Investigacin N 1 Calificacin:..

TREN DE LEVITACION MAGNETICA (MAGLEV)Julio Fernando Soliz OrtegaDiego Bismarck Maldonado OrdoezJavier Gerardo Capa CarrilloJohnny Alfredo Torres PaladinesWagner Alexander Cabrera LojanFreddy Gustavo Saguay VillaltaFecha de entrega: 24/04/2014

Introduccin: En 1821 el fsico dans Hans Christian Oersted observo la conexin existente entre los fenmenos elctricos y magnticos. El magnetismo hall aplicacin desde el siglo XIX.Aparatos como la radio y la televisin se basan en muchos de los conocimientos y aplicaciones que, sobre electromagnetismo, se generaron en las primeras dcadas del siglo XX.La levitacin es un fenmeno que siempre ha cautivado la imaginacin del ser humano. Hoy en da, se conocen unos cuantos mecanismos fsicos que permiten sostener un objeto flotando sin contacto mecnico alguno con el suelo. No obstante, cuando se pretende extrapolar este atractivo fenmeno a sistemas de inters cientfico o tecnolgico, aparecen serias dificultades. En particular, las aplicaciones basadas en efectos dinmicos (un colchn de aire, por ejemplo) requieren una gran cantidad de energa, y las que tratan de evitar este problema mediante la esttica (como las basadas en imanes que se repelen) son altamente inestables. Una mnima perturbacin sobre el objeto levitante lo expulsa irreversiblemente de su posicin de equilibrio. Aunque queda mucho camino por recorrer, las propiedades de atraccin-repulsin entre imanes y superconductores han hecho posibles grandes avances en este campo. Estos sistemas son muy estables y el consumo de energa se reduce de modo drstico. En el rango de las aplicaciones a gran escala, disponemos ya de conocimiento y tecnologa para levitar grandes masas. UNIVERSIDAD CATLICA DE CUENCATERCER AO BTEORIA ELECTROMAGNETICA

De hecho, hoy en da, existe un tren capaz de viajar a una velocidad de 518 km/h utilizando la levitacin magntica.

2INGENIERA ELCTRICA 2012-2013 Pgina 15 de 15

1 Objetivos

1.1 General

Dar a conocer el funcionamiento del tren de levitacin magntica y su gran desempeo en la comunicacin actual.

1.2 EspecficosDestacar la importancia del uso de la mitad de energa por pasajero que los aviones comerciales convencionales.Determinar como el tren de levitacin magntica presenta niveles muy bajos de contaminacin acstica.Mostrar como tambin reduce el uso de petrleo y contamina el aire menos que los aviones, locomotoras diesel y automviles.2 Marco Terico

Qu es la levitacin magntica?

(Lneas del campo magntico)

Llamamos levitacin magntica al fenmeno por el cual un material puede levitar gracias a la repulsin existente entre los polos iguales de dos imanes o bien debido a lo que se conoce como Efecto Meissner, que explicaremos ms adelante, que es una propiedad inherente a los superconductores.

La superconductividad es una caracterstica de algunos compuestos, los cuales, por debajo de una cierta temperatura crtica, no oponen resistencia al paso de la corriente; es decir: son materiales que pueden alcanzar una resistencia nula. En estas condiciones de temperatura son capaces de transportar energa elctrica sin ningn tipo de prdidas, y adems poseen la propiedad de rechazar las lneas de un campo magntico aplicado. Se denomina Efecto Meissner a esta capacidad.

Efecto Meissner

El Efecto Meissner fue descubierto por Walther Meissner y Robert Ochsenfeld en 1933 (a veces se llama, ms justamente,Efecto Meissner-Ochsenfeld), y consiste en que cuando un superconductor se enfra por debajo de determinada temperatura, si se le aplica un campo magntico externo en el interior del superconductor el campo magntico se anula.

Bsicamente, los electrones modifican sus rbitas de modo que compensan el campo magntico externo de modo que en el interior, el campo sea nulo. No vamos a entrar en mucha profundidad en las causas, pero tiene que ver con el hecho de que, suficientemente fro, un superconductor no tiene resistencia elctrica - esto requiere necesariamente que el campo magntico en el interior sea cero.

Este efecto puede utilizarse para producir levitacin magntica:Cuando se acerca un imn a un superconductor, el superconductor se convierte en un imn de polaridad contraria de modo que sujeta al otro imn sobre l. Pero, al contrario que un imn normal (que hara que el otro imn se diera la vuelta y se quedase pegado a l), un superconductor cambia el campo magntico cuando el exterior lo hace, compensndolo, de modo que es capaz de mantener el otro imn fijo en el aire. Se genera una fuerza magntica de repulsin la cual es capaz de contrarrestar el peso del imn produciendo as la levitacin del mismo. De hecho, si se aleja el imn del superconductor una vez est cerca, ste cambia de polaridad y lo atrae lo suficiente para mantenerse a la misma distancia.Por tanto un objeto estar bajo levitacin magntica cuando la fuerza generada por la repulsin electromagntica es lo suficientemente fuerte para equilibrar el peso del objeto.

