Uma abordagem dos Fluidos Magneto-Reológicos e suas aplicações tecnológicas e o mercado mundial
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v13i6.46107Palavras-chave:
Fluidos magneto-reológicos; Reversivelmente controlados; Aplicações tecnológicas; Mercado mundial.Resumo
O objetivo deste trabalho é apresentar documentos publicados na literatura sobre fluidos magneto-reológicos (FMRs), relatórios de 3 empresas multinacionais atuantes no mercado de (FMRs), apontando: consumo por países, fornecimento, segmentos por tipo, por setor, CAGR (uma das formas mais utilizadas pelo mercado para analisar o retorno potencial de um investimento), e o potencial em termos financeiros que este mercado almeja alcançar até 2031. Os fluidos magneto-reológicos, são materiais pertencentes a classe da Ciência de Materiais, e classificados como sendo Materias Inteligentes e compósitos. Geralmente eles são preparados na forma de pasta, com óleo ou água, partículas magnéticas que têm um diâmetro médio de vários micrômetros. O (FMR) pode ser reversivelmente controlado por um campo magnético e tem a capacidade de modificar seu estado de líquido para semissólido em milissegundos, tornando-o atrativo para aplicações tecnológicas. Partindo de Rabinow (1947), diversos autores vêm desenvolvendo estudos no campo de (FMRs) nas diversas áreas de engenharia, medicina e robótica de forma integrada, inclusive pesquisadores tem sintetizado fluidos magneto-reológicos em laboratórios externos e internos (Universidades), e apresentado avanços significativos para futuras aplicações comerciais. A coleta de dados para esse trabalho é pautada em uma pesquisa documental, qualitativa com revisão narrativa. O mercado mundial dos fluidos magneto-reológicos vem apresentando grande destaque ao longo da última década, como pontos negativos: alto custo de investimento em relação a outros fluidos, escassez de matéria-prima, falta de conhecimento técnico do consumidor em relação as propriedades avançadas do material para aplicações tecnológicas.
Referências
Aruna, M. N., Rahman, M. R., Joladarashi, S. & Kumar, H., (2019). Influence of additives on the synthesis of carbonyl iron suspension on rheological and sedimentation properties of magnetorheological (MR) fluids. In: Mater. Res. Express 6 086105.
Andrade, R. M. (2018). Joelho magneto-reológico para próteses transfemorais: prototipagem digital, fabricação e identificação experimental. (Tese de Doutorado). UFMG- Universidade Federal de Minas Gerais- MG. http://hdl.handle.net/1843/.
Anjos, P. H. A. (2019). Formação de padrões em fluidos viscosos confinados. (Tese Doutorado), Universidade Federal de Pernambuco. CCEN. Física. Recife.
Ashtiani, M., Hashemabadi, S. H. & Ghaffari, A., (2015). “A review on the magnetorheological fluid preparation and stabilization”, J. Magnetism Magn. Materials, 374, 716-730. 10.1016/j.jmmm.2014.09.020.
Barnes, H. A., Hutton, J. F. & Walters, K., (1989). An Introduction to Rheology. Elsevier Science Publishers B.V. All rights reserved. 0-444-87140-3.
Barnes, H. A. (1999). The yield stress: a review or ‘π’-everything fl ows?. In: J. Non-Newtonian Fluid Mech., 81(I1–2), 133-78. https://doi.org/10.1016/S0377-. https://www.sciencedirect.com/
Bombard, A. J. F. (2005). Suspensões Magneto-Reológicas de pós de ferro carbonilo: um estudo da influência das propriedades magnéticas e do tamanho das partículas. (Tese de Doutorado). Universidade Estadual de Campinas.
Bombard, A. J. F., Antunes, L. S. & Gouvea, D., (2009). Redispersibility in magnetorheological fluids: surface interactions between iron poder and wetting additives J. Phys.: Conf. Series 149 012038
Bombard A. J. F., & De Vicente, J., (2012). Boundary lubrication of magnetorheological fluids in PTFE/Steel point contacts Wear 296 484–90.
Bombard, A. J. F., & De Vicente, J.: (2012). Thin-film rheology and tribology of magnetorheological fluids in isoviscous-EHL contacts. Tribol.Lett. 47, 149–162.
