RESUMEN:

La levitacin electromagntica constituye un trabajo importante en distintos sectores como la industria, el comercio, el transporte, la construccin y la medicina, entre otros.

Este articulo muestra las diversas aplicaciones de este principio electromagntico, y las formas en las que se puede desarrollar. Por su gran trascendencia en el campo tecnolgico, su estudio es fundamental, actualmente este principio es usado en el transporte pblico, pero su campo de accin tiene fronteras muy extensas.

INTRODUCCIN

El principio en el cual se basa la Levitacin Magntica es en crear una repulsin entre dos imanes que sea lo suficientemente potente como para vencer la fuerza de gravedad y mantener un objeto suspendido. Por supuesto, mientras mayor sea la envergadura del objeto, el campo habr de ser mayor.

Sin embargo, tambin existen materiales diamagnticos, los cuales tienen la propiedad de ser repelidos siempre por los imanes, porque el campo de stos induce en ellos un campo opuesto. Pero los materiales diamagnticos no resultan prcticos a gran escala porque gran parte del objeto que se desea suspender tendra que estar hecho de este material y la repulsin es menor que la que existe entre dos imanes.

FUNDAMENTOS TERICOS

CAMPO ELCTRICO

El Campo Elctrico en un punto P, se define como la fuerza elctrica, que acta sobre una carga de prueba positiva q0, situada en dicho punto.

Se representa con lneas tangentes a la direccin del campo. La direccin y el sentido de las lneas del campo elctrico en un punto, se obtiene observando el efecto de la carga sobre la carga prueba colocada en ese punto.

Ley de gauss:

CAMPO MAGNTICO

Es una regin del espacio en la cual una carga elctrica puntual de valor q que se desplaza a una velocidad, sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad como al campo, llamado densidad de flujo magntico. As, dicha carga percibir una fuerza descrita con la siguiente igualdad.

CONSERVACIN DEL FLUJO MAGNETICO

Ley de Biot Savart:

Calcular densidad de flujo magntico.

Flujo magntico total a travs de una superficie cerrada:

Flujo que entra es igual al flujo que sale.

MAGNETIZACIN

En la mayora de los materiales, la magnetizacin aparece cuando se aplica un campo magntico a un cuerpo. En unos pocos materiales, principalmente los ferromagnticos, la magnetizacin puede tener valores altos y existir aun en ausencia de un campo externo.

Permitividad relativa

Permitividad

Para comportamiento lineal.

MAGNETIZACION DE UN MATERIAL

CONDICIONES DE FRONTERA

Relacin de tangentes de las intensidades de campo:

PRINCIPIO DE LEVITACIN MAGNETICA

La levitacin magntica es el efecto producido por la repulsin producida por materiales superconductores e manes, le repulsin es producida por la fuerza ejercida por los campos magnticos de dichos materiales, dicha fuerza es inversamente proporcional a la distancia de separacin de los materiales.

La mayor dificultad de los sistemas magnticos, es que son sistemas inestables, ya que la fuerza magntica ejercita no es realizada en el punto de equilibrio.

Por ello se utilizan configuraciones que permitan un movimiento uniforme del tren con la pista que lo dirige.

APLICACION

TRENES DE LEVITACIN MAGNTICA

Un tren de levitacin magntica, 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.

CMO FUNCIONA?

Los componentes fundamentales de un sistema de transporte que utilice levitacin magntica son:

Propulsin

La energa que se gasta en este subsistema se utiliza para dar el impulso inicial al vehculo mediante un electroimn cuyo vector de direccin de campo magntico posee el mismo vector unitario pero opuesto al de otro imn permanente colocado en la parte posterior del tren.

Levitacin

Se constituye en la diferencia fundamental con respecto a los sistemas convencionales. Para este caso se ha colocado una pista de imanes permanentes los cuales poseen un vector campo magntico opuesto al de los imanes colocados en la base del carro-tren, conocida como tecnologa INDUTRACK que es propia de los trenes urbanos de pasajeros de media-alta velocidad. Se basa en la repulsin entre dos imanes cuyo vector campo magntico es igual y opuesto.

Estabilizacin

Esta componente evita que el vehculo se desve de la pista o gua. Para el caso del proyecto se ha colocado guas de vidrio con el fin de visualizar el efecto de levitacin a la vez que eliminan al mximo la friccin.

