Levitación magnética, también llamado tren de levitación magnética o tren de levitación magnética, un vehículo flotante para el transporte terrestre que es apoyada por cualquiera de atracción o repulsión electromagnética. Los maglevs fueron conceptualizados a principios de la década de 1900 por el profesor e inventor estadounidense Robert Goddard y el ingeniero estadounidense de origen francés Emile Bachelet y han estado en uso comercial desde 1984, con varias redes operativas actuales y extensas propuestas para el futuro.
ferrocarril: Maglev
Como alternativa al tren de alta velocidad basado en vehículos tradicionales con ruedas con bridas, la tecnología de levitación magnética, o maglev, tiene
Los maglevs incorporan un hecho básico sobre las fuerzas magnéticas, como los polos magnéticos que se repelen entre sí, y los polos magnéticos opuestos se atraen entre sí, para levantar, propulsar y guiar un vehículo sobre una pista (o guía). La propulsión y levitación de levitación magnética puede implicar el uso de materiales superconductores, electroimanes, diamagnetos e imanes de tierras raras.
Suspensión electromagnética (EMS) y suspensión electrodinámica (EDS)
Dos tipos de maglevs están en servicio. La suspensión electromagnética (EMS) utiliza la fuerza de atracción entre los imanes presentes en los lados y la parte inferior del tren y en la guía para levitar el tren. Una variación en EMS, llamada Transrapid, emplea un electroimán para levantar el tren de la vía. La atracción de los imanes presentes en la parte inferior del vehículo que envuelve los rieles de hierro de la guía mantiene el tren a unos 1,3 cm (0,5 pulgadas) por encima de la guía.
Los sistemas de suspensión electrodinámica (EDS) son similares al EMS en varios aspectos, pero los imanes se utilizan para repeler el tren desde la guía en lugar de atraerlos. Estos imanes están sobreenfriados y superconductores y tienen la capacidad de conducir electricidad por un corto tiempo después de que se corta la energía. (En los sistemas EMS, una pérdida de potencia apaga los electroimanes). Además, a diferencia del EMS, la carga de las bobinas magnetizadas de la guía en los sistemas EDS repele la carga de los imanes en el tren de aterrizaje del tren para que levite más alto (generalmente en el rango de 1–10 cm [0.4–3.9 pulgadas]) por encima de la guía. Los trenes EDS tardan en despegar, por lo que tienen ruedas que deben desplegarse a menos de aproximadamente 100 km (62 millas) por hora. Sin embargo, una vez levitado, el tren avanza mediante la propulsión proporcionada por las bobinas de la guía, que cambian constantemente de polaridad debido a la corriente eléctrica alterna que alimenta el sistema.
Los maglevs eliminan una fuente clave de fricción, la de las ruedas del tren en los rieles, aunque aún deben superar la resistencia del aire. Esta falta de fricción significa que pueden alcanzar velocidades más altas que los trenes convencionales. En la actualidad, la tecnología maglev ha producido trenes que pueden viajar más de 500 km (310 millas) por hora. Esta velocidad es dos veces más rápida que un tren de cercanías convencional y comparable al TGV (Train à Grande Vitesse) en uso en Francia, que viaja entre 300 y 320 km (186 y 199 millas) por hora. Sin embargo, debido a la resistencia del aire, los maglevs son solo un poco más eficientes energéticamente que los trenes convencionales.
Beneficios y costos
Los maglevs tienen varias otras ventajas en comparación con los trenes convencionales. Son menos costosos de operar y mantener, porque la ausencia de fricción por rodadura significa que las piezas no se desgastan rápidamente (como lo hacen, por ejemplo, las ruedas de un vagón convencional). Esto significa que la operación del tren consume menos materiales, ya que las piezas no tienen que ser reemplazadas constantemente. El diseño de los vagones y ferrocarriles maglev hace que el descarrilamiento sea altamente improbable, y los vagones maglev se pueden construir más anchos que los vagones convencionales, ofreciendo más opciones para usar el espacio interior y hacerlos más cómodos para viajar. Los maglevs producen poca o ninguna contaminación del aire durante la operación, porque no se está quemando combustible, y la ausencia de fricción hace que los trenes sean muy silenciosos (tanto dentro como fuera de los automóviles) y proporciona un viaje muy suave para los pasajeros. Finalmente, los sistemas maglev pueden operar en pendientes ascendentes más altas (hasta 10 por ciento) que los ferrocarriles tradicionales (limitados a aproximadamente 4 por ciento o menos), reduciendo la necesidad de excavar túneles o nivelar el paisaje para acomodar las vías.
El mayor obstáculo para el desarrollo de sistemas maglev es que requieren una infraestructura completamente nueva que no se puede integrar con los ferrocarriles existentes y que también competiría con las carreteras, ferrocarriles y rutas aéreas existentes. Además de los costos de construcción, un factor a tener en cuenta en el desarrollo de sistemas ferroviarios maglev es que requieren el uso de elementos de tierras raras (escandio, itrio y 15 lantánidos), que pueden ser bastante costosos de recuperar y refinar. Sin embargo, los imanes hechos de elementos de tierras raras producen un campo magnético más fuerte que los imanes de ferrita (compuestos de hierro) o alnico (aleaciones de hierro, aluminio, níquel, cobalto y cobre) para elevar y guiar los vagones del tren sobre una guía.
