Resumen rápido:
Los imanes segmentados son imanes permanentes curvos, con forma de baldosa, que forman conjuntos circulares o cilíndricos. Se utilizan habitualmente en motores, generadores, acoplamientos magnéticos, sensores, rodamientos, aerogeneradores y equipos médicos o científicos, ya que generan campos magnéticos concentrados y son más fáciles de fabricar que los imanes anulares grandes y complejos.
El NdFeB es la opción predeterminada para la mayoría de las aplicaciones de alto rendimiento, mientras que el SmCo resulta adecuado para entornos con altas temperaturas o propensos a la corrosión, y la ferrita ofrece una opción más económica. Para elegir el imán segmentado adecuado, es necesario tener en cuenta la dirección de magnetización, la temperatura de funcionamiento, la tensión mecánica, el riesgo de desmagnetización, las tolerancias de fabricación, el recubrimiento y la fijación.
El diseño de un motor, un generador o un acoplamiento magnético suele encontrarse con un obstáculo cuando se necesita un campo magnético potente y direccional en una geometría circular. Un imán anular de una sola pieza parece la solución ideal, pero los imanes de tierras raras sinterizados son frágiles y difíciles de prensar, mecanizar y magnetizar cuando tienen formas grandes y complejas; además, esos anillos son caros o imposibles de fabricar. Si te equivocas en el ángulo, el radio o el grosor, puedes arruinar el perfil del par de cogging del motor. ¿La buena noticia? Puedes evitar todos estos problemas eligiendo imanes segmentados.
En esta guía, como profesional imanes con segmentos personalizados Como fabricante, te explicaré qué son los imanes segmentados, cómo se comparan materiales como el neodimio, el SmCo, la ferrita y el alnico, qué dirección de magnetización se adapta mejor a los sistemas de flujo radial frente a los de flujo axial, y cómo especificar el tamaño, el ángulo y el recubrimiento. También descubrirás por qué los imanes segmentados predominan en los motores, generadores y acoplamientos magnéticos de los vehículos eléctricos, y qué errores comunes debes evitar antes de realizar un pedido.
¿Qué son los «imanes de segmento»? La respuesta sencilla
Los imanes segmentados reciben diversos nombres: imanes en arco, arcos magnéticos, imanes de neodimio en forma de baldosa o segmentos magnéticos. Da igual cómo se llamen, la idea fundamental es la misma.
Son arcos curvados, parecidos a baldosas, que forman partes de un anillo o cilindro más grande. Imagínatelos como porciones de una pizza magnética. Al unir varios segmentos, se obtiene un circuito magnético circular completo.
¿Por qué no fabricar simplemente un imán de anilla grande?
Buena pregunta.
La respuesta radica en el proceso de fabricación. Los imanes de tierras raras sinterizados, como los de neodimio (NdFeB), son extremadamente frágiles y difíciles de fabricar en formas de anillo grandes y complejas. Segmentar el imán facilita su prensado, mecanizado, magnetización y montaje. Además, permite un mayor control sobre el campo magnético.
Esa es la razón por la que los imanes segmentados #1 predominan en los motores y generadores de alto rendimiento.
Características principales de los imanes segmentados
Estas son las características que hacen que los imanes de segmento sean tan eficaces.
- Forma: Curvo o en forma de arco. Su geometría está diseñada para adaptarse al contorno de un rotor o al interior de un estator.
- Materiales: Lo más habitual es el NdFeB, pero también se utilizan el samario-cobalto (SmCo), la ferrita y el alnico.
- Recubrimientos: Son habituales el níquel (Ni-Cu-Ni), el zinc, el epoxi y el fosfatado. Los recubrimientos evitan la corrosión y mejoran la adherencia del pegamento.
- Tolerancias estrictas: En aplicaciones de alta precisión, las tolerancias pueden ser tan ajustadas como 0,02 mm o 0,001″. Eso equivale, básicamente, al grosor de un cabello humano muy fino.
- Magnetización personalizada: Se pueden especificar direcciones de magnetización diamétricas, radiales (aproximadas), cordales o axiales.
Consejo profesional: Si vas a encargar imanes segmentados a medida, presta mucha atención al ángulo, al radio interior, al radio exterior y al grosor. Un pequeño error en estos aspectos puede arruinar el perfil del par de cogging de un motor.
Aplicaciones habituales de los imanes segmentados
Los imanes de segmento están por todas partes, aunque no los veas.