Bombard, A. F. J., Gonçalves, F. R., Morillas, J.R., & De Vicente, J. (2014). Magnetorheology of dimorphic magnetorheological fluids based on nanofibers. Smart Materials and Structures, 23(12). 10.1088/0964-1726/23/12/125013.
Bombard, A. J.F., Gonçalves, F. R., Shahrivar, K., Ortiz, A. L. & De Vicente, J. (2015). Tribological behavior of ionic liquid-based magnetorheological fluids in steel and polymeric point contacts. Tribology International. 81, 309-20. https://doi.org/10.1016/j.".
Bretas, R. E. S. & D'Avila, M. A., (2005). " Reologia de polímeros fundidos" (2a ed.), Edufscar.
DBMR Nucleus Solutions Data Bridge Market, (2024). https://www.databridgemarketresearch.com/pt/reports/global-magneto-rheological-fluids-market
De Vicente, J., V., Klingenberg, D. J., & Roque H. Á., (2011). “Magnetorheological fluids: a review”, Soft Matter, 7(8), 3701-3710.
1039/c0sm01221a
Garcia, M, J., & Wickenheiser, E. A. (2005)., “Horner GC. Design of a shape-memory alloy actuated macro-scale morphing aircraft mechanism”, 232–40.
Global Magnetorheological Fluid Market Research Report, (2024). https://reports.valuates.com/market-reports/QYRE-Auto-32H1538/global-magnetorheological-fluid.
Goodwin, J., W., & Hughes, R., W., (2008). Rheology for Chemists An Introduction, (2a ed.), Edition Published by The Royal Society of Chemistry,
Thomas Graham House, Science Park, Milton Road, Cambridge CB4 0WF, UK. Registered Charity Number 207890
Guerreiro, D. J. & Batocchio (s.d). A., Estudo, Caracterização e Potencial de Aplicação do Fluido Magneto-reológico: Magneto reológico - Amortecedores Inteligentes -Fluido. Unicamp.
Hu, Z., Yan, H., Jianjian, Y., Xuemei, W., Rongsheng, Y., (2014). Effect of Components on Friction Property of Carbonyl Iron-Based Magnetorheological Fluid. Journal for Science & Engineering (Springer Science & Business Media B.V.), Arabian, 39(10), 7355. 10.1007/s13369-014-1358-2
Jani, J. M., Leary, M., Subic, A., & Gibson, M. A., (2013). “A Review of Shape Memory Alloy Research, Applications and Opportunities.” In: Materials and Design. 56 (2014)1078-1113.
Kanda, M., Kaide, A., Saeki, T., & Tochigi, H., (2019). Preparation and Rheology of Magnetorheological Fluid Using Six Kinds of Fumed Silica as Stabilizing Additives https://doi.org/10.1051/matecconf/202133302006.
Karamodin, A.; Kazemi, H. H, & Akbarzadeh, M.R. (2008). Semi-active control of structures using neuro-predictive algorithm for mr dampers. Structural Control and Health Monitoring, 278.
Karnopp, D., Crosby, M. J., & Harwood, R., (1974). Vibration control using semi-active force generators. Journal of Manufacturing Science and Engineering, American Society of Mechanical Engineers, 96(2), 619–626.
Kervin, Jr. E. M., (1959). “Damping of Flexural Waves by a Constrained Viscoelastic Layer”. In: Journal of Acoustical Society of America, 31(7), 952-962.
Lai, C. Y., & Liao, W.-H., (2002). Vibration control of a suspension system via a magnetorheological fluid damper. Journal of Vibration and Control, SAGE Publications, 8(4), 527–547.
Mabe, J. H., Cabell, R., & Butler, G., (2005). “Design and control of a morphing chevron for takeoff and cruise noise reduction, In: Proceedings of the 26th Annual AIAA Aeroacoustics Conference, Monterey, CA, EUA.
Mabe, J. H., Calkins, F. T., Bushnell, G. S., Bieniawski, S. R., (2011). “Aircraft systems with shape memory alloy (SMA) actuators, and associated methods”. In: US Patent 7878459B2, The Boeing Co.
Modesto, T. L.L., Zugaldía, A., González-Caballero, F., & Durán, J. D. G., (2006). Sedimentation and Redispersion phenomena in iron-based magnetorheological fluids, J. Rheol. 50, 543–560 https://doi.org/10.1122/1.2206716.
