Informe Final proyecto de conversión

Análisis, diseño y montaje de un anillo de Thompson-Levitación magnética

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Análisis, diseño y montaje de un anillo de Thompson - Levitación magnética. Wilfredo Ramírez, Diego Rincón, Margarita Vargas

Resumen—

El presente documento reúne la información concerniente al proyecto de finalización del curso de conversión electromagnética, es decir, un Anillo de Thompson, en el mismo se provee al lector de la información suficiente y necesaria para la comprensión del principio de levitación magnética, por medio del cual funciona el dispositivo en cuestión, asimismo, se proporcionan las razones que produjeron la selección de este trabajo experimental y se muestra con claridad el avance del proyecto a través del semestre en curso, con sus respectivos resultados y con la esperanza de brindar a las personas interesadas la funcionalidad y utilidad del experimento que se traduzca en desarrollos para el creciente mundo moderno.

anillo, bobina, fusible, inductancia, levitación magnética, ley de Lenz, ley de Faraday, núcleo de hierro.

Es en la anterior pregunta en la cual recae el pilar fundamental de la puesta en marcha del análisis, diseño y montaje de un Anillo de Thompson como nuestro proyecto de finalización de curso, debido a que a través de este se hará evidente y tangible un fenómeno de importante conocimiento para los ingenieros y/o afines a la disciplina. En adición se quiso desarrollar un prototipo para mostrar el principio anteriormente mencionado, debido a que, de esta forma la prueba no estaría limitada solo a simulaciones y/o cálculos netamente teóricos, sino que se demostraría su funcionamiento a través de ejemplos tangibles dentro del público expectante.

Palabras clave—

I. INTRODUCCION

E

L principio fundamental de funcionamiento del Anillo de Thompson propuesto para el presente proyecto final, corresponde al conocido fenómeno de la levitación magnética por medio del cual un material puede levitar gracias a la presencia de una fuerza magnética ascendente que se opone al peso del cuerpo, y que por ende produce la suspensión del material en el aire, dicho en otras palabras la presión magnética se contrapone a la gravedad. Cabe decir que cualquier objeto puede ser levitado siempre y cuando el campo magnético sea lo suficientemente s uficientemente fuerte. Logrando comprender el anterior evento teóricamente en cualquier salón de clases de electromagnetismo, se sortea la solución de un problema drástico el cual viene propiciado por la siguiente pregunta por parte de los interesados. ¿Cómo se puede aplicar y comprender el principio de levitación magnética experimentalmente? experimentalmente?

Artículo entregado el 15 de junio de 2012. Los autores son estudiantes de la facultad de Ingeniería en la Universidad Nacional de Colombia – Sede Bogotá. Wilfredo Ramírez Pretel, 261424, weamí[email protected] Diego Fabricio Rincón Piza, 261577, 261577 , dfrinconp@unal [email protected] .edu.co Margarita Rosa Vargas González, 261520, [email protected]

Sin embargo, aunque el interrogante planteado supuso una razón imprescindible al momento de apropiar la idea del Anillo de Thompson como un útil experimento para aplicar los conocimientos adquiridos, también fue necesario comprender grosso modo el porqué de su superioridad jerárquica frente a otros proyectos. En primera instancia cabe mencionar con referencia a lo anterior, que el crecimiento tecnológico mundial avanza a pasos agigantados, y con el la necesidad de generar dispositivos más eficientes traducidos en gastos económicos reducidos en algún grado, es por tal razón que todas aquellas aplicaciones que involucren la levitación magnética dentro de su funcionamiento están en auge, debido a que con ellas se puede simplificar y en otros casos eliminar la fricción entre elementos, donde por consiguiente no se requerirá de ningún tipo de lubricación, motivo por el cual el desarrollo será atractivo para el mercado, por otro lado, el ruido será inexistente en cuanto no haya fricción y este constituye otro punto a su favor, por estas y otro sinnúmero de razones que posteriormente serán abordadas, el proyecto fue seleccionado después de analizar su potencialidad en el mercado colombiano. El desarrollo correspondiente a los cálculos analíticos, simulaciones y puesta en marcha del Anillo de levitación magnética o Anillo de Thompson será evidenciado a continuación valiéndonos de ecuaciones matemáticas y herramientas computacionales.