Motores y generadores eléctricos
Este es el más importante. Los imanes segmentados se montan en rotores y estatores para interactuar con bobinas de cobre. Se utilizan en:
- Motores de corriente continua sin escobillas
- Servomotores
- Motores paso a paso
- Motores síncronos de imanes permanentes (PMSM)
- Motores de tracción para vehículos eléctricos
En 2026, los motores de los vehículos eléctricos seguirán siendo el principal motor de la demanda de imanes de NdFeB de alto rendimiento en forma de segmento. Los fabricantes de automóviles buscan una mayor densidad de par, un menor peso y una mayor eficiencia. Los imanes en forma de segmento cumplen estos tres requisitos.
Acoplamientos magnéticos
Los acoplamientos magnéticos utilizan imanes segmentados para transmitir el par a través de una barrera sin contacto físico. Esto resulta fundamental para las bombas que manipulan fluidos peligrosos o para los sistemas de vacío, en los que las juntas suponen un problema.
Sensores y cojinetes
La maquinaria de alta precisión suele requerir configuraciones magnéticas circulares. Los imanes segmentados proporcionan la forma de campo exacta que necesitan los sensores, los cojinetes magnéticos y los actuadores.
Aerogeneradores
Los generadores de los aerogeneradores también utilizan imanes en forma de segmento de arco. Su diseño curvo aumenta la densidad de potencia y contribuye a convertir la energía mecánica en electricidad de forma más eficiente.
Equipos médicos y científicos
Los equipos de resonancia magnética (RM), la resonancia magnética y los equipos de investigación especializados utilizan imanes de arco potentes y estables. En este ámbito, los imanes segmentados de samario-cobalto suelen destacar por su estabilidad térmica.
Materiales utilizados en los imanes segmentados
No todos los imanes segmentados son iguales. La elección del material lo cambia todo.
| Material | Fuerza | Temperatura máxima de funcionamiento | Resistencia a la corrosión | Uso habitual |
|---|---|---|---|---|
| NdFeB | Más alto | 80 °C–220 °C (dependiendo del grado) | Bajo, sin recubrimiento | Motores para vehículos eléctricos, robótica, generadores |
| SmCo | Alto | Hasta 350 °C | Excelente | Aeroespacial, de fondo de pozo, médico |
| Ferrita | Bajo | ~250 °C | Excelente | Motores y altavoces económicos |
| Alnico | Medio | Hasta 540 °C | Bien | Sensores, medidores, alta temperatura |
Imanes de neodimio (NdFeB) en forma de segmento
Estos son los imanes permanentes más potentes que se pueden encontrar en el mercado. Son habituales los grados como N42, N45SH, N48H y N52. Los grados de alta coercitividad (como el N42SH o el N35UH) se utilizan cuando las temperaturas de funcionamiento son elevadas.
Los imanes de arco de neodimio te ofrecen la máxima fuerza magnética en un diseño compacto. Por eso son los más utilizados en motores de vehículos eléctricos, robótica y generadores de alto rendimiento.
Pero tienen un punto débil: la corrosión. Sin un recubrimiento adecuado, los imanes de NdFeB pueden oxidarse y desmoronarse. Por eso, casi siempre llevan un recubrimiento de níquel, epoxi o zinc.
Imanes del segmento de samario-cobalto (SmCo)
Los imanes de SmCo no son tan potentes como los de NdFeB, pero destacan por su resistencia a la temperatura y su estabilidad frente a la corrosión. Si tu aplicación implica temperaturas superiores a 300 °C —como en los motores a reacción o en la perforación de pozos—, los imanes de arco de SmCo son la mejor opción.
Imanes de ferrita en forma de segmento
Los imanes de ferrita (cerámicos) son mucho menos potentes. Sin embargo, son baratos, resistentes a la corrosión y aislantes eléctricos. Se utilizan en aplicaciones de motores en las que el coste es un factor determinante, en altavoces y en proyectos de manualidades.
Imanes de alnico en segmentos
Los imanes de alnico tienen una excelente estabilidad térmica y pueden soportar altas temperaturas sin desmagnetizarse. Se utilizan en sensores, contadores y modelos de motores más antiguos.
¿En resumen? Para la mayoría de las aplicaciones de imanes del segmento de alto rendimiento en 2026, el NdFeB es la opción por defecto. Pero el SmCo y la ferrita siguen teniendo su lugar.
Dirección de magnetización: por qué es importante
Aquí es donde mucha gente se confunde.
Los imanes segmentados pueden magnetizarse en diferentes direcciones, dependiendo de si se está construyendo un sistema de flujo radial o de flujo axial.
- Magnetización diametral: El campo magnético es perpendicular al eje de rotación. Esta es la norma para los motores y generadores de flujo radial.
- Magnetización radial: El campo apunta directamente hacia fuera desde el centro. La magnetización radial verdadera es difícil de conseguir, por lo que los ingenieros suelen aproximarla utilizando varios segmentos magnetizados diametralmente.
- Magnetización por cordón: Se utiliza en las matrices de Halbach para potenciar el flujo magnético en un lado y anularlo en el otro.
