos residuos que componen los objetos a reciclar y los metales no férreos que contienen.

Rindamos homenaje a Jean Bernard Léon Foucault

Es importante rendir homenaje a Jean Bernard Léon Foucault, que dio su nombre a las corrientes de las que trata este artículo. Nacido en 1819 y fallecido en 1868, este físico y astrónomo francés fue extremadamente prolífico a lo largo de su corta vida.

Dejó como legado descubrimientos que tuvieron repercusión en todo el mundo. Además de las corrientes, también dio su nombre al péndulo de Foucault, que demuestra la rotación de la Tierra sobre su eje; fue el primero en determinar la velocidad de la luz e inventó el giroscopio.

¿Qué son las corrientes de Foucault?

Las corrientes de Foucault – eddy current en inglés – son las corrientes creadas por un campo magnético alterno en un material conductor de la corriente. Toda variación del flujo magnético que atraviesa una masa metálica produce corrientes de Foucault. Estas corrientes eléctricas pueden inducirse de forma voluntaria o no.

En el caso de un campo magnético variable en una placa de metal – férreo o no férreo – el fenómeno es natural. En cambio, el campo magnético se induce artificialmente en presencia del campo variable de una bobina eléctrica.

Estas corrientes crean un efecto Joule y provocan un calentamiento de la masa que conduce la corriente. También pueden utilizarse como fuerza de frenado cuando provocan la aparición de fuerzas de Laplace, si la variación de flujo resulta de un desplazamiento del medio frente a un campo magnético constante.

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Las corrientes de Foucault en la vida cotidiana

Las corrientes de Foucault forman parte de nuestra vida cotidiana y las utilizamos en numerosas aplicaciones.

Las placas de inducción funcionan sometiendo una pieza metálica inmóvil a un campo magnético de alta frecuencia. Las corrientes de Foucault generadas en la pieza provocan un calentamiento por efecto Joule.

Para frenar los camiones, se fija un disco de cobre a la rueda, junto a un electroimán alimentado por una corriente. Las corrientes de Foucault inducen fuerzas de Laplace que frenan el movimiento, pero este sistema no sustituye al frenado convencional, ya que su eficacia disminuye cuando la rueda pierde velocidad.

En cuanto al aspecto negativo, las corrientes de Foucault son el origen del calentamiento en los transformadores, así como de pérdidas de energía en las instalaciones eléctricas.

El separador por corrientes de Foucault

¿Para qué se utiliza el separador por corrientes de Foucault?

El separador por corrientes de Foucault permite separar los metales no férreos del resto de materiales. Los elementos a clasificar se transportan a granel sobre una cinta transportadora que separa y evacúa automáticamente los metales no férreos.

Estas máquinas son utilizadas principalmente por las empresas del reciclaje para el tratamiento de residuos. El flujo de entrada es tratado por el separador por corrientes de Foucault y, a la salida de la máquina, se obtiene una clasificación limpia que permite la reutilización de los distintos materiales.

En general, el separador de metales no férreos sirve para reciclar materiales muy diversos como vidrio, plástico, caucho, arena en fundiciones de aluminio, cables triturados, líneas de trituración de automóviles, residuos sólidos urbanos, escorias de incineración…

También puede retirar partículas férreas o débilmente magnéticas, como por ejemplo en el acero inoxidable, el vidrio armado, etc.

Estos son algunos ejemplos de tratamientos:

• tratamiento de la madera elaborada y de los muebles: extracción de bisagras de cobre, clavos, tornillos, tiradores, etc.;
• recuperación de marcos, manillas y mecanismos de cierre de puertas y ventanas;
• clasificación de los metales no férreos en los residuos tras la incineración de desechos;
• tratamiento de los residuos sólidos urbanos y recuperación de las partes metálicas procedentes, entre otros, de material electrónico y latas;
• eliminación de los elementos no férreos del vidrio triturado, plástico, polietileno, PVC, caucho, etc.;
• separación de las cápsulas de aluminio en la industria del reciclaje del vidrio o de Nespresso;
• reciclaje de carrocerías de automóviles y recuperación del aluminio y sus derivados en los triturados de aluminio;
• depuración de la arena de fundición de aluminio;
• recuperación del cobre, plomo y aluminio en los cables triturados;
• tratamiento de baterías de todo tipo…

¿Cómo funciona el separador por corrientes de Foucault?

Los residuos a tratar se trituran previamente. En la mayoría de los casos, todavía contienen partículas de hierro que conviene eliminar antes de su paso por el separador por corrientes de Foucault. Para ello, se tratan con un separador overband o un tambor magnético, que atrae las partículas de acero y las evacúa.

A continuación interviene el separador por corrientes de Foucault, que permite separar los metales no férreos de cualquier otro material.

El separador por corrientes de Foucault tiene la función de transportar a granel los materiales a tratar sobre su banda de transporte. El equipo dispone en su extremo de un tambor rotativo magnético multipolar, provisto de imanes permanentes de neodimio de alta remanencia. Al girar el conjunto a alta velocidad, el campo magnético induce corrientes de Foucault en los metales no férreos conductores.

Estas corrientes crean su propio campo magnético, que se opone al de la rueda polar. Así, los residuos inertes continúan su recorrido sobre la banda de transporte con tacos, mientras que los residuos no férreos son proyectados por la fuerza de repulsión y recogidos en un receptáculo aparte. En ese punto se coloca un deflector para separar las dos trayectorias. Es regulable en función de las piezas y materiales a tratar.

Dicho de otro modo, los metales no férreos, recorridos por una corriente eléctrica, se convierten durante una fracción de segundo en electroimanes con su propia fuerza electromagnética. Por ello, los metales no férreos, gracias a la velocidad de banda del transportador que los lleva, combinada con la repulsión magnética, siguen una trayectoria diferente a la de los residuos inertes.

¿Qué influye en la precisión de la separación de los metales no férreos?

Los metales férreos son más o menos fáciles de separar. Esto depende de su conductividad eléctrica, de su densidad y de la relación entre ambas magnitudes. Cuanto mejor es la conductividad eléctrica y menor es la densidad, más capaces serán las corrientes de Foucault de separar un material.

La conductividad eléctrica

La conductividad eléctrica se expresa en siemens por metro y se simboliza con la letra griega sigma: σ. En orden decreciente, va desde la plata, con 62,1 σ, hasta el acero inoxidable, con 1,4 σ, pasando por el cobre, oro, zinc, aluminio, magnesio, latón, cadmio, platino, estaño, cromo, bronce, plomo y titanio.

La densidad

La densidad condiciona la facilidad para proyectarlos fuera del transportador, ya que interviene la fuerza de la gravedad. Las corrientes de Foucault del rodillo magnético deben generar fuerzas suficientes para vencer esta fuerza de la gravedad.

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