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II. ANÁLISIS MATEMÁTICO

El dispositivo a implementar consiste en un solenoide con un núcleo de hierro sobre el que se dispone un Anillo. La figura 1 enseña un esquema e squema básico de este dispositivo. El solenoide se alimenta de la red eléctrica, con una frecuencia de 60Hz, el eje de solenoide se coloca paralelo al campo gravitatorio, de esta manera la fuerza de Lorentz que actúa sobre el Anillo, se orienta en sentido opuesto al campo gravitatorio, logrando de esta manera la levitación magnética del Anillo. Cabe resaltar que dicha fuerza proviene de la interacción de campo magnético que genera el solenoide con la corriente inducida por éste en el Anillo.

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a una fuente de corriente alterna AC, con una frecuencia igual a la de la red Colombiana (60Hz), el anillo de radio “a” presentará una levitación magnética con una altura “z”, para tal altura el peso del Anillo en uso, se equilibrará en función a la fuerza media que ejerza el campo magnético del solenoide con relación a la fuerza propiciada por la corriente que circula a través del Anillo como producto de la ley de inducción de Lenz y Faraday. Si bien es cierto que el funcionamiento podrá ser explicado en general siguiendo un hilo conductor similar al utilizado, en este momento es vital comprender los principios físicos de fondo que se inmiscuyen durante el planeamiento y la posterior realización del Anillo de Thompson así: −

Ley de Faraday

La corriente eléctrica que fluye por el solenoide se encarga de producir un campo magnético variable en el tiempo, ya que la corriente también lo es, el flujo perteneciente a la corriente corresponde a:

 =   

(1)

Y el flujo  está dado por:

 =  ∗ 

(2)

En dónde M es el coeficiente de inducción mutua formado por el anillo y el solenoide e  es la corriente en el solenoide y es:

 = 0 () Fig. 1. Esquema correspondiente al Anillo de Thompson.

Si se tiene la masa del Anillo se conocerá entonces su peso, y se sabrá de esta manera cual debe ser el valor mínimo de la fuerza que debe ejercer el campo magnético creado por el solenoide sobre el Anillo para mantenerlo levitando. Como se inscribió anteriormente “la fuerza se origina de la interacción del campo magnético que genera el solenoide con la corriente que se genera en el Anillo”, no obstante el campo magnético tiene dos componentes, B y B , a lo largo del eje Z

(3)

Dónde 0 es la amplitud de la corriente y  es igual a 2πf, donde f es 60Hz.

 =   =  ∗ 1 

(4)

El coeficiente depende de la geometría de los circuitos y de su posición relativa. Mediante la ley de Faraday se tiene que la fem inducida








3

La corriente inducida  sobre el anillo cuya resistencia es R será:

 =  =   0 cos( cos()

(6)

Para determinar la fuerza que recae sobre el anillo es preciso observar con anticipación la forma del campo magnético generado por el solenoide, para ello es necesario guiarse por la figura 2 seguidamente mostrada

Fig. 3. Esquema sobre las direcciones de las componentes del campo y las fuerzas.

Haciendo uso de la imagen bosquejada en las líneas superiores, es congruente decir que las componentes radiales del campo se anulan, mientras que aquellas componentes longitudinales se refuerzan entre sí, por tal fenómeno la fuerza estará dirigida sobre el eje Z y su valor real será dado por la ecuación (8) como sigue:

 = 2 

Fig. 2. Imagen del campo magnético generado por un solenoide.