- Magnetización axial: El campo es paralelo al eje de rotación. Esto es habitual en los motores de flujo axial y en los acoplamientos magnéticos.
Consejo profesional: Si estás diseñando una matriz de Halbach, es probable que necesites una combinación de imanes de arco magnetizados en cordón e imanes de arco estándar magnetizados diametralmente. Es más importante acertar con la dirección de magnetización que la calidad del imán en sí.
Imanes segmentados frente a imanes de barra: ¿cuál es la diferencia?
Esta es una pregunta que me hacen muy a menudo.
Ambos son imanes permanentes de neodimio. Ambos son potentes. Pero sus formas y sus usos son completamente diferentes.
Imanes en barra Son bloques rectangulares o cuadrados con un eje norte-sur sencillo. Son ideales para sujetar objetos, encajar piezas, instalar sensores y realizar demostraciones educativas. El campo magnético es relativamente recto y fácil de predecir.
Imanes segmentados son arcos curvos. Su forma les permite adaptarse a cilindros y rotores. Generan un campo magnético más concentrado y direccional a lo largo de un entrehierro curvo. Por eso constituyen la columna vertebral de los motores eléctricos.
He aquí una analogía sencilla:
- Un imán en barra es como un martillo: sencillo y de uso general.
- Un imán segmentado es como un engranaje a medida: diseñado para una máquina rotativa concreta.
Si estás trabajando con un motor, un generador o un acoplamiento, casi siempre necesitarás imanes segmentados. Si estás llevando a cabo un proyecto de bricolaje o construyendo un sensor sencillo, puede que te basten unos imanes de barra.
Cómo elegir el imán de segmento adecuado
Elegir el imán de segmento adecuado no consiste simplemente en elegir el de mayor potencia. Debes tener en cuenta estos seis factores:
- Par de apriete y rango de velocidad requeridos: Un par de giro más elevado suele deberse a imanes más potentes o a un mejor diseño del circuito magnético.
- Temperatura de funcionamiento: Si tu motor se calienta mucho, elige grados de alta coercitividad, como el N42SH o el N45UH. Para condiciones de calor extremo, opta por el SmCo.
- Tensión mecánica: Los rotores giran a gran velocidad. Los imanes deben resistir las fuerzas centrífugas y los ciclos térmicos. Es fundamental que la unión y el montaje sean correctos.
- Riesgo de desmagnetización: Las corrientes elevadas y las altas temperaturas pueden desmagnetizar el NdFeB. Comprueba el punto de inflexión del tipo de material que hayas elegido.
- Tolerancias de fabricación: Las tolerancias ajustadas reducen los huecos de aire y mejoran el rendimiento, pero aumentan el coste.
- Requisitos de recubrimiento: El níquel es el tratamiento estándar. El epoxi mejora la adherencia del pegamento. El fosfatado también favorece la adhesión.
Consejo profesional: Si tienes dudas, recurre a un proveedor de imanes que ofrezca asistencia en el diseño. Podrán realizar un análisis de elementos finitos (FEA) de tu rotor o estator antes de que te comprometas a realizar un pedido de utillaje.
Fabricación de imanes segmentados: una breve descripción general
¿Te preguntas cómo se fabrican estos imanes segmentados? Aquí tienes la versión resumida:
- Selección de materiales: Mezclar neodimio, hierro y boro en proporciones precisas.
- Fresado: Moler la aleación hasta convertirla en un polvo fino.
- Prensado: Compactar el polvo en un campo magnético para alinear los dominios magnéticos.
- Sinterización: Fusión de las partículas a altas temperaturas para crear una pieza bruta de imán densa.
- Mecanizado: Cortar o rectificar la pieza en bruto para darle forma de arco. El corte por hilo es habitual para formas complejas; la rectificación de perfiles resulta adecuada para lotes grandes.
- Recubrimiento: Aplicación de níquel, epoxi o zinc para prevenir la corrosión.
- Magnetización: Exponer el imán ya terminado a un campo magnético intenso para fijar la orientación.
El paso #5 es la parte más complicada. Dado que el NdFeB es frágil, el mecanizado de los imanes de arco requiere un cuidado especial. Por eso, las tolerancias estrictas y los chaflanes suponen un coste adicional.
Eficiencia de los imanes segmentados y par de cogging
He aquí un concepto técnico que conviene comprender.
En los motores con ranuras, la interacción entre los imanes y los dientes del estator provoca un par de cogging. Esto genera ondulación del par, vibraciones y ruido. Reduce la suavidad de funcionamiento y merma la eficiencia.
Los imanes segmentados ayudan a solucionar este problema.