Tren de levitacin magntica

Con esto del tren bala y el tren para todos me puse a ver q tipos de trenes habia y cual era el mas rapido y encontre info sobre los trenes MagLev(Magnetic Levitation, Levitacion Magnetica).

Primero un detalle del funcionamiento de los mismos, con una infografia hecha en flash y todo. Luego fotos del tren comercial operativo para el publico mas rapido del mundo, el MagLev de China 431Km/h, muchas fotos de las estaciones, del tren funcionando, del recorrido, del interior y de como son los frenos. Tambien hay un par de videos para apreciar como es viajar a 431Km/h y si siguen con ganas de viajar en estos trenes les dejo info de como hacer uno en miniatura.

Japn tiene uno mas rapido pero todavia esta en fase de pruebas.

Como funcionan

Un tren de levitacin magntica, o maglev, es un tren suspendido en el aire por encima de una va, siendo propulsado hacia adelante por medio de las fuerzas repulsivas y atractivas del magnetismo.

La ausencia de contacto fsico entre el carril y el tren hace que la nica friccin sea la del aire. Por consiguiente, los trenes maglev pueden viajar a muy altas velocidades con un consumo de energa razonable y a un bajo nivel de ruido, pudindose llegar a alcanzar 650 km/h, aunque el mximo testado en este tren es de 584 km/h. Estas altas velocidades hacen que los maglev se conviertan en competidores directos del transporte areo.

Como inconveniente, destaca el alto coste de las lneas, lo que ha limitado su uso comercial.

Este alto coste viene derivado de varios factores importantes, el primero y ms importante es el altsimo coste de la infraestructura necesaria para la va y el sistema elctrico, y otro no menos importante es el alto consumo energtico.

Debido a que en la fuerza elctromagnetica el principal factor de diseo, y del consumo tambin, es el peso del tren, esta tecnologa no es aplicable hoy al transporte de mercancas, lo cual limita enormemente el uso de la infraestructura.

La nica lnea en funcionamiento a fecha de 2007 es la que une Shanghi con su aeropuerto, tardando 7 minutos 20 segundos en recorrer los 30 kilmetros a una velocidad mxima de 431 km/h y una media de 250 km/h. Otros recorridos estn en estudio, principalmente en China y Japn.

Importancia del Tren Maglev Son trenes muy rpidos, transporte ms eficiente. Comodidad y seguridad; el tren mismo "vuela", por eso es ms confortable. A pesar del costo considerable, es ms conveniente si se considera el costo de reparacin de trenes convencionales en constante deterioro. Hacen menos ruido que los dems trenes; disminucin de contaminacin auditiva. Pueden ascender rampas y voltear curvas cerradas; su recorrido se puede adaptar al curso de las autopistas. No hay necesidad de tneles y otras construcciones caras; su va es elevada. Necesita menos energa que los otros sistemas de transporte; se elimina el rozamiento entre suelo y tren. Practicamente no hay desgaste de las vas. Menor contaminacin del aire. Menor impacto medioambiental; sus pistas ocupan menos espacio. Menos propenso a accidentes; no es posible un choque pues por la polaridad de los rieles, dos trenes no pueden avanzar en sentidos opuestos a la vez. Tampoco podran chocar automviles, pues estn sobre el nivel de las pistas.

El 2 de diciembre de 2003, los japoneses JR-Maglev se convirti en el ms rpido no convencionales de tren en el mundo, marcando una velocidad asombrosa de 361 mph. Tirando de esta hazaa increble, el de tres automviles japons de levitacin magntica super al francs TGV (Train Grande Vitesse) que se jacta de ser el tren ms rpido convencional con la ms alta velocidad de 357.2 mph, con un margen impresionante de 3.7 mph. Mientras que eso era una prueba de funcionamiento, el tren maglev de Shanghai sin hueso como la levitacin magntica de mayor xito en el mundo, cubre una distancia de 19 millas en 7 minutos y 20 segundos con una velocidad mxima de 268 mph y una velocidad media de 160 mph. La velocidad que parece imposible que los maglev se jactan de, insina el hecho de que hemos recorrido un largo camino desde los motores de vapor a los trenes tradicionales elegantes y sper rpidos. Pero es realmente una opcin viable para ir a una red de levitacin magntica en pases como los Estados Unidos? Mientras los expertos continan evaluando las posibilidades de este concepto, hemos decidido ir a travs de algunas de las ventajas y desventajas de los trenes de levitacin magntica para llegar a una opinin sobre la viabilidad de este concepto.La levitacin magntica plazo, que se utiliza para referirse a este modo de transporte se deriva de levitacin magntica que pasa a ser el principio bsico detrs de los trenes de levitacin magntica. Estos trenes funcionan segn el principio de propulsin electromagntica en donde los coches se suspenden, guiado e impulsado el uso de imanes de gran alcance. El sistema de tren de levitacin magntica tiene tres componentes importantes: la fuente de energa, la pista conocida como la gua y los imanes gigantes que se unen a los coches por pista. El carril est formado por bobinas magnetizadas, que repelen a los imanes que se unen por debajo de los coches, y los hace levitar alrededor de 0,39 a 3,93 pulgadas por encima del carril. Cuando la potencia se enva a estas bobinas, que resulta en la formacin de un nico campo magntico que a su vez, mueve el maglev (Para ms detalles referirse a los trenes de levitacin magntica: cmo funcionan). Por otra parte, estos trenes recurrir a dos tipos diferentes de levitacin magntica suspensin electrodinmica (EDS), en donde la fuerza de repulsin de los imanes entre en juego, y la suspensin electromagntica (EMS), en donde la fuerza de atraccin de los imanes est involucrado.Con esto llegamos a la raz del problema, los pros y los contras del sistema de trenes de levitacin magntica que deben ser tenidos en cuenta para determinar si realmente es viable cuando se trata de los Estados Unidos de Amrica. Bsicamente, las pistas de prctica ya estn en marcha en diferentes partes del mundo y los Estados Unidos en una excepcin. Ms importante an, el sistema de tren de levitacin magntica ya ha saboreado el xito en varios pases, incluyendo Japn y China. Sobre la base de la actuacin de maglev existentes que incluye los que estn en servicio, as como las que estn en estudio, hemos sido capaces de llegar a las siguientes ventajas y desventajas de la misma.

