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7/21/2019 Monografiamaglev Biologia 140630215102 Phpapp01

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PRESENTACIN

Siendo uno de los motivos del hombre como ser existencial y razonante

el hallar las causas de aquello que nos rodea, el hombre busca constantemente

respuestas a la naturaleza y sus fenmenos, y busca siempre una manera deemplear lo que esta nos ofrece a nuestro beneficio. Es de esta manera que a

travs de la historia, el hombre ha descubierto mltiples formas de facilitarse la

vida en la manera de movilizarse, comunicarse, producir, entre otras.

No fue hace mucho que el hombre descubri los vehculos como medio

de transporte empleando el automvil, motos, barcos, aviones y trenes. Este

ltimo ha sido uno de los m!s usados por el hombre para recorrer "randes

distancias y transportar mercanca. #a construccin de ferrocarriles se dio en

todo el mundo, sin embar"o el costo y el tiempo empleado siempre ha sido uno

de los mayores problemas para este medio de transporte.

$oy en da "racias a la tecnolo"a moderna se cuenta con trenes

elctricos capaces de recorrer las mismas distancias en menor tiempo. % pesar

de ello el hombre ha demostrado que es posible me&orar la velocidad y reducir

los tiempos evitando la friccin con los rieles.

'ara ello, sera necesario que el tren quede suspendido en el aire y se deslice

de manera constante sobre los rieles.

%hora que se ha lo"rado esto, se ha desarrollado el transporte de levitacinma"ntica()%*#E+ que es un sistema de transporte que incluye la

suspensin, "ua y propulsin de vehculos, principalmente trenes, utilizando un

"ran nmero de imanes para la sustentacin y la propulsin a base de los

campos ma"nticos.

El presente traba&o describe los beneficios que nos trae el uso de este

sistema en el mundo actual as como los posibles problemas que se

presentaran, tomando por base los proyectos e investi"aciones realizadas en

pases externos como -apn, %lemania e n"laterra, en la ltima dcada del

si"lo // y principios del si"lo // adem!s en los principios del efecto

)eissner.

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http://es.wikipedia.org/wiki/Trenhttp://es.wikipedia.org/wiki/Tren


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INTRODUCCIN

Es conocida la capacidad de atraccin y de repulsin que poseen los imanes, y

muchos de nosotros hemos pensado al"una vez en usar esta propiedad para

hacer levitar las cosas ma"nticamente.

#lamamos levitacin ma"ntica al fenmeno por el cual un determinado

material queda suspendido en el aire "racias a la repulsin existente entre los

polos de i"ual car"a en dos imanes o a causa de lo que se conoce como

0efecto meissner1 propio de materiales superconductores.

#a superconductividad es la caracterstica de al"unos ob&etos, de los cuales por

deba&o de su temperatura crtica, la resistencia al paso de la corriente se

reduce bruscamente a cero, volvindose materiales que pueden alcanzar una

resistencia nula. En estas condiciones de temperatura no solamente soncapaces de transportar ener"a elctrica sin nin"n tipo de prdidas, sino que

adem!s poseen la propiedad de rechazar las lneas de un campo ma"ntico

aplicado a dicho material.

Se denomina 0Efecto )eissner1 a esta capacidad de los superconductores para

rechazar a un campo ma"ntico que intenta penetrar en su interior de manera

que si acercamos un im!n a un superconductor, se "enera una fuerza

ma"ntica de repulsin la cual es capaz de contrarrestar el peso del mismo,

produciendo as la levitacin de este.

En la actualidad, la manera de darle un uso a esto se ve refle&ada en los

avances tecnol"icos siendo el m!s conocido los trenes )a"lev que usan

este principio para suspenderse por encima del carril, lle"ando a elevarse de 2

cm hasta unos 23 cm sobre la superficie.