Modesto, T. L.L., Ana, G.R., Juan, D. G. D., & Fernando, G. C., (2008). “Preparation and Characterization of Iron-Based Magnetorheological Fluids Stabilized by Addition of Organoclay Particles”, Langmuir, 24(14), 7076–7084.
Mahmoodi, P., (1969). “Structural Dampers”, In: Journal of Structural Division, ASCE, 95(ST8), 1661-1672.
Mahmoodi, P., (1972). “Structural Dampers”, In: Journal of Structural Engineering, ASCE, (96), 1661-1672.
Manuel, J. G. F., Bombard, A. J. F., &Weeks, E. R., (2023). Effect of polydispersity in concentrated magnetorheological fluids. Smart Materials and Structures, Editora IOP Publishing, 32(4)., 045014.
Manzo, J., Garcia, E., & Wickenheiser, A., (2005). “Horner GC. Design of a shape-memory alloy actuated macro-scale morphing aircraft mechanism”, 232–40.
Mezger, T. G. (2014). The Rheology Handbook. (4a ed.), Hanôver: Vincentz Network, European Coatings Library.
Moraes, Y. J. O., (2021). Controle passivo de vibrações em sistema estrutural utilizando molas superelásticas: Comparação entre técnicas e análise da influência de variáveis. (Tese de Doutorado), 254f. L:1.
Morais, J., Gil, de M., Santos, C., Campos, C., A., & Candeias, P., (2017). “Shape Memory Alloy Based Dampers for Earthquake Response Mitigation” In: Structural Integrity Procedia. 5, 705 – 712.
Morillas, J. R., Bombard, A.J.F., & Vicente, R., (2016). Preparation and characterization of magnetorheological fluids by dispersion of carbonyl iron microparticles in PAO/1-octanol, Smart Mater. Struct. 25 015023. http://dx.doi.org/10.1088/0964-1726/25/1/015023.
Moura, E. D. A. (2003). Estudo de Suspensões Passivas, Semi-Ativa MR e Ativa. (Dissertação Mestrado) - Universidade Federal de Itajubá, Minas Gerais.
Moutinho, C. M. R., (2007). “Controle de Vibrações em Estruturas de Engenharia Civil”. (Tese de Doutorado em Engenharia Civil) - Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. Porto, Portugal: FEUP, p.394.
Oliveira, S. de A., & Savi, M. A., (2013). Os Materiais Inteligentes e suas aplicações. (Tese de Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Rio de Janeiro: “Modelagem Termomecânica de Ligas com Memórias de forma em um contexto tridimensional”.
Pereira A. S. et al. (2018). Metodologia da pesquisa científica. UFSM.
Pillai, M. V., Kazerooni, H., & Hurwich, A., (2011). Design of a Semi-Active Knee-Ankle Prosthesis., IEEE International Conference on Robotics and Automation, Shanghai, China.
Rabinow, J. J., (1948). “The Magnetic Fluid Clutch,” J. AIEE Trans., 67, 1308–1315.
Rocha, J. H. R. (2021). Avaliação de argilas organomodificadas e dispersantes no Preparo de suspensões magnetoreológicas. (Dissertação de Mestrado) - Universidade Federal de Itajubá-MG.
Rocha, J. H. R., J. G. F. Manuel., & Bombard., A. J. F. (2024). Synthetic oil gels with organoclays in the formulation of magnetorheological fluids. In: Journal of Intelligent Material Systems and Structures. 10.1177/1045389X241238781.
Ross, D., Ungar, E. E. & Kervin Jr, E. M., (1959). “Damping of Plate Flexural Vibrations by Means of Viscoelastic Layer”. In: Structural Damping: ASME, New York, USA, 49-99.
Roupec, J., Berka, P., Mazůrek, I., Strecker, Z., Kubík, M., Macháček, O & Andani, M. T., (2017). A novel method for measurement of MR fluid sedimentation and its experimental verification. Article in Smart Materials and Structures 10.1088/1361-665X/aa83f2.
Roupec, J., Michal, L., Strecker, Z., Kubík, M., Macháček, O. & Choi, H. J., (2021). Smart Mater. Struct. 30 027001. https://doi.org/10.1088/1361-665X/abd345.