Diseo del sistema de levitacin:

En este diseo el tren levita a 1 cm. del riel, no necesita ruedas para comenzar su movimiento o detenerse, pero es inestable. Dada la gran cercana entre el tren y los rieles, si por alguna vibracin disminuye la distancia de separacin entre el riel y el tren, la atraccin crece, haciendo posible, si no se regula esto muy rpidamente, que el tren toque la va. Es por esto que la construccin de los rieles debe ser muy precisa.

Diseo del electroimn:

Fm= I B L sen

OTROS CAMPOS DE APLICACIN

La levitacin por electromagnetismo tiene un rea de aplicacin que comprende un campo muy amplio, dichas aplicaciones tiene uso en reas como: la construccin, minera, mecnica, fsica, medicina, la industria farmacutica, la industria ferroviaria y automotriz entre otras.

En el rea de la medicina, la ciruga se ha visto beneficiada con muchas aplicaciones como por ejemplo, en los hospitales actualmente se puede utilizar un electroimn para extraer una esquirla de un ojo, asimismo tiene aplicaciones dentro de la medicina cardiovascular.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Existen tanto ventajas como desventajas como en cualquier tecnologa, lo cual hace de los trenes de levitacin un transporte innovador y eficaz; sin embargo, a pesar de las ventajas, en pases en desarrollo no se ha logrado aprovechar el potencial de esta tecnologa, esencialmente por no contar con recursos para desarrollarla.

VENTAJAS

Alta velocidad la cual puede llegar hasta 650km/h.

El nivel de ruido es bajo, reduciendo as la contaminacin auditiva.

El costo de mantenimiento reduce gracias a la falta de friccin de las piezas.

Se reduce la contaminacin al no utilizar motores de combustin.

DESVENTAJAS

El alto costo de la infraestructura.

El alto consumo energtico.

CONCLUSIONES

La levitacin magntica es una tecnologa que si bien no ha sido muy explotada, tiene un amplio campo de accin que requiere ser investigado y desarrollado conjuntamente con el concepto de superconductividad, estos estudios podran ser un gran aporte a la ciencia y a la humanidad por su gran trascendencia en la tecnologa.

La levitacin magntica usada en los sistemas de propulsin, genera varias ventajas con respecto a los sistemas de transporte actuales, como es comodidad, velocidad, economa y menos contaminacin del medio Ambiente.

Su tecnologa est siendo analizada para alcanzar velocidades nunca antes logradas, y as permitir viajes a mundos desconocidos en cantidades reducidas de tiempo.

La estabilizacin es uno de los puntos ms necesarios de ser controlado, para certificar el la buena marcha del sistema por el recorrido de la pista.

Los trenes de levitacin magntica son un gran avance tecnolgico que permitir en un futuro no muy lejano conectarnos con ciudades que se encuentren a grandes distancias en tiempos muy cortos implementando, usando tecnologa limpia que no contamina el medio ambiente.

Como los trenes magnticos no tocan los rieles estos no tienen vibraciones molestosas y el ruido es eliminado considerablemente.

RECOMENDACIONES

La investigacin de nuevos materiales para usarlos como superconductores y diseo de nuevos sistemas de levitacin magntica que sean menos costosos.

Construir sistemas de rieles en zonas montaosas que sean muy seguras y con una mnima probabilidad de descarrilamiento. Aunque su precio de construccin es muy alto los costos de consumo energticos serian considerablemente bajo comparado con los de un ferrocarril ordinario ya que la electricidad es ms barata.

REFERENCIAS

[1]www.fisicanet.com.ar/fisica/electrodinamica/ap09_electrom agnetismo.php

[2] http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Meissner

[3] http://www.buenastareas.com/ensayos/Levitacion-Magnetica/68332.html

[4] http://revistadigitalavalon.es/?p=1908

[5] www.tuexperto.com/tag/levitacion-magnetica/

[6]http://www.udistrital.edu.co/comunidad/grupos/maglev/11.htm

[7]http://www.fisicanet.com.ar/fisica/electrodinamica/ap09_electromagnetismo.php

[8]http://es.wikipedia.org/wiki/Tren_de_levitaci%C3%B3n_magn%C3%A9tica

[9]http://members.fortunecity.com/hector42/LEVITACIO.html#10

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