La anterior forma propiciada por el campo magnético generado por un solenoide alude a que el campo magnético ha sido inducido de forma paralela al eje en el interior del solenoide, pero, por fuera de éste las líneas de campo se muestran con un comportamiento divergente. En adición el campo magnético del solenoide tiene simetría cilíndrica, y en la posición “z” que ocupa el anillo de radio “a” el campo posee dos componentes como fue previsto en párrafos anteriores. La fuerza magnética sobre el anillo viene dada por:

 = ∫ 

(7)

(8)

Apropiándonos del concepto de que  es proporcional a la corriente en el solenoide, es posible afirmar que la misma es proporcional a 0 () (véase la ecuación 3) y que  es proporcional a cos( cos(), entonces la fuerza en el anillo es cos(), entonces la componente Z proporcional a () ∗ cos( de la fuerza atenderá a la sucesiva:

 = (2)

(9)

Sea k el valor de una constante de proporcionalidad. Por tanto, el valor medio de esta fuerza será: /

 = / ∫0

(2)()

(10)

Nótese que el resultado es cero, es decir, que durante medio periodo la fuerza es de atracción y durante d urante el intervalo restante es de repulsión, considerando esto, el anillo no sería capaz de levitar, al menos no, aplicando la teoría adquirida en este informe.








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 =  

(17)

La autoinducción se puede calcular como:

 = 0 2 ( 8  74)  Fig. 4. Modelo del anillo como un circuito RL. La diferencia de potencial en los extremos de la inductancia L de la figura anterior, se encuentra adelantada �2 respecto a la corriente en ella, mientras mientras que en la resistencia R se encuentran en fase. De la anterior figura también se observa que la  se encuentra adelantada con respecto a  en un ángulo igual al detallado en la ecuación 11 de la siguiente manera:

−1 () =  

(11)

Tras observar los valores en el tiempo logramos: cos()  = |0 | cos(

(12)

 = |0 | cos( cos(  )

(13)

Por otro lado nótese que:

_ = (_0 )/√ (^2 + ^2 ^2 )[cos( )[cos() ()()()

cos( cos(  ) +

(14)

Finalmente la fuerza atiende al producto contiguo:

 =

1

 

1 2

/ (2) ()  () ∗  / ∫0 2 (2)()

( cos( cos( ) ∫0

(15)

(18)

La ecuación anterior posibilita el cálculo de la inductancia como en principio fue dicho, pero, de un anillo toroidal con un diámetro medio “D” y una sección circular con diámetro correspondiente a “d” III. DISEÑO

Con el conocimiento de las ecuaciones matemáticas propias del dispositivo a diseñar y con la teoría pertinente comentada en las predecesoras líneas se procedió a realizar un diseño físico del – Anillo de Thompson – con los siguientes valores para las dimensiones de la estructura, (cabe resaltar que lo anterior fue realizado no sin antes efectuar las simulaciones que para efectos prácticos se enunciaran en la parte última del informe, con la finalidad de no dispersar el seguimiento matemático del lector). Tras realizar un remplazo minucioso en las ecuaciones de nuestro menester, los valores otorgados son como siguen:








sustancialmente mucho más grueso que el núcleo de hierro, en tanto fue efectuado con un total de 71 espiras por cada una de las 31 capas, lo que sugiere un valor esperado de al menos 5 centímetros adicionales al diámetro del núcleo.

IV. ASPECTOS CONSTRUCTIVOS

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De acuerdo con lo estipulado en la propuesta e informa de avance del proyecto, la estructura principal del dispositivo electromagnético implementado, es una especie de “carrete” de polietileno, sobre el cual se hizo el embobinado de 71 espiras y 31 capas con un alambre de cobre esmaltado calibre AWG16, cuyo diámetro nominal es de 1.367 milímetros; no obstante, de acurdo con el fabricante y sus procesos de manufactura, este valor puede oscilar entre 1.290 y 1.384 milímetros. La estructura principal del dispositivo electromagnético implementado, es una especie de “carrete” de polietileno, sobre el cual se hizo el embobinado de 71 espiras y 31 capas con un alambre de cobre esmaltado calibre AWG16, cuyo diámetro nominal es de 1.367 milímetros; no obstante, de acurdo con el fabricante y sus procesos de manufactura, este valor puede oscilar entre 1.290 y 1.384 milímetros.

Fig. 6. Montaje planeado inicialmente para la implementación del anillo de Thompson.

Fig. 8. Vista general del prototipo y el anillo.

