Levitación magnética: descripción, características y ejemplos

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Última modificación: 2024-02-12 06:03

Como saben, la Tierra, debido al orden mundial imperante, tiene un cierto campo gravitatorio, y el sueño del hombre siempre ha sido superarlo por cualquier medio. La levitación magnética es un término más fantástico que referirse a la realidad cotidiana.

Inicialmente, significaba la capacidad hipotética de vencer la gravedad de una forma desconocida y mover personas u objetos por el aire sin equipo auxiliar. Sin embargo, ahora el concepto de "levitación magnética" ya es bastante científico.

Se están desarrollando varias ideas innovadoras a la vez, que se basan en este fenómeno. Y todos ellos en el futuro prometen grandes oportunidades para aplicaciones versátiles. Es cierto que la levitación magnética se llevará a cabo no por métodos mágicos, sino utilizando logros muy específicos de la física, a saber, la sección que estudia los campos magnéticos y todo lo relacionado con ellos.

Solo un poco de teoría

Entre la gente alejada de la ciencia, existe la opinión de que la levitación magnética es un vuelo guiado de un imán. De hecho, bajo esteel término implica vencer al objeto de gravedad con la ayuda de un campo magnético. Una de sus características es la presión magnética, que es la que se utiliza para "combatir" la gravedad terrestre.

En pocas palabras, cuando la gravedad tira de un objeto hacia abajo, la presión magnética se dirige de tal manera que lo empuja hacia arriba. Así levita el imán. La dificultad para implementar la teoría es que el campo estático es inestable y no se enfoca en un punto determinado, por lo que es posible que no pueda resistir la atracción de manera efectiva. Por lo tanto, se requieren elementos auxiliares que le den estabilidad dinámica al campo magnético, para que la levitación del imán sea un fenómeno regular. Se utilizan varios métodos como estabilizadores para ello. La mayoría de las veces, la corriente eléctrica a través de superconductores, pero hay otros desarrollos en esta área.

Levitación técnica

En realidad, la variedad magnética se refiere al término más amplio para superar la atracción gravitatoria. Entonces, levitación técnica: una revisión de los métodos (muy breve).

Parece que nos hemos dado cuenta un poco con la tecnología magnética, pero también hay un método eléctrico. A diferencia del primero, el segundo puede utilizarse para manipulaciones con productos de diversos materiales (en el primer caso, solo magnetizados), incluso dieléctricos. Separe también la levitación electrostática y electrodinámica.

La capacidad de las partículas para moverse bajo la influencia de la luz fue predicha por Kepler. PEROLebedev demostró la existencia de una presión ligera. El movimiento de una partícula en la dirección de la fuente de luz (levitación óptica) se llama fotoforesis positiva, y en la dirección opuesta - negativa.

La levitación aerodinámica, a diferencia de la óptica, es ampliamente aplicable en las tecnologías actuales. Por cierto, la "almohada" es una de sus variedades. El colchón de aire más simple se obtiene muy fácilmente: se perforan muchos orificios en el sustrato de soporte y se sopla aire comprimido a través de ellos. En este caso, el elevador de aire equilibra la masa del objeto y flota en el aire.

El último método conocido por la ciencia en este momento es la levitación mediante ondas acústicas.

¿Cuáles son ejemplos de levitación magnética?

La ciencia ficción soñaba con dispositivos portátiles del tamaño de una mochila, que podían "levitar" a una persona en la dirección que necesitaba con una velocidad considerable. Hasta ahora, la ciencia ha tomado un camino diferente, más práctico y factible: se creó un tren que se mueve usando levitación magnética.

Historia de los súper trenes

Por primera vez, la idea de una composición utilizando un motor lineal fue presentada (e incluso patentada) por el ingeniero e inventor alemán Alfred Zane. Y eso fue en 1902. Después de esto, el desarrollo de una suspensión electromagnética y de un tren equipado con ella apareció con envidiable regularidad: en 1906, Franklin Scott Smith propuso otro prototipo, entre 1937 y 1941. Hermann Kemper recibió varias patentes sobre el mismo tema yun poco más tarde, el británico Eric Lazethwaite creó un prototipo funcional del motor a tamaño real. En los años 60, también participó en el desarrollo del aerodeslizador con orugas, que se suponía que se convertiría en el tren más rápido, pero no lo hizo porque el proyecto se cerró por f alta de fondos en 1973.

