AL RITMO DEL IMAN. G9NL10 Por más de 80 años se ha venido desarrollando un nuevo medio de transporte que en su época fue subestimado y visto como un tabú, pero casi 50 mas tarde en 1968 la necesidad de desarrollar un medio de transporte de alta velocidad y que diese respuesta a los problemas energéticos y ambientales, llevo a Alemania a la investigación de la levitación magnética área de investigación propuesta por el alemán Hermann Kemper en 1922. Dada la necesidad y las herramientas la idea no tardaría más de 3 años en tomar forma, y gracias al apoyo dado por el gobierno, un nuevo medio de transporte se hizo presente en Alemania “Magnetbahn Transrapid”. Este medio de transporte tomaría fuerza en China a principios del siglo convirtiéndose hoy en el medio de transporte más rápido y efectivo, con velocidades de hasta 450Km/h y con un consumo de energía razonable, el 40% del consumo normal para un vehículo. Pero el desarrollo del magnetismo no para ahí, también encuentra funcionalidad en el desplazamiento en edificios muy altos, en el almacenamiento de energía e incluso en medicina cardiovascular. Introducción El aporte de la electricidad en los medios de transporte se ha visto desde la segunda guerra mundial, desde entonces grandes motores eléctricos eran utilizados para el desplazamiento de los submarinos una vez estos se encontraban sumergidos. Después vendrían los trenes eléctricos los cuales utilizaban la potencia eléctrica disponible para su desplazamiento. Pero llego el momento de que el magnetismo haga su aporte con el desarrollo de la levitación magnética. La levitación magnética se basa en el principio de atracción-repulsión entre dos campos magnéticos, en donde la fuerza estática repulsiva entre polos magnéticos del mismo tipo, permite la suspensión del elemento superior. Evolución del sistema maglev. 1922: Hermann Kemper presenta el principio de levitación magnética. 1934: Primera patente para tecnología de la levitación magnética 1969: Lanzamiento del HSR (high performance, high speed rail) por parte de la industria y el ministerio de transporte alemán, dando inicio al estudio del maglev como tal. 1971: Primer vehículo de levitación recorre 660m. 1975-79: Se desarrolla y mejora la técnica de propulsión por medio de motores lineales con estatores largos e imanes conductores. 1979-87: Alcanzan nuevas velocidades pasando de 204 km/h a 400Km/h. 2000-02: construcción e inauguración de maglev en China, el cual se desplaza con una velocidad máxima de 431 Km/h y una media de 250Km/h. Cómo funciona el sistema maglev? El funcionamiento se basa en la generación de un campo magnético producido por la excitación de los imanes a bordo y aquellos en los estatores de los motores lineales presentes a lo largo del carril guía dada por una corriente controlada. Los imanes empujan el tren haciéndolo levitar generando un espacio de 8 a 12 milímetros. El sistema consiste en cuatro componentes, el carril, el vehículo, la fuente de poder y el sistema de control operacional. El carril: Este guía la dirección y el movimiento del tren, además de soportar la carga del mismo. La estructura del carril consta de vigas de acero o concreto reforzado que conectan los estatores a la estructura y fortalecen los pilares de concreto que lo sostienen. El vehículo: Sin lugar a dudas el vehículo es la parte más importante del sistema maglev, compuesto por un chasis de levitación formado por imanes montados a lo largo del chasis que le ayudan a mantenerse equilibrado. Además de esto lleva un sistema de suspensión secundario, aparatos eléctricos como baterías internas, sistema de frenado de emergencia y un sistema de control levitacional. Fuente de poder: El sistema de suministro de energía incluye subestaciones de voltaje, cables alimentadores, interruptores y otros suministros. El sistema suministra al tren con el poder necesario para energizar los estatores a lo largo del carril. El sistema toma un alto voltaje de una corriente alterna de 110KV, la cual es reducida por un transformador a 20 KV y 1,5KV y convertida a una corriente directa por un rectificador, entonces se convierte de nuevo a corriente alterna de frecuencia variable entre 0 y 300 Hz a través de rectificador. La corriente alimenta el estator a lo largo de la vía mediante cables y estaciones de conmutación, lo que genera fuerzas de propulsión entre el estator y los imanes internos del vehículo. Sistema operacional de control: Esta es la garantía del funcionamiento normal y correcto del sistema maglev. Este incluye todo el equipo de seguridad, ejecución y planeación, así como intercomunicadores. Este sistema consiste en un control de operación central, un sistema de comunicación descentralizada y sistemas de comunicación a bordo de cada vehículo. Optimización de la levitación magnética Los avances científicos siempre han ido de la mano de modo que en algún momento puedan