Ventajas de los trenes magnticosLa ventaja principal de los trenes maglev es el hecho de que no tienen partes mviles como trenes convencionales hacer, como resultado de que el desgaste de las piezas es mnima y que reduce el costo de mantenimiento del sistema Maglev por un grado significativo . Ms importante an, no hay contacto fsico entre el tren y la pista, como resultado de que no hay resistencia a la rodadura. Mientras que la resistencia electromagntica y la friccin del aire existen, que no obstaculice la capacidad maglev con el reloj a una velocidad increble superior a 200 mph con facilidad. La ausencia de las ruedas tambin se presenta como una bendicin que usted no tiene que lidiar con un ruido ensordecedor que es probable que vienen con ellos. Trenes magnticos tambin se jactan de ser favorable al medio ambiente, como ellos no recurren a los motores de combustin interna. Estos trenes son la prueba del tiempo, lo que significa lluvia, nieve o fro intenso realmente no perjudicar su rendimiento. Los expertos son de la opinin de que estos trenes son mucho seguro que sus contrapartes convencionales, ya que cuentan con sistemas de seguridad del estado-del-arte, que puede mantener las cosas bajo control, incluso cuando el tren circula a una velocidad alta.Desventajas de los trenes magnticosMientras que las ventajas del sistema de tren de levitacin magntica puede parecer bastante prometedor en s mismos, no son suficientes para eclipsar sus desventajas. El mayor problema con los trenes de levitacin magntica es el alto costo incurrido en la configuracin inicial. Mientras que los trenes de alta velocidad convencionales que se han introducido a finales de la obra bien en las pistas que fueron destinados a los trenes lentos al principio, los trenes de levitacin magntica requieren un conjunto totalmente nuevo a la derecha del cero. A medida que la infraestructura ferroviaria actual es de ninguna utilidad para el maglev, o bien tendr que ser sustituido por el sistema de levitacin magntica o de un conjunto totalmente nuevo de hasta tendr que ser creado ambos de los cuales va a costar una buena cantidad en trminos de inversin inicial. Aunque barato en comparacin con EDS, todava es caro en comparacin con otros modos.Si las ventajas y desventajas de los trenes de levitacin magntica se enfrentaron entre s, puede ser un poco difcil llegar a una conclusin concreta. Si bien el alto costo de la configuracin inicial es algo que un pas desarrollado como los Estados Unidos no tendr que preocuparse por el hecho de que toda la infraestructura tiene que ser reemplazado por uno nuevo ser algo que tendrn los expertos en un situacin de Catch 22. Si somos capaces de acabar con sus inconvenientes, los trenes de levitacin magntica son, sin duda, vale la pena invertir. Si el xito comercial de Shanghai Maglev tren debe ser tomada en consideracin, los trenes maglev pueden ser seguramente considerado como el sistema de transporte del futuro.COSTO DEL TEN MAGLEVPor qu no se construyen todos los trenes as?El tren de levitacin magntica, o Maglev,utiliza las fuerzas magnticas repulsivas y atractivas para propulsarse a los largo de una va, eliminando as la friccin entre el tren y la va al no existir las ruedas, lo que permite a este tipo de sistemas alcanzar velocidades elevadas, ya que la nica oposicin es la que presenta la resistencia del aire.

La mayor desventaja que presenta el sistema Maglev es su alto costo. En China, el Maglev de Shanghi alcanz los 9,93 mil millones de yuanes (US$1500 millones app), incluyendo los costos de infraestructura, construccin, instalacin y capacitacin del personal, pero para expandir el recorrido, los costos seran de 200 millones de yuanes(US$ 30 millones app) por km.EEUU, por su parte, implement un tren Maglev entre Baltimore y Washington, gastando US$ 4.361 mil millones en el tramo de 62 kms entre ambas ciudades. Esto no inclua los 4.9 millones que se tuvo que pagar como indemnizacin por impacto ambiental, ni los 53 mil millones que se han de pagar por ao de funcionamiento.Tambin est el caso del Maglev lento construido en Japn que apenas alcanza los 100 km/h pero tiene contaminacin nula y no produce ruido. Su cost fue de unos US$100 millones por km.

