Tren de levitación magnética

(Shanghai)

Los primeros proyectos realizados sobre este medio de transporte fueron sobre los años 70. A este medio de transporte también se le denomina maglev (magnetic levitation).Se trata de un sistema basado en el principio de atracción-repulsión entre dos campos electromagnéticos.



El tren circula sobre una superficie de hormigón que incorpora un sistema de levitación magnética que eleva el tren unos 15mm de la plataforma. A ambos lados de la vía hay una serie de electroimanes cuya función es guiar el móvil.

Al no mantener ningún tipo de contacto con la superficie, la única pérdida de energía que hay es la producida por el rozamiento con el aire. Para que estas sean mínimas, se emplean modelos y se realizan estudios para determinar la forma y aerodinámica adecuadas que ha de tener dicho medio de transporte.

La tecnología posee el potencial necesario para superar los 6.400km/h si se despliega en un túnel en vacío. Al no emplearse un túnel de estas características, la velocidad máxima alcanzada fue de 581km/h en 2003. El sistema de frenado emplea los electroimanes (produciendo las denominadas corrientes de Foucault) y también puede ser asistido mediante frenos aerodinámicos tipo flaps.

El consumo de energía para mantener y controlar la polaridad de los imanes empleando un bajo nivel de ruido sonoro es bastante elevado. El peso del tren también es una característica a tener en cuenta en su diseño, ya que esta tecnología no es aplicable, en la actualidad, al transporte de mercancías. Hecho que limita enormemente el uso de la infraestructura.
El desarrollo práctico del sistema maglev se produciría al abaratarse los costos de producción eléctrica mediante usinas basadas en la fusión nuclear.

En la actualidad, la única línea de cierta envergadura en funcionamiento es la que une Shanghai con su aeropuerto, empleando 7 minutos y 20 segundos en recorrer los 30km, a una velocidad máxima de 431km/h y a una velocidad media de 250km/h. En taxi, en el mejor de los casos, se emplean unos 45 minutos. Emplea 5km para alcanzar los 300km/h aprox. Está en funcionamiento desde el 31 de diciembre del 2002.

Alemania y Japón son los principales países que están desarrollando este tipo de tecnología. En Japón se encuentra el mayor centro de investigación de trenes del mundo. Allí se encuentra un tramo de 42km de vía para realizar las pertinentes pruebas tanto tecnológicas como de seguridad pertinentes. En este tramo fue donde se alcanzó el máximo de velocidad para el maglev: 581km/h.

A continuación tenemos dos imágenes de los diseños realizados en Japón y Alemania.
Diseño japonés:


Diseño alemán:

Intento de bloqueo al cambio climático

Las cenizas del volcán islandés puede que amortigüe los efectos del cambio climático. La naturaleza nos echa una mano! Si las partículas de ceniza que emergen de las explosiones producidas en el volcán llegan a la estratosfera (capa de la atmósfera que se encuentra a 12km de altura), podría darse un "efecto refrigerador" durante varios años, ya que reduciría la radiación solar que llega a la superficie terrestre, es decir, aumentaría el albedo.

¿Por qué es conveniente que alcance la estratosfera? Precisamente en esta capa de la atmósfera no se produce precipitaciones, lo cual, estas partículas no llegarían a la superficie terrestre y podrían permanecer allí durante 2 ó 3 años. Estas partículas estarían en suspensión y darían la vuelta al mundo reflejando la radiación solar y, como consecuencia, disminuyendo la temperatura global del planeta.

Para ello, debería tratarse de una erupción volcánica mucho más potente de la que, de momento, estamos siendo testigos. No obstante, se han registrado a lo largo de la historia erupciones volcánicas que han tenido consecuencias climáticas como las que aquí se narran. En abril de 1815, en la isla de Sumbawa (Indonesia) entró en erupción el volcán Tambora; como consecuencia en 1816 se produjo el llamado "año sin verano" en 1816. Se estimó que la nube de aerosoles producidos alcanzaron una altura de 50km y en pocos meses se observaron sus efectos en Europa, el Nordeste de América y Canadá. Malas cosechas provocadas por las inusuales temperaturas y dando lugar a hambrunas.

Muchos científicos estudian con mucho ahínco la forma de caracterizar la carga de aerosoles en la atmósfera, para así, poder disponer de un indicador del potencial efecto climático de estos fenómenos naturales. Lamentablemente no se tiene información cuantitativa sobre las características de erupciones volcánicas y sus efectos en tiempos remotos, la información que se tiene proviene de referencias en documentos y grabados contemporáneos.

Se ha dispuesto de indicadores indirectos que permiten cierto nivel de cuantificación de las características de la erupción, pero sólo en épocas recientes. Por ejemplo, las dimensiones de los anillos de los árboles (la temperatura juega un papel importante), las capas de hielo en los glaciales (donde han quedado atrapados compuestos sulfurosos), los sedimentos depositados en el fondo de los mares y lagos están siendo objeto de estudio como indicadores potenciales.

Levitación magnética

En este video observamos cómo se produce un fenómeno de levitación sin trampa ni cartón. La explicación de este fenómeno la encontramos en la física.

Partimos de tres elementos:
1. un imán (la pieza dorada que levita)
2. nitrógeno líquido (el líquido que se echa en el soporte blanco y que esparce humo)
3. una pieza negra que se encuentra en el centro del soporte.

La gracia de este experimento se encuentra en el tipo de material que compone la muestra de color negro: se trata de un superconductor a alta temperatura.

La superconductividad fue descubierta en 1911 por el físico holandés H. Kamerlingh-Onnes mientras realizaba experimentos para investigar la influencia de las impurezas sobre la resistencia residual de los metales. Al estudiar la dependencia de la resistencia del mercurio respecto de la temperatura, estableció que a temperaturas muy bajas rozando los 0 Kelvin(aproximadamente -273.15ºC) desaparecía la resistencia de la muestra (que se manifiesta por el efecto Joule), se convertían en conductores perfectos. Lo que significa que en un anillo superconductor se hace circular corriente y se desconecta de la fuente, la corriente se conserva en el anillo tanto tiempo como se desee, llengando incluso a años.

Por el momento, aproximadamente la mitad de los elementos metálicos, en un gran número de compuestos metálicos y, en condiciones especiales, en una serie de semiconductores, se ha observado dicho fenómeno.

Uno de los principales problemas es que se precisa mantener dicho material a temperaturas muy bajas, aunque se están consiguiendo materiales superconductores a -100ºC. El gran reto es conseguir materiales superconductores a temperatura ambiente. Esto propiciaría importantes avances tecnológicos.

Dicho esto, podemos explicar la razón por la que se vierte nitrógeno líquido; para enfriar la muestra y alcanzar temperaturas de unos -196ºC, así el material de color negro, se comporta como un superconductor. Observamos que al final del video, conforme la temperatura de dicha muestra va aumentado, este deja de comportarse como un superconductor y el imán va descendiendo debido a la atracción gravitatoria.

El motivo de que se pruduzca la levitación magnética es debido al someterse el superconductor a un campo magnético, los campos poseen la misma intensidad y son opuestos, ambos campos se repelen, por lo que el imán sufre una fuerza repulsiva hacia arriba opuesta a la atracción gravitatoria de sentido opuesto.