Inductrack, levitación magnética para el transporte

Se han desarrollado tres tipos de sistemas de levitación magnética, el más reciente es el denominado Inductrak. Es un sistema de levitación barato, intrínsecamente estable, sin necesidad de circuitos de control de la levitación, sin necesidad de electroimanes, superconductores, ni sistemas criogénicos. Al no haber contacto material entre el vagón y las vías se reducen el consumo, el desgaste, el ruido, y las averías. Carece de partes móviles, salvo el propio vagón, y su mantenimiento es por tanto mínimo.

Su esquema es sencillo. Se colocan imanes permanentes bajo el tren en formación de Halbach extendida linealmente (en el vídeo enlazado están en círculo). Como se muestra en la figura siguiente, cada imán está girado 90º respecto al anterior y al siguiente para potenciar el campo magnético bajo él y disminuirlo en él.

Imanes en formación Halbach

Imanes en formación Halbach

Las “vías” del tren son hileras de conductores dispuestos transversalmente a la vía, y aislados entre sí, como se ve en la figura señalados por “levitation circuits”.

Sección transversal. Imanes en rojo, anillos conductores en naranja.

Sección transversal. Imanes en rojo, anillos conductores en naranja.

Mientras el tren está parado, los imanes no se repelen con los conductores de la vía. Por tanto, mientras el vagón está parado no levita y por ello necesita ruedas pequeñas ruedas para despegar y aterrizar.

Cuando el tren se mueve, los imanes inducen corrientes eléctricas en los conductores de la vía,las cuales, a su vez, generan un campo magnético opuesto al de los imanes que aumenta con la velocidad del tren. Cuando el tren alcanza suficiente velocidad, unos 5 km/h, despega. A mayor velocidad, mayor fuerza de levitación magnética.

Cuando la velocidad decrece por debajo de 5 km/h, el tren aterriza de nuevo pues disminuyen las corrientes en los conductores y por tanto el campo magnético opuesto al los imanes también decrece. Al parar, también cesan las corrientes en lá vía pues los imanes del vagón no se mueven respecto a ella.

Primer prototipo construido, levitando.
Primer prototipo construido, levitando.

Arriba se ve una fotografía real del primer prototipo construido. Se observan los imanes de la formación Halbach, de sección cuadrada. La fila superior de imanes está destinada a la levitación, mientras los inferiores a los laterales mantienen al “vagón” alineado con la “vía”.

La elevación es sorprendente.

Primer prototipo construido, levitando.

Primer prototipo construido, levitando.

La vía inferior son anillos conductores concéntricos, de cobre, transversales, como se observa, en la imagen de la izquierda.

El vagón levitaba con un leve empujón al principio. Las pequeñas ruedas que se observan están destinadas al aterrizaje y al despegue, pues mientras no se mueve no levita a una cierta velocidad, no levita.

En la imagen siguiente vemos un detalle de un vagón real de prueba:

Detalle de un Inductrak real en pruebas.

Detalle de un Inductrak real en pruebas.

 

En este Inductrack real, en pruebas, los anillos conductores se han sustituido por listones conductores, aislados unos de otros, que se ve como una plancha, señalada por “Litz Track”.

Como durante el viaje no habrá contacto con la vía, para arrastrarlo, se puede utilizar un motor eléctrico lineal, o sino una turbina como en los aviones. En la fotografía anterior se observa el motor lineal, formado por los cables “LSM Windings” y otra fila de imanes Halbach señalada como “Propulsion Magnets”.

Los imanes de levitación y de tracción, se ven también en la siguiente imagen, entorno a la lámina guía y debajo de los cables de la traccíón. Aunque la separación no se aprecie muy grande, en ningún momento habrá contacto material entre vagón y vía.

 

Esquemáticamente es lo siguiente:

Levitación y tracción

Levitación y tracción

 

 Se observan,  esquematizados, lo cables de la tracción eléctrica lineal: no tocarán tampoco al vagón, sino que lo arrastrás magnéticamente. Debajo se observa la hilera de listones conductores aislados entre sí.

Y la disposición de los imanes:

Imanes bajo el vagón

Imanes bajo el vagón

 

Representación artística del resultado final:

diseño

diseño

Ahora se ven los imanes bajo el vagón, unos para levitación y otros para la tracción. En ambos casos por acción electromagnética y sin contacto material con la vía.

La única parte móvil es el propio vagón, y la tracción actuará también automáticamente de freno si falta la corriente en sus cables o si esta se invierte de sentido.

Una imagen real del primer vagón de pruebas:

Primer vagón y primera línea de pruebas

Primer vagón y primera línea de pruebas

 El arrastre es mediante un motor eléctrico lineal, aunque se podría colocar un turbo reactor, como a los aviones.

La forma del vagón es un poco rara: en realidad está lleno de agua para pruebas de peso.

En California, en el campus universitario, está en construcción la primera línea operativa real, y prevista su finalización para este o el próximo año.

En el vídeo seguiente vemos el modelo de pruebas funcionando.


(para ver el vídeo directamente en Youtube pulsa aquí)

Más información:

Urban Maglev (sitio oficial de General Atomics)

Esta entrada fue publicada en Indutrack, Levitación magnética, Medios de Transporte - Movilidad y etiquetada , , . Guarda el enlace permanente.

Deja un comentario