Principio de levitacin magntica.

Todos los sistemas que utilicen levitacin magntica para sustentar elementos ferromagnticos deben contar, por lo menos, con dos elementos: un sistema elctrico, constituido por una fuente variable de voltaje y una bobina; un sistema electromecnico, que utiliza la energa elctrica almacenada en la bobina en forma de campo magntico para compensar la energa mecnica. Esta ltima relacin se comprueba fsicamente como el equilibrio de fuerza magntica y mecnica.

F=ma

F: son las fuerzas aplicadas al sistema, m es la masa del cuerpo y a es la aceleracin el mismo. Las fuerzas que actan sobre el sistema son: mg: Fuerza producida sobre la masa m del cuerpo debido a la aceleracin del campo gravitatorio terrestre g. kv: Fuerza originada por la friccion o rozamiento del cuerpo. F(y,i):fuerza ejercida por las bobinas de los railes.

La sumatoria de fuerzas esta dada por la ecuacin

F=mgkv+F(y, i)==>mgkv+F(y, i) =ma

La levitacin en un tren maglev, se consigue mediante la interaccin de campos magnticos que dan lugar a fuerzas de atraccin o repulsin, dependiendo del diseo del vehculo, es decir, segn si el tren utilice un sistema EMS (suspensin electromagntica) o EDS (suspensin electrodinmica). La principal diferencia entre un sistema EMS y un EDS es que en el primero la levitacin del tren es producida por la atraccin entre las bobinas colocadas en el vehculo y la va, y en el segundo se consigue la levitacin gracias a fuerzas de repulsin entre estas.

-EMS: Suspensin electromagntica

En el caso del EMS, la parte inferior del tren queda por debajo de una gua de material ferromagntico, que no posee magnetismo permanente.

El sistema EMS usa electroimanes convencionales situados en los extremos de un par de estructuras debajo del tren; las estructuras envuelven por completo cada lado del carril gua. Sensores en el tren se encargan de regular la corriente circulante en las bobinas, como resultado el tren circular a una distancia de aproximadamente un centmetro del carril gua. Unos electroimanes encargados de la gua lateral del vehculo sern colocados en los laterales del tren de manera que quede garantizado su centrado en la va. Los imanes son atrados hacia los rales de hierro laminado en el carril gua y elevan el tren.

Sin embargo, este sistema es inestable; la distancia entre los electroimanes y el carril gua, debe estar controlada y ajustada por ordenador o computadora para evitar que el tren golpee el carril gua. Otra de las limitaciones de este diseo es la enorme precisin necesaria en su construccin, lo cual encarece su produccin.

-EDS: Suspensin Electrodinmica

Permite altas velocidades y altas cargas de peso .Usa la fuerza de oposicin que se produce entre los imanes del vehculo y las bandas o bobinas elctricas del carril gua para elevar el tren. Esta aproximacin es estable, y no necesita un control y un ajuste continuos; tambin se produce una distancia relativamente grande entre el carril gua y el vehculo, por lo general entre 100 y 150 mm. Sin embargo, un sistema maglev EDS utiliza imanes superconductores, mucho ms caros que los electroimanes convencionales, y necesitan un sistema de refrigeracin con nitrgeno que los mantenga a bajas temperaturas. Debe dotarse con ruedas para los trayectos en los que se mueve a poca velocidad.

La levitacin EDS se basa en la propiedad de ciertos materiales de rechazar cualquier campo magntico que intente penetrar en ellos y evitando las lneas de campo magntico de manera que no pasen por su interior, lo que provocar la elevacin del tren. Esta propiedad se da en superconductores y es llamada Efecto Meissner, como se explic con anterioridad. Un tren con suspensin EDS se amolda a las curvas compensando la aceleracin lateral inclinndose, de manera que ninguna perturbacin es sentida dentro del vehculo.

Una desventaja de este sistema es que la utilizacin directa de superconductores provoca grandes campos magnticos dentro del vehculo, o sea la zona donde se encuentran los pasajeros, por lo que se deben utilizar complejos sistemas de aislamiento de la radiacin magntica (sobre los superconductores) para no perjudicar la salud de los pasajeros. Otra desventaja son los grandes costos de los materiales superconductores y de los potentes sistemas de refrigeracin necesarios para mantener a estos a una baja temperatura.

Tanto el sistema EMS como el EDS utilizan una onda magntica que se desplaza a lo largo del carril gua para proporcionar energa al tren maglev mientras se encuentra suspendido sobre el ral.

Principio de gua lateral.

Los maglev necesitan, adems del sistema de levitacin magntica un sistema de gua lateral que asegure que el vehculo no roce el carril gua como consecuencia de perturbaciones externas que pueda sufrir.

En la suspensin EMS, se instalan unos imanes en los laterales del tren los cuales, a diferencia de los ubicados para permitir al tren levitar y moverse, solamente actuarn cuando este se desplace lateralmente, ejerciendo fuerzas de atraccin del lado que ms se aleje de la va.