Dicha estructura tiene una altura total de 15 centímetros, sin embargo, la altura efectiva disponible para hacer la bobina es de 10 centímetros, puesto que los restantes cinco están repartidos en cantidades iguales entre los bordes transversales del carrete. Cabe resaltar, que se escogió dicha geometría a propósito, puesto que convenientemente la estructura tiene un agujero central donde puede ser insertado fácilmente el núcleo ferromagnético, ferromagnético, adicionalmente, las barreras en forma de disco facilitan que el embobinado conserve su forma.








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gramos. La elección del material se basó en las propiedades eléctricas y mecánicas del mismo, así como su precio favorable respecto a otros materiales con características similares como el cobre.

Fig. 9. Detalle del embobinado.

El mencionado núcleo, fue construido con un tubo de policloruro de vinilo (PVC), de 40 centímetros de longitud y de diámetro evidentemente menor al del carrete, pero cercano en dimensiones; al cual se le introdujeron cerca de 170 barras delgadas de hierro - de la misma altura del tubo - aisladas eléctricamente, a fin de reducir las pérdidas de potencia por corrientes de Foucault, Foucault, puesto que las corrientes parásitas son obligadas a circular confinadas en el interior de cada barra, describiendo trayectorias de ida y vuelta muy próximas que casi cancelan sus efectos magnéticos fuera de sus dominios.

Fig. 11. Detalle del anillo.

En cuanto a las conexiones eléctricas del dispositivo, podemos destacar que para energizar la bobina a través de la red eléctrica, se utilizó un conductor de cobre con recubrimiento de aproximadamente dos metros de longitud, capaz de soportar – con un amplio margen – la corriente que se espera atraviese el circuito. Asimismo, se uso una clavija bifilar estándar elaborada en compuesto PVC flexible (material dieléctrico), con herrajes de cobre, diseñado para soportar capacidades de 15A a 125V. Por motivos de seguridad y comodidad de uso, se colocó un interruptor tipo “ toggle” de dos posiciones, capaz de soportar 10A a 220V. Esta unidad se instaló en una base cuadrada de polietileno – que es el mismo material material del carrete descrito al inicio de este apartado – con 32.5 centímetros de lado y 2.5 de espesor; el cual sirvió como base estructural del montaje y permitió dar un mejor aspecto general del mismo, ya que permite ocultar todas las conexiones necesarias para el correcto funcionamiento del éste.










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Fig. 12. Prototipo desmantelado.

V. IMPLEMENTACIÓN Y RESULTADOS

Luego de efectuar una revisión exhaustiva de cada una de las conexiones existentes en el montaje mostrado en el literal anterior, por citar algunas:

− − − −

El correcto funcionamiento del interruptor. La correcta sujeción de cada una de las piezas conformantes del dispositivo. La adecuada disposición de las varillas metálicas dentro del núcleo. La firmeza del arrollamiento desarrollado en alambre de cobre alrededor de la base, entre otras.

Fig. 13. Anillo de Thompson en funcionamiento.

La primera de las pruebas realizadas para comprobar el correcto funcionamiento del Anillo de Thompson proporcionó los resultados esperados para dicho experimento, como es visible en la imagen anterior, el anillo de aluminio presentó una suspensión en el aire, es decir, levitó magnéticamente cuando el dispositivo se encontraba en modo de encendido, por tanto, se pudo corroborar a través de la experiencia que los cálculos matemáticos al igual que los datos logrados luego de realizar las simulaciones hicieron posible el óptimo








Fig. 14. Anillo de Thompson en funcionamiento con bombilla.

Durante las pruebas de funcionamiento del Anillo de levitación magnética, se tuvo la inquietud de saber cuan prolongada era la propagación del campo magnético que producía el dispositivo, por ello, se efectuó una experiencia más, la cual consistió grosso modo en lo que se plasma en las siguientes líneas: Mientras el dispositivo se encontraba encendido se

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Fig. 15. Anillo de Thompson con imanes en su cercanía.