complementarse mutuamente, es así como los superconductores vienen a hacer parte del futuro de la levitación magnética. Los superconductores tienen la capacidad intrínseca de conducir corriente eléctrica con resistencia y pérdida de energía cercanas a cero en ciertas condiciones, estas condiciones son temperaturas cercanas al 0 absoluto. La superconductividad fue descubierta por el físico holandés Heike Kamerlingh Onnes en 1911. Se espera en el futuro que el vehículo del sistema maglev este formado por materiales superconductores los cuales creen campos magnéticos opuestos al de un imán permitiendo que la corriente inducida siga fluyendo sin resistencia manteniendo el vehículo suspendido indefinidamente. Para llegar a este punto, primero hay que pasar la barrera que los superconductores nos presentan, y es la barrera de las temperaturas bajas. Si se descubre o crea un material con características superconductoras a temperatura ambiente, el alcance de súper velocidades será cuestión de tiempo. Nuevos retos Con la aplicación del magnetismo en los medios de transporte, viene el reto de acoplar esta tecnología a espacios reducidos. Es por esto que en el instituto electrónico de la Escuela Técnica Superior de Aachen el ingeniero Dirk Van Riesen ha propuesto el desarrollo de ascensores que se desplacen sin cables en dirección vertical y horizontal. El funcionamiento de este ascensor sería muy similar al de los trenes magnéticos del sistema maglev. La principal diferencia entre los dos mecanismos es que el primero busca movimientos horizontales y verticales, mientras el segundo lo hace exclusivamente de manera horizontal, además de esto los ascensores sin cables se perfilan como solución para la movilización en construcciones. las futuras grandes El ascensor compuesto por grandes imanes estaría sujeto gracias al campo generado por bobinas eléctricas ubicadas en los espacios por donde se desplaza el ascensor. En caso de fallar uno de estos campos a causa de una inestabilidad en la corriente eléctrica, el ascensor estaría equipado de garras que se cerrarían automáticamente evitando la caída libre del ascensor. Las estructuras por las cuales se desplazarían estos ascensores serian estructuras en forma de malla de modo que puedan alcanzar cualquier lugar aprovechando su capacidad de movimiento horizontal y vertical, además de esto, los ascensores estarían dotados de campos magnéticos en su exterior para guardar distancias y así evitar posibles choques. Otras aplicaciones de la levitación magnética La levitación magnética también tiene aplicaciones en otras áreas, como es el caso del almacenamiento de energía ya que la levitación permite que una rueda superconductora gire ininterrumpidamente cuando está inmersa en un campo magnético de manera que almacene la energía mecánica. Esto permite el almacenamiento de energía generada en centrales eléctricas en horas de baja demanda de consumo eléctrico, y su uso en horas pico, evitando la superproducción de energía y con esto el desperdicio de la misma. Conclusiones El desarrollo e implementación del sistema maglev, demuestra que la levitación magnética es un mecanismo seguro, económico y eficiente de transporte, además de esto abre las puertas a nuevos métodos de desplazamiento. La interacción entre superconductividad y magnetismo son base para el desarrollo, mejoramiento y aplicación de nuevas tecnologías, tecnologías eficientes y amigables con el medio ambiente. La comprensión detallada y correlación de los avances tecnológicos, son el factor clave para el diseño, montaje y optimización de dispositivos reales. Autor: DIEGO LEONARDO DIAZ V. PALABRAS CLAVE Estator: es una parte fija de una máquina rotativa, la cual alberga una parte móvil (rotor), en los motores eléctricos el estator está compuesto por un imán natural (en pequeños motores de corriente continua) o por una o varias bobinas montadas sobre un núcleo metálico que generan un campo magnético en motores más potentes y de corriente alterna Referencias http://www.smtdc.com/en/gycf3.asp http://webcache.googleusercontent.com/search?q=ca che:BlScz9ZhEtIJ:cultura.terra.es/cac/articulo/html/cac 2511.htm+repulsion+magnetica+para+la+levitacion&c d=4&hl=es&ct=clnk&gl=co&client=firefox-a http://webcache.googleusercontent.com/search?q=ca che:3KjvMPo2ZdQJ:www.profisica.cl/comofuncionan/c omo.php%3Fid%3D23+repulsion+magnetica+para+la+l evitacion&cd=3&hl=es&ct=clnk&gl=co&client=firefox-a http://www.fisicanet.com.ar/fisica/magnetismo/ar02_ levitacion_magnetica.php http://www.cienciapopular.com/n/Ciencia/Supercond uctividad/Superconductividad.php http://www.dwworld.de/dw/article/0,,2142611,00.html http://webcache.googleusercontent.com/search?q=ca che:S6hcTG4nUsAJ:www.anecipn.org/nuevaweb/cong resos/archivo/XXIII/dia16/com13_16.htm+Ventr%C3% ADculo+de+Asistencia+centr%C3%ADfugo+magnetico &cd=2&hl=es&ct=clnk&gl=co&client=firefox-a