Solo seis años después, de nuevo en Alemania, se construyó y autorizó un tren de levitación magnética para el transporte de pasajeros. La vía de prueba instalada en Hamburgo tenía menos de un kilómetro de largo, pero la idea en sí inspiró tanto a la sociedad que el tren funcionó incluso después del cierre de la exposición, habiendo logrado transportar a 50.000 personas en tres meses. Su velocidad, según los estándares modernos, no era tan grande: solo 75 km / h.

No es una exhibición, sino un maglev comercial (así llamaban al tren usando un imán), circulaba entre el aeropuerto de Birmingham y la estación de tren desde 1984, y duró 11 años en su puesto. La longitud de la vía era aún más corta, solo 600 m, y el tren se elevaba 1,5 cm por encima de la vía.

Japonés

En el futuro, el entusiasmo por los trenes de levitación magnética en Europa disminuyó. Pero a fines de los años 90, un país tan tecnológico como Japón se interesó activamente en ellos. Ya se han establecido varias rutas bastante largas en su territorio, a lo largo de las cuales vuelan los maglev, utilizando un fenómeno como la levitación magnética. El mismo país también posee los récords de velocidad establecidos por estos trenes. El último mostraba un límite de velocidad de más de 550 km/h.

Másperspectivas de uso

Por un lado, los maglevs son atractivos por su capacidad de moverse rápidamente: según los teóricos, pueden acelerarse hasta 1.000 kilómetros por hora en un futuro próximo. Después de todo, funcionan con levitación magnética y solo la resistencia del aire los ralentiza. Por lo tanto, dar los máximos contornos aerodinámicos a la composición reduce en gran medida su impacto. Además, debido al hecho de que no tocan los rieles, el desgaste de estos trenes es extremadamente lento, lo cual es muy rentable.

Otra ventaja es la reducción del efecto de ruido: los trenes de levitación magnética se mueven casi en silencio en comparación con los trenes convencionales. La bonificación también es el uso de electricidad en ellos, lo que reduce los efectos nocivos sobre la naturaleza y la atmósfera. Además, el tren de levitación magnética es capaz de subir pendientes más pronunciadas, lo que elimina la necesidad de colocar la vía alrededor de colinas y pendientes.

Aplicaciones energéticas

Se puede considerar una dirección práctica no menos interesante el uso generalizado de cojinetes magnéticos en componentes clave de mecanismos. Su instalación soluciona un grave problema de desgaste del material de origen.

Como sabe, los rodamientos clásicos se desgastan con bastante rapidez: constantemente experimentan altas cargas mecánicas. En algunas áreas, la necesidad de reemplazar estas piezas significa no solo costos adicionales, sino también un alto riesgo para las personas que dan servicio al mecanismo. Los rodamientos magnéticos permanecen operativos muchas veces más, por lo que su uso es muy recomendable paracualquier condición extrema. Particularmente en energía nuclear, tecnología eólica o industrias con temperaturas extremadamente bajas/ altas.

Aviones

En el problema de cómo implementar la levitación magnética, surge una pregunta razonable: ¿cuándo, finalmente, se fabricará y presentará a la humanidad progresiva un avión completo en el que se utilizará la levitación magnética? Después de todo, hay evidencia indirecta de que tales "ovnis" existieron. Tomemos, por ejemplo, las "vimanas" indias de la era más antigua o los "discoplanos" hitlerianos que ya están más cerca de nosotros en términos de tiempo, utilizando, entre otras cosas, métodos electromagnéticos para organizar la sustentación. Se han conservado dibujos aproximados e incluso fotos de modelos en funcionamiento. La pregunta sigue abierta: ¿cómo dar vida a todas estas ideas? Pero las cosas no van más allá de prototipos poco viables para los inventores modernos. ¿O tal vez todavía es información demasiado secreta?