En el sistema EDS son los superconductores y las bobinas de levitacin los encargados del guiado lateral del tren. Las bobinas de levitacin estn conectadas por debajo del carril-gua formando un lazo:

As, cuando el vehculo se desplaza lateralmente, una corriente elctrica es inducida en el lazo, lo que da como resultado una fuerza repulsiva del lado ms cercano a las bobinas de levitacin, obligando al vehculo a centrarse.

La energa que se utiliza para levitacin y para la estabilizacin o gua del vehculo se obtiene por medio de induccin magntica, es decir, no se necesita energa adicional para la levitacin ni para la estabilizacin. Las bobinas ubicadas en la pared de la pista, estn configuradas como un ocho. De acuerdo con las leyes del electromagnetismo para la generacin de voltajes, se crea un voltaje cuando un conductor que est en movimiento est inmerso dentro de un campo magntico, como se muestra en la siguiente ecuacin:

vel es la velocidad, B la densidad de campo magntico que atraviesa el conductor y l la longitud del conductor inmerso en el campo magntico.

Si el tren por alguna causa se hundiese en el carril-gua este respondera con un aumento de la fuerza repulsiva, lo cual equilibrara este acercamiento; en contraste con el sistema EMS en el cual la fuerza atractiva aumenta si el vehculo se acerca a la gua.

Principio de propulsin

Un tren maglev es propulsado mediante un motor lineal. El funcionamiento de un motor lineal deriva de un motor elctrico convencional donde el estator es abierto y desenrollado a lo largo del carril-gua en ambos lados, como se ve en la figura:

(Esquema de un motor lineal en un tren Maglev)

El principio bsico para los clculos de la fuerza del motor es la ley de Lorente, la cual dice que la interaccin entre una corriente y un campo magntico en un conductor genera una fuerza, como se muestra a continuacin:

F es la fuerza que generar el movimiento del vehculo, i la corriente del elemento sobre el cual se calcula la fuerza, l la longitud del conductor inmersa dentro del campo y B la densidad de campo magntico.

Gracias a la segunda ley de Newton se sabe que la sumatoria de fuerzas en un sistema en determinado instante de tiempo es igual a cero; este hecho est directamente relacionado con que se pueda suponer el clculo de la fuerza en dos sentidos; uno en que el imn produce la fuerza sobre el estator y otro en que el estator produce una fuerza que hace mover el imn, o ms exactamente el vehculo.

En este caso se asumir que el campo generado por el estator, , generar la fuerza para que el vehculo se mueva.

La fuerza magntica y la fuerza mecnica que se opone se compara instante a instante. La fuerza magntica induce aceleracin y a la vez velocidad sobre el vehculo, y de esta manera un desplazamiento. Si se repite este clculo en cada momento se tendr la ubicacin del vehculo en cualquier instante de tiempo en funcin de los parmetros fsicos que gobiernan el sistema, como se muestra en las ecuaciones a continuacin.

Es importante entender que la posicin en que se presenta el campo magntico mximo cambia en cada instante de tiempo, por lo que cada determinado tiempo de muestreo se deben recalcular la nueva posicin del campo y del vehculo. La velocidad con que se desplaza el campo magntico est dada por:

En este caso vel es la velocidad, f la frecuencia que alimenta el sistema trifsico , A es el espacio ocupado por tres ranuras y tres dientes del ncleo, es decir una de las polaridades del campo que se desplaza.

LSM: Motor Lineal Sncrono.

Este sistema de propulsin utiliza como estator un circuito de bobinas sobre la va, por el cual circula una corriente alterna trifsica controlada. El rotor est compuesto por los electroimanes del tren, en el caso de un EMS, o las bobinas superconductoras en un EDS.

El campo magntico que crea la corriente alterna del estator interacta con el rotor (electroimanes o bobinas superconductoras) creando una sucesin de polos norte y sur que empujarn y tirarn del vehculo hacia delante, como muestra la figura:

(Propulsin de un tren Maglev)

Este campo magntico (tambin llamado "onda magntica") viajar junto al tren a travs del carril-gua, permitindole a este acelerar. As, el rotor viajar a la misma velocidad que el campo magntico.

La regulacin de la velocidad del tren se logra bien regulando la frecuencia de la onda magntica (o sea, variando la frecuencia de la corriente alterna) o bien variando el nmero de espiras por unidad de longitud en el estator y el rotor.

Una caracterstica importante de este sistema es que la energa que mueve al tren no la provee el mismo tren, sino que esta es provista por las vas. Esto permite evitar un malgasto de energa fraccionando la va en secciones, de manera que cada una tenga su alimentacin, de esta manera solamente estarn activos aquellos tramos de la va por los que en ese momento est transitando el tren.

(Suministro de energa a la va)

Los trenes maglev, gracias a su sistema de propulsin, son capaces de circular por desniveles de hasta 10 grados, en contraste con los trenes convencionales que slo pueden circular por pendientes con desniveles de hasta 4 grados.

Adems la velocidad que alcanzan los trenes maglev es muy superior a la alcanzada por los trenes convencionales (inclusive los trenes elctricos), llegando hasta 500 Km/h (hasta el momento) y su consumo es de solamente un 40 % del combustible usado por un automvil por pasajero y kilmetro, debido a la reduccin del rozamiento con la va.

