Trenes de levitación magnética 3.2

Tecnología EDS

La levitación EDS se basa en la propiedad de ciertos materiales superconductores de rechazar cualquier campo magnético que intente penetrar en ellos cuando están enfriados por debajo de sus temperatura crítica. Esta propiedad se da en superconductores y es llamada Efecto Meissner. La suspensión EDS, por lo 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. La suspensión EDS se basa en los campos magnéticos inducidos a los lados y en el exterior de los vagones debido al paso de los imanes superconductores solidarios al vehículo.

Figura 5: Sistema de suspensión EDS

http://en.wikipedia.org/wiki/Maglev

Se basa este sistema en inducir campos magnéticos a ambos lados del tren mediante el paso en movimiento de los superconductores enfriados que son solidarios a los vagones.

 

El tren pasa a unos centímetros de un conjunto de bobinas situadas sobre los carriles guías. 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 levitación.

Debido a que nos basamos en el fenómeno de la inducción, la fuerza de levitación será cero cuando el vehículo se encuentre parado; se requiere por lo tanto unas ruedas neumáticas para cuando el tren circule a baja velocidad. Como la fuerza de levitación aumenta con la velocidad, cuando la velocidad alcanzada por el tren es la suficiente para que este se eleve, las ruedas quedan entonces “en el aire” y por lo tanto, inutilizadas. De la misma manera, cuando la velocidad empieza a disminuir, lo que hace que disminuya la fuerza repulsiva, el tren comienza a descender hasta que las ruedas quedan apoyadas, y así se detiene. Este sistema permite levitaciones de hasta 15 cm, lo cual supera por mucho al sistema EMS. Esto permite hacer guías menos precisas para este tipo de “maglevs” y los protege de los daños que pequeñas deformaciones en terremotos pudieran producir. Además, un tren con suspensión EDS se amolda a las curvas compensando la aceleración lateral inclinándose, de manera que ninguna perturbación es sentida dentro del vehículo.

El efecto Meissner que se trata, en esencia, de la anulación del campo magnético en el interior de un material superconductor. Las líneas de fuerza magnéticas son expulsadas del interior del material cuando este está por debajo de su temperatura crítica. El nitrógeno líquido es capaz de enfríar a los superconductores a una temperatura de -183º C. En la foto observamos la levitación sobre un material superconductor enfriado por debajo de su temperatura crítica de superconducción.

Figura 6: Imán permanente levitando sobre un superconductor enfriado

http://education.mrsec.wisc.edu/238.htm

Una desventaja del sistema EDS son los grandes costos de los materiales superconductores y de los potentes sistemas de refrigeración necesarios para mantener a estos a una baja temperatura, además la utilización directa de superconductores provoca grandes campos magnéticos dentro del vehículo, o sea la zona donde se encuentran los pasajeros, por lo que se deben utilizar complejos sistemas de aislamiento de la radiación magnética (sobre los superconductores). 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. 

Aunque el consumo actual de energía del sistema 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