por Victor » Lun Ago 01, 2005 10:20 pm
No acabo de entender vuestra sorpresa y estupefacción sobre el funcionamiento del MAGLEV en concreto y sobre la levitación electromagnética.
Es muy común separar las fuerzas o campos eléctricos de los magnéticos, cuando la fuerza que actúa verdaderamente es la electromagnética. Una corriente eléctrica induce un campo magnético y una corriente magnética induce un campo eléctrico. Son indisociables.
Es curioso que a nadie le sorprenda que sin haber un contacto físico aparente, el estátor induce y 'empuja' o 'tira' del rotor, ciertamente es un movimiento rotatorio, por la construcción del sistema, pero si en lugar de tener piezas rotatorios, tuviésemos otro tipo de piezas, lo que se produciría es un 'empuje' y si este es perpendicular a la tierra, se produciría una 'levitación'.
Evidentemente producir una levitación tiene sus problemas. Toda materia posee masa, y esta masa en la superfície de la tierra posee un peso, evidentemente directamente proporcional a una fuerza básica del universo, que es la gravedad. La gravedad es directamente proporcional a una constante, a las masas que interactúan e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Exactamente la misma ecuación que para la fuerza electromagnética.
Esto significa que para hacer que algo levite, debemos vencer o contrarrestar una fuerza con otra, la fuerza que ejerce una masa es muy fácil saberlo: se llama peso y su medida es el kilopondio. A partir del kilopondio podemos saber los kilonewtons que ejerce de fuerza sobre una superficie, de este modo encontrar una fuerza que contrarreste, un vector contrario, que haga el mismo esfuerzo para equilibrar o un poco más si queremos que ascienda, es decir que adquiera aceleración.
¿Cuál es el problema que comentaba al princpio? Que evidentemente el elemento que queremos que levite ha de estar alimentado por una corriente para que se induzca un campo magnético, y este sistema que conocemos como rotor, posee un peso considerable, con lo que la fuerza que se ha de ejercer para hacerlo levitar es a su vez considerable, y teniendo en cuenta el principio entrópico universal, la suma del gasto energético, incluyendo gasto trabajo útil y pérdidas, superan con creces una explotación viable desde el punto de vista económico.
Una vez dicho todo esto, solo queda empezar a equilibrar elementos en la 'ecuación' para lograr un producto final que sea viable económicamente.
Evidentemente buscamos que el susodicho 'tren' levite, y de forma electromagnética, para ello, debemos conseguir que su peso sea mínimo y que el gasto energético para conseguirlo sea poco, como el factor pérdidas es muy acusado, es interesante buscar elementos que las minimicen y estos elementos tienen un nombre: superconductores.
Los superconductores son el resultado natural del desarrollo en el campo de la electricidad. Un material es más o menos dieléctrico en función de su ordenación atómica, es decir, la conductividad eléctrica no es más que la oposición al paso de los electrones. Todos sabemos que una corriente eléctrica no es más que un flujo de electrones, si este flujo se encuentra a su paso una serie de obstáculos, que llamaremos átomos, la conductividad será menor, si la ordenación atómica es mayor, el paso será más fácil y por tanto el material en cuestión poseerá mayor conductividad.
¿Qué tiene que ver la conductividad con la temperatura? Todos sabemos que existe una temperatura mínima pero nadie conoce la existencia de una temperatura máxima. Esto es debido a que la temperatura de un cuerpo, sea el que sea, es directamente proporcional a una 'vibración' de sus átomos, es decir cuanto más vibran, a mayor temperatura está el material. Evidentemente existe una vibración mínima: que es que los átomos no vibren, pero no una máxima. Solo que para conseguir una vibración del 'copón', el gasto energético es inconmensurable.
Por lo tanto, si tenemos un material que sus átomos no vibran, tenemos un material muy buen conductor o dicho de otro modo un superconductor.
Pero como no hay gloria sin pena, el coste de tener un material a temperatura 0 absoluto es muy elevado y no es viable. Con lo que el campo de investigación es encontrar un material que sea superconductor a temperatura ambiente...
El hecho de que se busquen y utilicen superconductores no es más que la necesidad de 'abaratar' costes de explotación. Una vez que conseguimos que el 'tren' en cuestión levite, el resto viene solo, debemos 'desenrollar' el estator sobre la vía y que el rotor sea el tren... sin fricción más que la del aire, imaginad si no sale barato hacer que el bicho ese se mueva y a las velocidades que funciona.
Tochón que os he soltado, ¿eh?
, el profe les aparecio con el nitrogeno pa hacer pruebas, una de las primeras fué "freir" un huevo en nitrogeno liquido teniendo como resultado un huevo frito pero más frio que un tempano 
