diumenge, 28 de febrer de 2016

Trenes de levitación magnética

El pasado año, un tren japonés de levitación magnética o maglev, llegó a superar los 600 km/h durante casi 11 segundos, tal y como podéis ver en la siguiente noticia:




Atendiendo al siguiente artículo podemos averiguar los tipos que hay y su funcionamiento:

Actualmente existen 3 tipos de trenes de levitación magnética y se diferencian entre sí en el tipo de tecnología de levitación que utilizan. Un imán contiene dos polos de corriente, positivo y negativo. Los polos de distinto signo se atraen y los de igual signo se repelen, por lo que si enfrentamos dos imanes del mismo signo se alejarán uno del otro. Según la forma como consigamos crear esos campos electromagnéticos tendremos un tipo u otro de supensión:

-Suspensión electrodinámica (EDS): Este sistema permite transportar altas cargas de peso a altas velocidades utilizando superconductores refrigerados por nitrógeno para generar los campos magnéticos. Estos campos son extremadamente potentes y afectan tanto al exterior como al interior del tren, lo que hace imposible que pasajeros con marcapasos puedan viajar en él con seguridad. El principal problema de esta tecnología no es este sino el coste necesario para su construcción y funcionamiento.

-Suspensión electromagnética (EMS): Esta tecnología emplea campos magnéticos poco peligrosos mediante electroimanes convencionales. Permite velocidades muy altas aunque el principal problema que presenta es el alto coste de construcción y de explotación. Esta es la tecnología utilizada por Japón y por Alemania en el Transrapid.
-Suspensión con imanes permanentes (Indutrack): Es un sistema que no utiliza la corriente eléctrica para generar la fuerza magnética necesaria para mover el tren sino que emplea imanes permanentes lo que se traduce en un menor coste energético y de explotación, además permite hacer funcionar el tren en caso de fallo de la corriente eléctrica.

¿Cómo conseguimos que avance un tren de levitación magnética?

Una vez que hemos visto los distintos tipos de levitación existentes, y ya hemos elegido el sistema para hacer "flotar" al tren encima de la vía, ya solo tenemos que impulsarlo para que avance. La mayor dificultad está en el momento del arranque, en donde se suele usar algún tipo de ayuda, a partir del primer empuje "va todo sobre ruedas", o mejor dicho, sin ellas.

Como hemos mencionado, los polos de los imanes de distinto signo se atraen y los del mismo signo se repelen. Utilizando esta misma técnica conseguimos que el tren avance. La disposición de los imanes varía según el modelo de levitación elegido, pero para explicar la forma en que se produce el desplazamiento utilizaremos el más sencillo, el sistema Indutrack.


Bajo el tren van colocados linealmente imanes permanentes orientados adecuadamente, como se muestra en la figura anterior, cada imán está girado 90º respecto al anterior y al siguiente para potenciar el campo magnético bajo él y disminuirlo sobre él.

Las “vías” del tren son hileras de conductores dispuestos transversalmente a la vía, y aislados entre sí. Mientras el tren está parado, los imanes no se repelen con los conductores de la vía. Por tanto, mientras el vagón está parado no levita y por ello necesita de pequeñas ruedas para apoyarse y para “despegar y aterrizar”.

Cuando el tren se mueve, los imanes inducen corrientes eléctricas en los conductores de la vía, las cuales, a su vez, generan un campo magnético opuesto al de los imanes que aumenta con la velocidad del tren. Cuando el tren alcanza suficiente velocidad, unos 5 km/h, despega, es decir, levita. A mayor velocidad, mayor fuerza de levitación magnética.

Cuando la velocidad decrece por debajo de 5 km/h, el tren aterriza de nuevo, pues disminuyen las corrientes en los conductores y por tanto el campo magnético opuesto a los imanes también decrece. Al parar, también cesan las corrientes en la vía pues los imanes del vagón no se mueven respecto a ella.


Como conclusión, estos trenes tienen la ventaja de que pueden alcanzar velocidades muy elevadas, ya que el rozamiento es prácticamente nulo, utilizan el electromagnetismo para levitar sobre los raíles, pero este sistema supone elevados costes que hacen que sea difícil que se expandan estos trenes.

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