Luego de haber conseguido los resultados previstos durante el diseño, la simulación y puesta en marcha del anillo de levitación magnética, fue completamente evidente que el anillo de aluminio presentó un incremento en su temperatura proporcional al tiempo de duración del mismo en estado de levitación, por lo cual, se considera que las perdidas representadas en disipación de calor influyen en detrimento del uso óptimo de la energía y en consecuencia de la eficiencia








Entiéndase por “elementos” el núcleo de hierro y el anillo de aluminio, el factor de calidad corresponde a la relación entre la energía reactiva que almacena la bobina y la energía que disipa durante un ciclo completo de señal. VI. EVALUACIÓN DE LAS ACTIVIDADES

En aras de llevar a buen fin el proyecto del curso de conversión electromagnética, fue ideado un plan de actividades dentro de cuyos componentes se encontraron delimitadas las siguientes actividades, anótese que, las mismas fueron susceptibles a cambios dependiendo de las modificaciones y/o mejoras que fueron surgiendo durante la realización del prototipo: −

−

−

−

−

−

Investigación previa y recolección de información existente sobre levitación magnética por parte de los integrantes del grupo. Resolución de ecuaciones matemáticas que permitieran lograr valores para concebir el diseño. Ejecución de simulaciones en MatLab® para la obtención de un prototipo cercano al esperado, así como para corroborar los datos de carácter netamente matemático. Diseño del montaje físico del Anillo de Thompson, con los valores resultantes de los análisis matemáticos con su posterior simulación. Pruebas del prototipo con la debida corrección de complicaciones funcionales y estéticas. Toma de medidas de variables eléctricas como corrientes, tensiones, resistencias e inductancias en laboratorios de la Universidad Nacional de Colombia.

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para el grupo de trabajo una forma de detectar el radio de acción del campo magnético dispensado por el aparato diseñado, esto fue, haciendo uso de los imanes mostrados en la parte inicial del documento, los cuales al ser acercados al prototipo aumentaban vertiginosamente su vibración y al ser alejados sus vibraciones internas aminoraban significativamente. VII. PROBLEMÁTICAS Y SOLUCIONES

Como es de esperarse en todas aquellas actividades en las que estén inmersas variables que deban ser controladas por la mano del hombre se deslizarán efectos indeseados, e infortunada o afortunadamente el desarrollo de este proyecto de investigación y diseño no fue la excepción, en principio p rincipio nos enfrentamos a diversos inconvenientes a los cuales se les proporcionaron soluciones en su debido momento y para otros varios se ha sentado un precedente para solventar el problema en desarrollos futuros. Uno de los inconvenientes principales durante el desarrollo fue que a la hora de poner en funcionamiento el Anillo de Thompson, éste no encendió como era debido, motivo por el cual se decidió efectuar una verificación a cada uno de las piezas conformantes del dispositivo, finalmente, tras haber agotado la baraja de posibilidades se resolvió retirar el interruptor del montaje, el cual para sorpresa de los integrantes del grupo no estaba firmemente soldado desde su fabricación y quizás durante el proceso de manufactura del prototipo terminó por dañarse. Por otro lado, un factor que no se tuvo en cuenta a la hora de consumar el proyecto fue la necesidad de incluir un fusible dentro de la instalación eléctrica como medio de protección, de manera tal, que el fusible se fundiera por efecto Joule, cuando la intensidad de la corriente superase, por un corto circuito o un exceso de carga, un determinado valor, para disgregar esta anomalía se sugiere al personal interesado








VIII. SUGERENCIAS Y MEJORAS Siendo suficiente la información suministrada como solución a los problemas presentados en el proyecto –Anillo de Thompson- esta se quedaría cortas para sugerir al personal lector e interesado, las recomendaciones para prevenir posibles accidentes, para utilizaciones futuras del artefacto con finalidades académicas o investigativas se pensaría en desarrollar una especie de ficha técnica en la que se plasmen los valores de tiempos máximos de encendido del dispositivo, la corriente que atraviesa el dispositivo en condiciones nominales y además incluir avisos que prevengan al usuario de posibles accidentes que puedan ocurrir debido al calentamiento del anillo mientras el artefacto se encuentra en funcionamiento.