Mecanismo de frenada.

El frenado del tren maglev se consigue, como la propulsin, gracias al motor lineal. Esto se logra invirtiendo la polaridad de la corriente trifsica en la va (estator) de manera que se cree una fuerza en sentido contrario al avance del tren.

Es posible aumentar an la capacidad de frenada, en situaciones de extrema emergencia, mediante el uso de un sistema de frenado aerodinmico, el cual ampla la superficie frontal del tren. Tambin lo podemos utilizar para ayudar al motor de manera de no tener que forzarlo demasiado.

(Mecanismo de frenado aerodinmico)

En un tren con EMS, en condiciones normales, este deja de levitar cuando su velocidad se aproxima a los 10 Km/h (esto se hace de manera voluntaria, ya que con suspensin EMS el tren puede mantenerse levitando an estando parado). En ese momento se desprenden unos patines incorporados al tren, con un coeficiente de friccin determinado, que hacen que el tren se detenga por completo.

En un tren con EDS, el tren dejar de levitar tambin aproximadamente a unos10 Km/h (aunque no de manera voluntaria), momento en que las ruedas neumticas entran en funcionamiento y el tren utiliza entonces frenos hidrulicos para detenerse.

El ltimo avance en tecnologa Maglev: La Inductrack.

La Inductrack es esencialmente un sistema EDS que, en vez de materiales superconductores, utiliza imanes permanentes. Antes se crea que los imanes permanentes proveeran una fuerza de levitacin demasiado pequea como para ser til en cualquier diseo maglev. La solucin encontrada por un equipo de investigacin fue emplear una distribucin especial de poderosos imanes permanentes, conocida como una ordenacin Halbach, para crear una fuerza de levitacin lo suficientemente poderosa para hacer funcionar un maglev. En esta ordenacin, barras magnticas con grandes campos son dispuestas de manera que el campo magntico de cada barra est orientado en un ngulo correcto con la barra adyacente. La combinacin de las lneas de campo magntico de esta ordenacin resulta en un poderoso campo debajo de esta y prcticamente ningn campo arriba.

(Ordenacin Halbach)

Como en el sistema EDS, la levitacin es generada por las fuerzas repulsivas entre el campo magntico de los imanes en la ordenacin Halbach y el campo magntico inducido en la va conductora por el movimiento de los imanes (ya que estos ocupan el lugar de los superconductores en el sistema EDS). La va Inductrack contendra dos filas de bobinas que actuaran como rieles. Cada uno de estos "rieles" estara rodeado por dos ordenaciones Halbach de imanes (las cuales estaran ubicadas debajo del vehculo): una posicionada directamente sobre el "riel" y la otra a lo largo del lado interior del mismo.

Los imanes sobre las bobinas proveeran de levitacin al vehculo, mientras que los imanes a los lados de las bobinas se encargaran del guiado lateral. Como en el sistema EDS esta levitacin sera muy estable, ya que las fuerzas de repulsin aumentan exponencialmente al disminuir la distancia entre el vehculo y la gua. La Inductrack posee una considerable ventaja en eficiencia sobre los otros sistemas. Como resultado de utilizar imanes permanentes, la levitacin en un tren Inductrack es independiente de cualquier fuente de energa, en contraste con los complejos electroimanes en el sistema EMS o los costosos equipos criognicos en el EDS. Por lo tanto, los trenes Inductrack slo requeriran energa para propulsin y las nicas prdidas seran la ocasionada por la friccin con el aire y la ocasionada por la resistencia elctrica en los circuitos de levitacin (bobinas).

Como los otros sistemas maglev, la propulsin sera provista por un LSM.

Tendencias de futuro de levitacin magntica.

Coches Maglev: Algunos grupos de investigacin estn trabajando arduamente en su desarrollo con el objetivo desarrollar los coches de vuelo.

Ascensores Maglev: Japn tena previsto abrir en 2008 el primer ascensor Maglev en Tokio. Tambin se habla en la actualidad de ascensores espaciales, idea en pleno desarrollo en la NASA.

Lanzaderas Maglev: la NASA est trabajando en una lanzadera sobre la base de Maglev para reducir el costo y los problemas de lanzamiento de aeronaves espaciales. El proyecto se est llevando a cabo en colaboracin con la Armada, que est interesada en facilitar el lanzamiento de aviones.

(Prototipo de lanzadera Maglev)

