La levitación magnética y sus aplicaciones

La levitación magnética y sus aplicaciones

noviembre 12, 2020 0 Por Carolcfr

El electromagnetismo, nos suena como algo que tiene que ver con imanes, pero ¿qué hay detrás de todos ellos?, ¿qué es realmente lo que hacen y en qué nos han ayudado? Pues en casi todo, al proceder a guardar tu información en un diskette, o en un disco rígido, o cuando encendías la radio, atendías una llamada o quizás presionabas el botón de un timbre. Todo esto es gracias a los avances sobre el electromagnetismo que han llegado hasta la levitación magnética.

El físico danés Hans Christian Oersted, descubrió el electromagnetismo en el año 1821 de forma accidental, dándole paso a grandes inventos. De hecho, el teléfono y el telégrafo utilizaban baterías y se basaron en el descubrimiento de Hans. Muchos renombrados científicos, tales como  Heinrich Lenz, codescubridor de la inducción electromagnética; o Thomas Edison que inventó un generador bipolar en 1878, un año antes de inventar el filamento de luz eléctrico; basaron sus descubrimientos en el del físico alemán Heinrich Hertz, quien sentó las bases de lo que hoy conocemos como ondas de radio.

Campos magnéticos

Un campo magnético es una fuerza que afecta a los llamados materiales ferromagnéticos, como a los metales. La dirección y la magnitud son los dos valores que definen a un campo magnético.  Los campos magnéticos se producen cuando una carga eléctrica esta en movimiento.

Diversos materiales, tienen comportamientos erráticos y muchas veces incomprensibles, esto debido a una propiedad llamada Espín. Es decir, que alcanza el momento magnético preciso de las partículas. Los campos magnéticos hacen que estos materiales se comporten de manera errática y debido a la magnitud de su fuerza, hace que un material sea atraído o repelido.

Levitación magnética

Existe una infinidad de materiales que se comportan diferentes, cuando están en presencia de algún campo magnético. Algunos repelen su energía y otros las atraen, los elementos diamagnéticos son algunos de ellos, ya que repelen con mucha fuerza estos campos. Es precisamente esta cualidad que se busca aprovechar para  la levitación magnética.

La levitación magnética, mejor conocida como MaGlev por su acrónimo en ingles, es lo que se produce cuando un objeto es suspendido por la presencia de un campo magnético

Estos campos magnéticos ejercen una fuerza contraria hacia la gravedad, lo que hace que el objeto que está en medio de estas dos fuerzas, flote o levite.

Los materiales más utilizados son los que se denominan superconductores y suelen ser los protagonistas de estos proyectos. Ya que tienen la facultad de permitirle a la electricidad un paso a través de ellos, sin ningún tipo de obstáculo y a demás no pierden energía. El flujo eléctrico pasa sin resistencia alguna, provocando que los campos magnéticos se comporten de una manera distinta, haciendo que repelen el material superconductor de forma perfecta.

El efecto Walter Meissner

Los materiales superconductores, al momento de ser enfriados permiten que el flujo eléctrico, pase sin ninguna complicación. Esta habilidad le permite no perder energía mientras pasa el flujo eléctrico, lo que hace que el campo magnético envuelva al material dejándolo en el centro sin tocar su superficie. A esto le llamamos el efecto Meissner. El cual consiste en la desaparición total del flujo del campo magnético en el interior de un material superconductor. Debido a este efecto, estos materiales son capaces de realizar y mostrar sorprendentes muestras de levitación.

Importancia de la Levitación Magnética

Los superconductores, tienen muchas propiedades, pero una de la más importante es la levitación magnética. Gracias a esta propiedad se ha logrado la construcción de trenes de alta velocidad por levitación magnética o MaGlev. Este tipo de transporte levita sobre las vías gracias a la fuerza de interacción entre los campos magnéticos que generan los imanes o las bobinas situadas en el tren y en los rieles. El hecho de que no toquen la superficie de los rieles los vuelven súper rápidos.

Aplicaciones de la Levitación Magnética

MAGLEV tiene aplicaciones en otras áreas tecnológicas, como el almacenamiento de energía. Ya que permite hacer girar indefinidamente una rueda superconductora inmensa en un campo magnético para almacenar la energía mecánica. Como ya sabemos, estos materiales superconductores almacenan energía, y no pasan desapercibidos por la industria del ramo eléctrico que los utiliza para almacenar electricidad en horas donde el consumo es prácticamente  bajo, y cuando el consumo aumenta, lo liberan. La rama que más utiliza esta tecnología es la del transporte, los trenes del futuro ya están aquí.

Uno de los problemas actuales con la fusión nuclear, es que no puede ser controlada, los científicos trabajan arduamente para conseguir mecanismos para manejarla y poder hacer manipulaciones en caliente. Y es allí donde la levitación magnética podría ayudar, en diseñar nuevos métodos para manejarla. Quizás la levitación del plasma funcione, ya que cualquier estrategia actual no lo hace, debido a las altas temperaturas en donde ocurre este fenómeno, cualquier cosa que se intente utilizar para manejarlo, simplemente se derretiría.

Existen cantidades de objetos para el entretenimiento, como relojes, pelotas de golf, figuras de planetas, obras de arte que se pueden encontrar levitando, gracias a la tecnología de levitación magnética.

Trenes de levitación magnética

Hablar de trenes que levitan, es como estar en una película de ciencia ficción, pues no, esto ya es toda una realidad. Y se refiere a los trenes que no utilizan ruedas para moverse, sino que levitan por la presencia de fuerzas magnéticas. Estos fueron pensados por el tema tiempo, y la velocidad del transporte. Al reducir el contacto con las vías del tren lo que indica es que no existe roce alguno con la superficie, lo que significa que el tren puede viajar a velocidades increíbles, comparándolos con los trenes tradicionales. El record de velocidad lo ostenta un tren MaGlev japonés, llamado Shinkasen, el cual logró la asombrosa velocidad de 603 km/h.

Aportes de MaGlev a la sociedad

Uno de los aportes más significativos que trae MaGlev, es la poca energía que consume, es prácticamente nula comparada con los trenes tradicionales. La disminución de los tiempos de traslados entre las ciudades aportaría una mejor calidad de vida al ciudadano y tomaría fuerza la descentralización de los países. Asimismo, las emisiones de dióxido de carbono no serian un problema, porque estos trenes se impulsan con magnetismo.

Sin duda alguna, nos falta mucho que ver con respecto a esta tecnología, que de seguro continuará evolucionando.