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El valor logrado luego de desglosar cada uno de los materiales utilizados utilizados corresponde al costo real del proyecto, se hace evidente que el mismo pudo ser ejecutado gracias a la participación económica comprometida de los tres integrantes del grupo de trabajo durante el semestre en vigencia X. ACTUALES DESARROLLOS

El principio de levitación magnética que fue abordado claramente dentro del actual informe representa soluciones prácticas y sostenibles para el actual mundo creciente y ávido de nuevas tecnologías. Hoy día el uso más extendido del fenómeno de levitación magnética se da en los trenes de levitación magnética, por sus siglas en inglés –MagLev– (Véase la imagen que sigue):

Una mejora que se plantea es colocarle al prototipo algún tipo de protección electromagnética de tal forma que el experimento sea visible pero, que el espectador no se someta a grandes cantidades de radiación. IX. ANÁLISIS FINANCIERO

En primera instancia se considera prudente realizar un estudio de los costos implícitos durante la realización del proyecto de finalización de curso, sin incluir valores agregados tales como la mano de obra de los estudiantes y los honorarios por el trabajo ingenieril supuesto. Los materiales utilizados con su costo se describen en la tabla 2 como sigue: Fig. 16. Tren de levitación magnética Tabla 2. LISTA DE COSTOS DE LOS MATERIALES

Material

Cantidad

Precio por unidad

Precio total

Un tren de levitación magnética es un vehículo que utiliza las ondas magnéticas para suspenderse por encima del carril (algunos de estos trenes van a 1 cm por encima de la vía y








A continuación se exponen los cuatro principios básicos por los cuales funciona un tren maglev. 1. Principio de levitación magnética La levitación en un tren maglev, se consigue mediante la interacción de campos magnéticos que dan lugar a fuerzas de atracción o repulsión, dependiendo del diseño del vehículo, es decir, según si el tren utilice un sistema EMS (electromagnetic suspension o suspensión electromagnética) o EDS (electrdynamic suspension o suspensión electrodinámica). La principal diferencia entre un sistema EMS y un EDS es que en el primero la levitación del tren es producida por la atracción entre las bobinas colocadas en el vehículo y la vía, y en el segundo se consigue la levitación gracias a fuerzas de repulsión entre estas.

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La principal ventaja de las suspensiones EMS es que usan electroimanes en vez de los complicados imanes superconductores que exige la suspensión EDS. Por no necesitar imanes superconductores, no son necesarios complicados y costosos sistemas de refrigeración. Aunque el consumo actual del EMS es inferior al del EDS, se espera que, con el avance de las investigaciones en superconductividad, los consumos de las suspensiones EDS bajen considerablemente. considerablemente. Aun así los trenes de suspensión EMS sufren ciertas limitaciones, la principal es su inestabilidad. Cuando la distancia entre la guía y los electroimanes disminuye, la fuerza de atracción crece y, aunque a unque la corriente eléctrica circulante en los electroimanes puede ser regulada inmediatamente, existe el peligro de que aparezcan vibraciones o de que el tren toque la guía.

1.1 EMS: Suspensión electromagnética electromagnética

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

Otra de las limitaciones de este diseño es la enorme precisión necesaria en su construcción, lo cual encarece su producción. Una pequeña desviación de unos pocos milímetros a lo largo de la estructura del tren puede provocar un desastre. Además, con unas tolerancias tan pequeñas un simple terremoto podría destruir completamente todo un sistema de líneas maglev. Por otro lado la amplitud del hueco entre vehículo y guía no puede ampliarse porque el costo de esto haría al sistema prohibitivo. 1.2 EDS: Suspensión electrodinámica electrodinámica

La levitación EDS se basa en la propiedad de ciertos materiales de rechazar cualquier campo magnético que intente penetrar en ellos. Esta propiedad se da en superconductores y es llamada Efecto Meissner, como se explicó con anterioridad. La suspensión, por tanto, consiste en que el superconductor rechazará las líneas de campo magnético de manera que no pasen por su interior, lo que provocará la elevación del tren. En diversos prototipos de suspensión EDS se ubica un










