Trenes de levitacion magnetica

LEVITACIÓN MAGNÉTICA
(TRENES MAGLEV)
Introducción

Llamamos “levitación magnética” al fenómeno por el cual un material dado puede, literalmente, levitar gracias a la repulsión existente entre los polos iguales de dos imanes o bien debido a lo que se conoce como “Efecto Meissner”, propiedad inherente a los superconductores. La superconductividad es una característica de algunos compuestos, loscuales, por debajo de una cierta temperatura crítica, no oponen resistencia al paso de la corriente; es decir: son materiales que pueden alcanzar una resistencia nula. En estas condiciones de temperatura no solamente son capaces de transportar energía eléctrica sin ningún tipo de pérdidas, sino que además poseen la propiedad de rechazar las líneas de un campo magnético aplicado. Se denomina “EfectoMeissner” a esta capacidad de los superconductores de rechazar un campo magnético que intente penetrar en su interior; de manera que si acercamos un imán a un superconductor, se genera una fuerza magnética de repulsión la cual es capaz de contrarrestar el peso del imán produciendo así la levitación del mismo.

Hoy día el uso más extendido del fenómeno de levitación magnética se da en los trenes delevitación magnética. Un tren de levitación magnética es un vehículo que utiliza las ondas magnéticas para suspenderse por encima del carril (algunos de estos trenes van a 1 cm por encima de la vía y otros pueden levitar hasta 15 cm) e impulsarse a lo largo de un carril-guía. Si bien existen otras aplicaciones como, por ejemplo, las montañas rusas de levitación magnética o, lo que en laactualidad se encuentra bajo investigación, la propulsión de naves espaciales mediante este mismo fenómeno (lo que se menciona más adelante), estas se basan en los mismos principios que los trenes tanto para mantenerse levitando como para impulsarse a lo largo de un carril-guía. Por esta razón este trabajo se centrará en los trenes de levitación magnética y más aún, en el principio de funcionamiento deestos, dándole menos importancia a otros aspectos como: impacto ecológico, viabilidad económica (excepto en el caso de la propulsión de naves espaciales, donde se convierte en tema prioritario), confort, tendido estratégico de vías, diferentes diseños, etc.

El campo magnético es producido por la corriente que circula por un conductor. Para determinar la expresión del campo magnético producido poruna corriente se emplea dos leyes: ley de Biot – Savart y la ley de Ampére.

Efecto Meissner :

Leyes de Maxwell en conductor perfecto con H (externo): produce flujo opuesto para
contrarestar el flujo.
Si superconductor fuera conductor perfecto:
H=0 para T=Tamb ® T<Tc Þ se aplica H>0
Efecto: repulsión del campo magnético
H>0 para T=Tamb ® T<Tc Þ H penetra el material Þ flujomagnético atrapado
Efecto: no es posible levitar el material
1933, Berlín, Walther Meibner & Robert Ochsenfeld:
Superconductor repele campo magnético sin importar si se aplica antes o después de Tc.
Conocido como efecto Meissner. T<Tc

T<Tc T>Tc

La ley de Biot−Savart.

La ley de Ampére.

Teoría de materiales para lafabricación de rieles magnéticos.

Para explicar el magnetismo de levitación hemos supuesto que los espines de los átomos no interaccionaban entre sí. Para explicar el ferromagnetismo hemos de suponer que un espín dado interacciona con sus vecinos más próximos. En el modelo de Weiss el efecto medio de los átomos vecinos a uno dado se reemplaza por la acción de un campo magnético molecular o interno Debido ala interacción entre espines, el estado de menor energía se consigue cuando todos los espines apuntan en la misma dirección. A medida que se incrementa la temperatura más espines tienden a cambiar su
orientación disminuyendo el momento magnético medio, hasta que se anula a una determinada temperatura Tc, denominada temperatura crítica. Por encima de dicha temperatura, el sistema de espines se...