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TREN DE LEVITACIÓN MAGNÉTIca



OBJETIVO: se pretende aplicar todos los conocimientos adquiridos durante la carrera.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: se requiere realizar un tren de levitación magnética, a pequeña escala.

MARCO TEORICO:
Son varios los países que han trabajado en el desarrollo de los sistemas de levitación magnética en los ferrocarriles, aunque actualmentesólo Alemania y Japón tienen proyectos concretos que podrían ser implantados para uso comercial en un futuro inmediato. Las dos teorías seguidas por estos países en el desarrollo de este tipo de ferrocarril son las siguientes:
El modelo alemán se basa en la suspensión usando electroimanes DC controlados.

Sistema de suspensión del modelo alemán
* El modelo japonés utiliza levitaciónmediante la aplicación de materiales superconductores.

  En Japón existe en la actualidad la línea Tokyo-Osaka del tren bala Tokaido Shinkasen que es utilizada diariamente por un gran número de pasajeros. Dicha línea fue inaugurada en 1964 y dicho tren alcanza una velocidad máxima de
270 Km/h; recorre la totalidad de la distancia de la línea en 150 minutos, y transporta alrededor de 140 millonesde pasajeros al año. Cada día salen de la estación central de Tokyo 140 trenes con 16 vagones. Cada tren mide 400 m y puede llevar hasta 1300 pasajeros. Debido a que la demanda es superior a la oferta es obvio que Japón necesita otra línea de velocidad entre Tokio y Osaka, y de aquí el gran interés por el rápido desarrollo del proyecto del tren de levitación en este país.
Las razones para laelección de este sistema de transporte son las siguientes:
* Debido a la falta de rozamientos, la velocidad máxima teórica que puede alcanzar es muy superior a la de un tren convencional.
* Es un tren muy seguro, pues sus características constructivas hacen imposible el descarrilamiento.
* Como no existe contacto entre las partes móviles, éstas apenas se desgastan. Además desaparece lacatenaria. Todo esto facilita el mantenimiento de los vehículos y la vía.
* Presenta niveles muy bajos de contaminación acústica.
* La única fuerza que limita su avance es la resistencia del aire.

El principio de funcionamiento de este tren es su propulsión, levitación y guiado por medio de la fuerza electromagnética que actúa entre los imanes superconductores del tren y las bobinasde la vía.
El sistema de propulsión del vehículo es un motor síncrono lineal:
* El inductor son las bobinas trifásicas colocadas en la vía.
* El inducido son las bobinas superconductoras del tren.
La vía se divide en partes de una determinada longitud y las bobinas que están dentro de cada parte se conectan en serie entre sí formando una sección de alimentación. Cada sección seconecta a la toma de corriente mediante un interruptor de sección.
 
El sistema de levitación está compuesto por un imán superconductor en el tren y bobinas cortocircuitadas en la vía, las cuales pueden sustituirse por unas planchas de metal, haciendo el mismo efecto.
Cuando el vehículo se mueve lo hace también el campo magnético creado por los imanes superconductores. Si el circuito esinductivo se genera una fuerza de levitación, mientras que si es resistivo la fuerza de levitación se anula y aparece una fuerza magnética de resistencia que se opone al movimiento.
Como este sistema se basa en la corriente inducida en la bobina de la vía, la fuerza de levitación es cero cuando está parado. La fuerza de levitación aumenta con la velocidad del vehículo, aunque por encima de ciertavelocidad el aumento es mínimo. Cuando la fuerza de levitación iguala el peso del vehículo, éste despega.
El sistema de guiado se basa en el mismo principio que el sistema de levitación. La diferencia entre ambos reside en que el sistema de levitación actúa siempre para generar una fuerza que soporte el peso del vehículo, mientras que el sistema de guiado genera una fuerza sólo cuando el vehículo se...
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