Mediante el uso de segmentos de arco asimétricos o con formas especiales, los diseñadores de motores pueden minimizar el efecto de cogging. Esto se traduce en un funcionamiento más suave y un mejor rendimiento general.
Otro reto son las pérdidas por corrientes parásitas. Cuando un motor está en funcionamiento, los campos magnéticos cambiantes inducen corrientes en los imanes. Esas corrientes generan calor. Si se genera demasiado calor, se corre el riesgo de que se desmagnetice.
¿La solución? Imanes laminados en forma de arco. Están fabricados con finas capas unidas entre sí. Reducen las pérdidas por corrientes parásitas sin alterar la estructura del motor. En 2026, los imanes laminados segmentados se están convirtiendo en la opción preferida para los motores de alta velocidad.
Tendencias para 2026 en la tecnología de imanes segmentados
El sector de los imanes no se queda quieto. Esto es lo que voy a seguir de cerca en 2026.
1. Imanes de mayor densidad energética
La investigación sobre nuevas aleaciones y controles de procesos está permitiendo mejorar cada vez más las calidades de NdFeB. Las calidades N52 y superiores están adquiriendo una mayor viabilidad comercial.
2. Reducción del uso de tierras raras
La presión sobre los costes y la cadena de suministro está llevando a los diseñadores a utilizar menos neodimio. Los imanes laminados en forma de arco y las geometrías optimizadas de los rotores ayudan a conseguir un rendimiento similar con menos tierras raras.
3. Mayor resistencia térmica
Los grados de alta coercitividad y la mejora de los procesos de difusión en los límites de grano están ampliando el rango de temperaturas de funcionamiento de los imanes segmentados de NdFeB.
4. Adopción de la matriz de Halbach
Las matrices de Halbach no son una novedad, pero están ganando terreno en los sectores aeroespacial, de la robótica y de los motores de alta eficiencia. Ofrecen una mayor densidad de flujo en el entrehierro y una menor distorsión armónica.
5. Abastecimiento competitivo y cambios en la cadena de suministro
A partir de 2026, muchos fabricantes están diversificando sus cadenas de suministro de tierras raras para no depender de un único proveedor. Esto repercute en los precios, los plazos de entrega y la disponibilidad de los materiales.
Errores comunes que hay que evitar
Déjame ahorrarte unos gastos innecesarios.
- Sin tener en cuenta la dirección de la magnetización: Si la dirección es incorrecta, el motor es débil. Y punto.
- Omisión del recubrimiento: Los imanes de NdFeB sin recubrimiento se corroen rápidamente, sobre todo en entornos húmedos.
- Subestimar el calor: Las altas temperaturas pueden desmagnetizar de forma permanente los grados N estándar. Utiliza los grados SH, UH o EH cuando sea necesario.
- Falta de vínculo afectivo: Si los imanes se desprenden de un rotor a 10.000 rpm, todo el conjunto falla. Utiliza el adhesivo adecuado y prepara bien la superficie.
- Olvidar las tolerancias: Un aumento de 0,1 mm en el entrehierro puede reducir la eficiencia del motor en varios puntos porcentuales. Merece la pena invertir en precisión.
Ejemplo real: Por qué los imanes segmentados son la mejor opción para los motores de los vehículos eléctricos
A continuación, te presento un breve caso práctico basado en mi experiencia trabajando con fabricantes de motores.
Un cliente acudió a nosotros con un diseño de rotor que utilizaba un único imán anular de gran tamaño. Su fabricación resultaba cara y era difícil de magnetizar. Al optar por 24 imanes segmentados dispuestos en anillo, consiguieron:
- Reducción del coste de fabricación en un 18%
- Mejora de la uniformidad del campo magnético gracias al 12%
- Montaje y sustitución simplificados
¿El resultado? Un motor más eficiente y más fácil de fabricar.
Ese es el poder de la segmentación.
Conclusión
Entonces, ¿qué son los imanes segmentados? Son los componentes curvos, con forma de arco, que hacen posible el funcionamiento de la maquinaria rotativa de alto rendimiento. Desde motores de vehículos eléctricos hasta aerogeneradores, estos imanes generan campos magnéticos potentes y concentrados con geometrías que los imanes de una sola pieza no pueden igualar.
Si vas a diseñar un motor, un generador o un acoplamiento en 2026, es imprescindible que conozcas bien los imanes segmentados. Empieza por el material, determina con precisión la dirección de magnetización y no te olvides del recubrimiento.
¿Estás listo para dar el siguiente paso? Echa un vistazo a mi guía completa sobre cómo elegir imanes, o ponte en contacto con un proveedor que te pueda ayudar a poner en marcha FEA en tu diseño.
Porque, al fin y al cabo, un imán de segmento adecuado no solo mejora el rendimiento, sino que te da una ventaja competitiva.