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OBJETIVOS

4on motivos de informar e innovar, la elaboracin de este traba&o funciona con

la idea de comunicar uno de los avances de la tecnolo"a actual que tiene el

potencial de cambiar el mundo como lo vemos y llevarlo a aquel medio futuristacon el que todos so5amos y solo vemos en pelculas.

Si"uiendo el mismo e&emplo, el ob&etivo de presentar la si"uiente recoleccin

de datos es, como se ha mencionado con anterioridad, informar e innovar en la

tecnolo"a del futuro.

JUSTIFICACIN

6ado el conocimiento de esta tecnolo"a, la ima"inacin conlleva a lo que

podra ser el verdadero futuro, recreando en las mentes sistemas e ideas

donde se aplique el ma"netismo en la vida cotidiana de la misma manera que

lo hacen hoy los vehculos motorizados, los cuales empezaron poniendo

esperanza en los caballos y su capacidad para movilizar personas y que por el

in"enio del hombre fue reemplazado por una maquina poseedora de la fuerza

de dichos caballos.

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MARCO TEORICO

2. 6efinicin72.2.#evitacin )a"ntica

8enmeno por el cual un ob&eto queda suspendido sobre la superficie

por accin de los campos ma"nticos.

2.9.Electroim!n

6ispositivo que consiste en un solenoide :una bobina cilndrica de

alambre recubierta de una capa aislante y arrollado en forma de

espiral;, en cuyo interior se coloca un ncleo de hierro. Si una corriente

elctrica recorre la bobina, se crea un fuerte campo ma"ntico en su

interior, paralelo a su e&e. %l colocar el ncleo de hierro en este campolos dominios microscpicos que forman las partculas de hierro, que

pueden considerarse peque5os imanes permanentes, se alinean en la

direccin del campo, aumentando de forma notable la fuerza del campo

ma"ntico "enerado por el solenoide. #a imantacin del ncleo alcanza

la saturacin cuando todos los dominios est!n alineados, por lo que el

aumento de la corriente tiene poco efecto sobre el campo ma"ntico. Si

se interrumpe la corriente, los dominios se redistribuyen y slo se

mantiene un dbil ma"netismo residual.

2.chsenfeld, consiste en la

desaparicin total del flu&o del campo ma"nticoen el interior de un

material superconductorpor deba&o de su temperatura crtica. 8ue

descubierto por ?alter )eissner y @obert

>chsenfelden 2A


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El transporte de levitai!n"a#n$tia, o "a#lev% es un sistema detransporte que incluye la suspensin, "ua y propulsin de vehculos,

principalmente trenes, utilizando un "ran nmero de imanes para la

sustentacin y la propulsin a base de la levitacin ma"ntica.

Este mtodo tiene la venta&a de ser m!s r!pido, silencioso y suave que

los sistemas de transporte colectivosobre ruedas convencionales. #a

tecnolo"a de levitacin ma"ntica tiene el potencial de superar C BDD

mFh :B DDD mph; si se realiza en un tnel al vaco. 4uando no se utiliza

un tnel al vaco, la ener"a necesaria para la levitacin no suele

representar una "ran parte de la necesaria, ya que la mayora de la

ener"a necesaria se emplea para superar la resistenciadel aire, al

i"ual que con cualquier otro tren de alta velocidad.

#a mayor velocidad re"istrada de un tren ma"lev fue de 3G2

mFh, lo"rado en-apnen el9DD


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En el caso del E)S, la parte inferior del tren queda por deba&o de

una "ua de material ferroma"ntico, que no posee ma"netismo

permanente.

6e esta manera cuando se ponen en marcha, los electroimanessituados sobre el vehculo "eneran una fuerza de atraccin y

dado que el carril no se mueve, son los electroimanes los que se

mueven en direccin a este elevando el tren con ellos.

Sensores en el tren se encar"an de re"ular la corriente circulante

en las bobinas, como resultado el tren circular! a una distancia de

aproximadamente un centmetro del carril "ua.

