Experimento(Metodologia De Investigacion)

Metodología de Investigación
1 de junio de 2011
¿Cómo mover un barco sin usar un motor convencional?
Gabriel López, Alain Pineda, Carlos Hoyos, Andrés Riojas y Natalia Vázquez
Colegio Marymount, Cuernavaca, Mor.
colegio@marymount.edu.mx
Asesor: Dr. Sergio Cuevas, Centro de Investigación en Energía, UNAM- Campus Morelos
Resumen
Se construyó un pequeño barco para ilustrar el principio dela
magnetohidrodinámica (MHD). Se utilizó un barco de plástico al cual se
le colocó una pila de 9V en la parte superior, la cual se conectó a dos
barras de grafito en la parte inferior del barco mediante el uso de
caimanes. Dichas barras actuaron como electrodos y se fijaron con
plastilina. Se colocó un imán de neodimio en la parte superior del barco
que interactuó con la corrienteeléctrica, generando una fuerza. El barco
se colocó en un recipiente que contenía agua y una sal con una
concentración al 2.5% (cloruro de sodio y bicarbonato de sodio). Se
midió la velocidad y el tiempo en el que avanzó. También se midió la
intensidad de corriente de dichos fluidos a la misma concentración (más
otra concentración con agua e hidróxido de potasio) mediante un
multímetro. Al utilizarla fórmula F=I x B se calculó la fuerza generada
por cada fluido. Se observó que la fuerza fue mayor en la solución que
generó una mayor intensidad de corriente, como se esperaba.
Introducción
Se le denomina magnetohidrodinámica a la disciplina académica que se encarga
de estudiar el movimiento de fluidos conductores, provocado por la presencia de una
corriente eléctrica y campos magnéticos.Con la presencia de corriente eléctrica en un
fluido conductor y la combinación de un campo magnético, se crean fuerzas que inducen
corrientes en el fluido conductor. La fuerza que se aplica se puede deducir por la
ecuación: F = I x B, donde I es la intensidad de corriente y B es el campo magnético
aplicado. La fuerza generada es perpendicular al campo magnético y la velocidad, por lo
quese puede controlar la dirección de la fuerza (Font y Dudley, 2004)
Nuestro proyecto tuvo como objetivo utilizar una aplicación que existe de la
magnetohidrodinámica: el movimiento de un barco. Se observaron y midieron las fuerzas
resultantes de distintos fluidos conductores que se crearon dependiendo de la variación
de la intensidad de la corriente eléctrica y el campo magnético aplicado.
2Antecedentes
La MHD estudia el movimiento de fluidos eléctricamente conductores en campos
magnéticos; esta disciplina se ha vuelto popular en las últimas décadas, en especial
cuando el científico sueco Hannes Alfvén incurrió en este campo. Sus trabajos en esta
área lo condujeron a obtener el Premio Nobel de física en el año de 1970. (Wikipedia,
2011)
La MHD surge de la fusión de la dinámicade fluidos y el electromagnetismo. La idea
principal y con la cual trabajamos es que a partir de añadir un campo eléctrico o
magnético a un fluido conductor se generara una fuerza que actúe como corriente. [Ver
Fig. 1] (Wikipedia, 2011).
Las fuerzas magnéticas pueden utilizarse para producir movimientos en líquidos
conductores una aplicación directa se da en el bombeo de fluidos o en lapropulsión de
barcos. Se han realizado experimentos como el del buque japonés “Yamato 1”, con los
principios de la magnetohidrodinámica y varios de ellos se han convertido en aplicaciones
en diversos campos de la ciencia como la geofísica y la astrofísica. En la ingeniería, la
magnetohidrodinámica se ha utilizado en el confinamiento de plasma, el enfriamiento por
metales líquidos de losreactores nucleares y el moldeado electromagnético (Wikipedia,
2011).
La MHD también ha generado ideas que parecían descabelladas, una de ellas era
propulsar un barco utilizando la corriente que generaría la MHD hacia un fluido, en este
caso el agua de mar. En Japón, en la Universidad de Osaka se trabajó en este proyecto,
para construir un barco eficiente que funcionara por los principios de la...