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ya que es sabido que una continua exposición a campos magnéticos muy intensos puede contribuir al desarrollo de ciertas enfermedades como el cáncer. Esto contrasta con el sistema EMS, en el cual el campo magnético usado para la levitación, guía y propulsión del tren, se concentra en la brecha entre el vehículo y el carril-guía. Fuera de esta brecha, la intensidad del campo magnético disminuye de manera tal que en la cabina donde viajan los pasajeros su intensidad es comparable con la del campo magnético terrestre. XI. EL ÚLTIMO AVANCE DE LA TECNOLOGÍA MAGLEV

Fig. 18. Esquema de suspensión EDS

En una investigación publicada hace varios años, según nos provee internet al respecto, el doctor Richard Post del Lawrenece Livermore National Laboratory desarrolló un sistema maglev que evita las mayores fallas de los sistemas EMS y EDS explicados en el ítem anterior. La Inductrack es esencialmente un sistema EDS que en vez de materiales superconductores, superconductores, utiliza imanes permanentes.

Este pasa a unos centímetros de un conjunto de bobinas situadas sobre el carril guía. Al moverse el vehículo a lo largo del carril se inducirá una corriente en las bobinas de este, las cuales actuarán entonces como electroimanes. Al interactuar con los superconductores montados en el tren, se producirá la

La solución al cliché de que los imanes permanentes solo proveían una fuerza de levitación reducida, fue emplear una distribución especial de poderosos imanes permanentes, conocida como una ordenación Halbach ("Halbach array"), para crear una fuerza de levitación lo suficientemente








La NASA está estudiando la utilización de tecnología maglev para crear un sistema que asista en el despegue de una nave espacial. Una pista operacional tendría unos 2400 metros de longitud y sería capaz de acelerar al vehículo a unos 1000 Km/h en 9,5 segundos, el que luego debería cambiar a motores a bordo para completar la salida al espacio. La parte más costosa de una misión a una órbita terrestre baja son los primeros segundos, el despegue. La mayor parte de este gasto se debe al peso del propergol, y como un vehículo maglev utiliza electricidad para acelerarse, el peso de la nave espacial al momento del despegue podría ser de hasta un 20% menos que en un cohete normal. Además este sistema es reutilizable, ya que la pista que se usa para acelerar al vehículo se queda en el suelo. Otros beneficios son que la electricidad no contamina y es mucho más barata. Cada lanzamiento realizado utilizando tecnología maglev (con vehículos a escala real) consumiría cerca de $75 (75 dólares) de electricidad en el mercado actual. Un sistema maglev de este tipo sería no necesitaría (idealmente) ningún tipo de mantenimiento, ya que no hay partes movibles y no existe contacto entre el vehículo y la pista. Tanto es así que se espera que un sistema maglev funcione durante 30 años. XIII. CONCLUSIONES

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Con el desarrollo de experiencias adicionales a presentar estrictamente el fenómeno de levitación, fue posible percatarnos del alcance considerable - percibido físicamente del campo magnético emanado por la máquina construida. En consecuencia, es recomendable advertir a los usuarios del Anillo de Thompson Thompson que estarán estarán expuestos a radiación radiación electromagnética, la cual tiene ciertos efectos biológicos sobre la mayoría de seres vivos que, debido a su composición electrolítica electrolítica los hace3 buenos conductores de la electricidad. A través de las membranas celulares y de los fluidos corporales intra y extracelulares existen corrientes iónicas, especialmente en las células nerviosas y musculares a las cuales debe estar asociado un campo magnético. Además, en los sistemas biológicos existen estructuras magnéticamente influenciables como los radicales libres que presentan propiedades paramagnéticas y aquellas en las que intervienen sustancias ferromagnéticas. La respuesta de un sistema biológico a un campo magnético externo dependerá entonces tanto de las propiedades magnéticas intrínsecas del sistema como de las características del campo externo y de las propiedades del medio en el cual tiene lugar el fenómeno. REFERENCIAS [1] Vachtl, D.; Kováč, D.; Mayer, D. , “Forces calculation








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Electromagnetismo

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