Una pista operacional tendra unos 2400 metros de longitud y sera capaz de acelerar al vehculo a unos 1000 Km/h en 9,5 segundos, el que luego debera cambiar a motores a bordo para completar la salida al espacio. La parte ms costosa de una misin a una rbita terrestre baja son los primeros segundos, el despegue. La mayor parte de este gasto se debe al peso del propergol, y como un vehculo maglev utiliza electricidad para acelerarse, el peso de la nave espacial al momento del despegue podra ser de hasta un 20% menos que en un cohete normal. Adems este sistema es reutilizable, ya que la pista que se usa para acelerar al vehculo se queda en el suelo. Otros beneficios son que la electricidad no contamina y es mucho ms barata. Cada lanzamiento realizado utilizando tecnologa maglev (con vehculos a escala real) consumira cerca de 60 de electricidad en el mercado actual. Un sistema maglev de este tipo no necesitara (idealmente) ningn tipo de mantenimiento, ya que no hay partes movibles y no existe contacto entre el vehculo y la pista. Tanto es as que se espera que un sistema maglev funcione durante 30 aos. Dentro de 20 aos esta tecnologa sera utilizada para poner vehculos mucho ms grandes en rbita por slo cientos de euros por kilogramo, un gran contraste con el valor actual de 4000 (cuatro mil euros) por kilogramo. Pruebas con naves a escala se realizan en la actualidad en la NASA.El Tren de Levitacin Magntica (Maglev) Una solucin ecolgica?El tren de levitacin magntica, tambin conocido tendencomo Maglev, es un sistema de transporte ferroviario donde el tren levita sobre una va que est ayudada por campos magnticos, es decir, utiliza una gran cantidad de imanes para la suspensin, la gua y la propulsin del tren; todo esto a base del magnetismo.Los trenes Maglev pueden viajar a altas velocidades, puesto que no existe contacto fsico entre riel y tren, dando como resultado que la nica friccin existente sea el aire; la forma aerodinmica del tren supera esta friccin y el aire no afecta en su desplazamiento. Las altas velocidades que consiguen los Maglev pueden llegar a convertirlos en competidores potenciales del transporte areo. Sin embargo, necesitan de un elevado consumo de energa para mantenerse estables y para controlar la polaridad de los imanes, no obstante su gran ventaja es su bajo nivel de contaminacin sonora (produce un bajo nivel de ruido).El sistema comercial de Trenes Maglev est desarrollado por la compaa alemana Transrapid International, esta es una subdivisin de los grupos industriales Siemens y Thyssenkrupp. Por ms que esta tecnologa lleve varios aos en desarrollo, su alto costo de colocacin infraestructural ha limitado enormemente su implantacin.Actualmente este sistema solo ha sido instalado en Shanghi, China, corresponde a la lnea que une el centro financiero de la ciudad con su aeropuerto internacional, un tramo de 30 km. Diariamente transporta millares de pasajeros en tan solo 7 minutos. La velocidad mxima que consigue el Maglev de Shanghi es de 431 km/h y su velocidad media es de 250 km/h en todo el trayecto.En la actualidad existen 3 tipos de tecnologa de levitacin magntica:1.- Suspensin electromagntica (EMS): Permite altas velocidades y genera campos magnticos poco peligrosos. Tiene un alto coste de produccin y explotacin.2.- Suspensin electrodinmica (EDS): Permite altas velocidades y colosales cargas de peso. El campo magntico que genera es altamente perceptible dentro y fuera del tren, esto imposibilita que personas con marcapasos lo usen. Este sistema debe dotarse de ruedas para los trayectos en los que se mueve a poca velocidad. El coste por kilmetro es gigantesco.3.- Suspensin con imanes permanentes (Inductrack): Se trata de un sistema con menores costes de explotacin debido a que no necesita corriente para proveer la levitacin. El campo magntico permanente garantiza la suspensin en caso de fallo elctrico. Los trenes deben dotarse de ruedas para proveer la propulsin.Existen proyectos de instalacin en Alemania, Estados Unidos, Emiratos rabes Unidos, Holanda, e incluso un gran proyecto para unir Londres y Glasgow (atravesando toda Gran Bretaa); tambin, Venezuela y Brasil son los nicos pases sudamericanos interesados en construir un tren Maglev pero ninguna de estas propuestas se encuentra aprobada.Podemos identificar varias ventajas en este sistema de transporte: es rpido, silencioso, transporta masivamente, no utiliza combustibles fsiles ni emite gases de efecto invernadero, es ms conveniente que los sistemas de transportes convencionalesComo inconvenientes destaca su elevado costo de instalacin infraestructural: las vas y el sistema elctrico; adems, para construir un tren Maglev es demandante un gran estudio tcnico del terreno, sus suelos y ecosistemas. Esto ltimo unido al alto consumo energtico que demanda el tren, representan un gran problema porque al construirlo se destruye o interfiere masiva y directamente en el ecosistema, causando la muerte de varias especies de flora y fauna del lugar.Con todo lo analizado anteriormente, creen que el Tren Maglev es una alternativa ecolgica? La respuesta est en cada uno de nosotros.La tecnologa de levitacin magntica o Maglev podra llegar a Espaa si prospera finalmente un proyecto presentado por el grupo ACS a las autoridades de Sevilla y Andaluca. La nueva lnea ferroviaria de avanzada unira Cartuja y la Avenida Blas Infante en Sevilla, logrando de esta manera habilitar una mayor cantidad de canales