Rother, E. T., (2007). Revisão sistemática x revisão narrativa. Acta paul. enferm. 20 (2). https://doi.org/10.1590/S0103-.
Sánchez-Alonso, M. A., Camporredondo-Saucedo, J. E., Castruita-Ávila, L.G., Equihua-Guillén, F., García-Lara, A. M., & Muñoz-Zertuche, A. A., (2020). “Magnetorheological fluids: synthesis, properties and applications”, In: Journal of Engineering SciencesRespuestas, 25(1), 184-194, https://doi.org/10.22463/0122820X.2436.
Sousa, S. R. G., Santos, M. P., & Bombard, A. J. F., (2019). Magnetorheological gel based on mineral oil and polystyrene-b-poly(ethene-co-butadiene)-b-polystyrene”, Smart Mater. Struct., 28, 105016.
Smith, D., Margrit, R. M., Roy, K. D. & Elliot, S. B. (2005) Outcome Assessment of a MR Microprocessor-Controlled Knee. Microprocessor Knee Symposium – American Academy of Orthotists & Prosthetists.
Sousa, S. R. G., Leonel, A. & Bombard, A. J. F. (2020). Smart Mater. Struct. 29 055039(16pp). https://doi.org/10.1088/1361-665X/ab6abe.
Sousa, S. R. G., & Bombard, A. J. F., (2019). “Redispersibility and its relevance in the formulation of magnetorheological fluids”, in: Magnetorheological Materials and their Applications, S. B. Choi and W. H. Li, Eds. London: The Institution of Engineering and Technology, 2019, pp. 1-18.
Sousa, S. R. (2019). Magneto Reologia: Caracterização de Fluidos e Géis, (Tese de Doutorado). Universidade Federal de Itajubá-MG.
Sousa, A. S.; Oliveira, G. S.; & Alves, L. H., (2021). A pesquisa bibliográfica: princípios e fundamentos. Cadernos da Fucamp, 20(43). https://revistas.fucamp.edu.
Steffe, J. F., (1996). Rheological Methods in food process engineering, 2.ed. Ed. Freeman Press, East Lansing, Michigan State, USA. p.418.
Szabó, D., Szeghy, G., & Zríny, M., (1998). “Shape transiction of magnetic field sensitive polymer gels”, Macromolecules 31, 6541 – 6548.
Szabó D. & Zríny M., (2000). “Muscular contraction mimiced by magnetic gels' ', em: 7 th International Conference on Electrorheological Fluids and Magnetorheological Suspensions - Honolulu, Hawai, USA, 19 - (23 Julho de 1999), Editor: R. Tao, World Scientific.
The National Institute of Standards and Technology (NIST) is an agency of the U.S. DepartmentofCommerce.(2005). Disponível em: https://web.archive.org/web/20150910033446/http://www.nist.gov/.
Torres, T. R., (2016). Controle Preditivo aplicado a um modelo não linear de suspensão automotiva semiativa com amortecedor magneto-reológico. (Dissertação de Mestrado), Salvador.
Tusset, Â. M., (2008). Controle Ótimo Aplicado em Modelo de Suspensão Veicular Não-linear Controlada através de Amortecedor Magneto-reológico. (Tese de Doutorado), Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre.
Vikram, G. K., Kolekar, S. & Madivalar, C., (2015). Preparation of Magnetorheological Fluids Using Different Carriers and Detailed Study on Their Properties/ American Journal of Nanotechnology, 6(1), 7.15
Wang, D. & Hou, Y., (2013). Design and experimental evaluation of a multidisk magnetorheological fluid actuator. Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 24, 640.
Xu, L.-h. & Li, Z.-x., (2012). Semi-active predictive control strategy for seismically excited structures using mrf-04k dampers. Journal of Central South University, Springer, 19, 2496–2501.
Zhang, P., Lee, K. H. & Lee, C. H. (2016). Friction behavior of magnetorheological fluids with different material types and magnetic field strength. Chin. J. Mech. Eng. 29, 84–90. https://doi.org/10.3901/CJME.2015.1126.139
Zion Market Research, (2024). https://www.zionmarketresearch.com/report/magneto-rheological-fluid-market
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2024 Karine Fortunato Silva Barbosa
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.