de comunicacin entre el ejido urbano de la capital de Andaluca y el Parque Cientfico y Tecnolgico Cartuja. El nuevo tren de levitacin magntica funcionara sobre una red ferroviaria con una extensin de 6 kilmetros, mientras que las obras tendran un costo aproximado de 165 millones de euros. Al mismo tiempo, los trabajos se ejecutaran en un perodo de 18 meses luego de iniciado el proyecto. Sin dudas, este proyecto pionero solucionara un buen nmero de los problemas de trfico existentes en la Cartuja, adems de ubicar a Sevilla y a Andaluca a la vanguardia tecnolgica ferroviaria en Europa. Esta informacin es recogida en un reciente artculo de El CorreoWeb, como as tambin en una nota aparecida en mayo pasado en Abc de Sevilla. La instalacin del tren de levitacin magntica que conectara a la Cartuja con Blas Infante se desarrollara a travs del muro de defensa, segn indic el propio grupo ACS. La tecnologa de levitacin magntica o Maglev es la opcin ms avanzada conocida hasta el momento en trenes de alta velocidad, y solamente se encuentra en funcionamiento en la actualidad en Shangai, China.A la vanguardia en Europa A travs de este tipo de tecnologa, el tren levita mediante un flujo magntico que eleva unos milmetros a las unidades y las hace avanzar sin tocar la superficie de las redes. En Espaa, el Grupo ACS ha desarrollado esta tecnologa a travs de su filial Cobra, y se ha presentado para ponerla en marcha en Sevilla, con el propsito extra de lograr su homologacin por parte de las autoridades europeas. El proyecto piloto ya ha sido presentado al Crculo de Empresarios de Cartuja 93, a la direccin del Parque Cientfico y Tecnolgico Cartuja, al Ayuntamiento de Sevilla y a la Junta de Andaluca. El tren de levitacin magntica iniciara su recorrido en el actual parador del AVE en la Cartuja, culminando el trayecto de seis kilmetros en la Avenida Blas Infante, en Los Remedios, Sevilla. El objetivo del Grupo ACS es tomar a su cargo tanto la edificacin como la posterior gestin de esta nueva lnea ferroviaria, aunque lgicamente debe negociar estos puntos con las administraciones pblicas de Sevilla y Andaluca. Sin embargo, la mayora de los actores implicados ha manifestado su inters, por lo menos en primer trmino. Por otro lado, ACS incorporara en la nueva estructura tecnologa desarrollada en el propio parque cientfico y tecnolgico sevillano, algo que sera de mucha utilidad para ambas partes. Asimismo, el material rodante se podra construir ntegramente en Andaluca, concretamente en las instalaciones de CAF-Santana en Linares.3 Conclusiones La levitacin magntica como vimos anteriormente es muy importante en la actualidad, siendo muy utilizada en la industria para mejorar sistemas de transporte y dems, esta se basa de principios elctricos fundamentales como la corriente elctrica, el magnetismo, electroimanes y otros, mostrndonos que la los fundamentos de la fsica se aplican en la gran mayora de los objetos, maquinas e industrias que tenemos a nuestro alrededor. La relacin entre magnetismo, corriente elctrica, electroimanes y dems, nos demuestran que son temas bsicos para la implementacin de mejoras y nuevas tecnologas, que sern mucho ms eficientes, estables y atractivas para nosotros. Los materiales y el trabajo para este tipo de nuevas tecnologas tambin demuestran que son muy amigables con el planeta, ya que no desechan txicos y se minimiza al mximo el uso de materiales que puedan daar nuestro medio ambiente. El estudio de la superconductividad es de gran agrado para aquellos que quieren obtener buenos resultados con respecto al paso de corrientes elctricas con poca resistencia o sin ningn tipo de esta. Una de las pocas desventajas de este proceso es el costo tan elevado, por esto el desarrollo de esta tecnologa no avanza tan rpido como otras, los materiales, mano de obra y materias primas aun son de un gran valor comercial, una de las causas de que este no se halla propagado por todo el mundo aun. Es un medio de transporte muy eficaz e innovador el cual facilita el traslado rpido y el ahorro de tiempo. Pero se deben superar obstculos, entre ellos la influencia que los poderosos campos magnticos generados tienen en los dispositivos electrnicos, en los discos rgidos de las computadoras porttiles y en las personas que utilizan marcapasos.Hoy da el uso ms extendido del fenmeno de levitacin magntica se da en los trenes de levitacin magntica. Un tren de levitacin magntica es un vehculo que utiliza las ondas magnticas para suspenderse por encima del carril (algunos de estos trenes van a 1 cm por encima de la va y otros pueden levitar hasta 15 cm) e impulsarse a lo largo de un carril-gua. 4 Recomendaciones En el aplicativo en s, apenas el pas empiece con su funcionamiento de las nuevas centrales hidroelctricas en vez de exportar como piensa hacer el mandatario se podra aplicar la electricidad adquirida en el megaproyecto del tren de levitacin en donde de a poco lo invertido fuera de ser tanto una entrada de sustento para el pas sera un derecho ya que la comodidad y ahorro del tiempo no tiene que negarse, pero analizando a su vez generara gran cantidad de nuevos puestos de trabajo de todas las reas y no dependeramos nicamente de los extranjeros. 5 Bibliografia http://www.fisicanet.com.ar/fisica/electrodinamica/ap09_electromagnetismo.php http://www.cienciapopular.com/n/Ciencia/Superconductividad/Superconductividad.php http://www.550m.com/usuarios/diarioaccion/enlaces/detodo1.htm