#a principal venta&a de las suspensiones E)S es que usan

electroimanes en vez de los complicados imanes

superconductores que exi"e la suspensin E6S motivo por el

cual no es necesario el uso de costosos sistemas de

refri"eracin.

%un as el empleo del sistema E)S en los trenes ma"lev es

inferior al del E6S.

b; E6S7 Suspensin Electrodin!mica

#a levitacin E6S se basa en la propiedad de ciertos materialesde rechazar cualquier campo ma"ntico que intente penetrar en

ellos.

Esta propiedad se da en superconductores y es llamada Efecto

)eissner, como se explic con anterioridad.

#a suspensin, por tanto, consiste en que el superconductor

rechazar! las lneas de campo ma"ntico de manera que no

pasen por su interior, lo que provocar! la elevacin del tren.

En diversos prototipos de suspensin E6S se ubica un material

superconductor a los lados de la parte inferior del vehculo.

6ebido a esto, la fuerza de levitacin ser! cero cuando el

vehculo se encuentre parado para esto el tren tiene

incorporadas unas ruedas neum!ticas. Estas funcionan de la

si"uiente manera7 como la fuerza de levitacin aumenta con la

velocidad, entonces cuando el tren alcanza la velocidad suficiente

para que se eleve, las ruedas quedan suspendidas 0en el aire1 y

por lo tanto, inutilizadas. 6e la misma manera, cuando lavelocidad empieza a disminuir, lo que hace que disminuya la

,


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fuerza repulsiva, el tren comienza a descender hasta que las

ruedas quedan apoyadas, y as se detiene.

Este sistema permite levitaciones de hasta 23 cm, lo cual supera

por mucho al sistema E)S. Esto permite hacer "uas menosprecisas para este tipo de )a"lev y los prote"e de los da5os que

peque5as deformaciones en terremotos pudieran producir.

%dem!s, un tren con suspensin E6S se amolda a las curvas

compensando la aceleracin lateral inclin!ndose, de manera que

nin"una perturbacin es sentida dentro del vehculo.

Hna desventa&a de este sistema es que la utilizacin directa de

superconductores provoca "randes campos ma"nticos dentro

del vehculo, o sea la zona donde se encuentran los pasa&eros,

por lo que se deben utilizar comple&os sistemas de aislamiento de

la radiacin ma"ntica :sobre los superconductores; para no

per&udicar la salud de los pasa&eros, ya que es sabido que una

continua exposicin a campos ma"nticos muy intensos puede

contribuir al desarrollo de ciertas enfermedades como el c!ncer.Esto contrasta con el sistema E)S, en el cual el campo

ma"ntico usado para la levitacin, "ua y propulsin del tren, se

concentra en la brecha entre el vehculo y el carril("ua. 8uera de

esta brecha, la intensidad del campo ma"ntico disminuye de

manera tal que en la cabina donde via&an los pasa&eros suintensidad es comparable con la del campo ma"ntico terrestre.

>tra desventa&a son los "randes costos de los materiales

superconductores y de los potentes sistemas de refri"eracin

necesarios para mantener a estos a una ba&a temperatura.

2.3.9. 'rincipio de "ua lateral

#os ma"lev necesitan, adem!s del sistema de levitacin ma"ntica

un sistema de "ua lateral que ase"ure que el vehculo no roce el

carril "ua como consecuencia de perturbaciones externas que puedasufrir.

En la suspensin E)S, se instalan unos imanes en los laterales del

tren los cuales, a diferencia de los ubicados para permitir al tren

levitar y moverse, solamente actuar!n cuando este se desplace

lateralmente, e&erciendo fuerzas de atraccin del lado que m!s se

ale&e de la va.

En el sistema E6S son los superconductores y las bobinas de

levitacin los encar"ados del "uiado lateral del tren. #as bobinas de

1-


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levitacin est!n conectadas por deba&o del carril("ua formando un

lazo.

2.3.


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fraccionando la va en secciones de manera que cada una ten"a

su alimentacin, de esta forma solamente estar!n activos

aquellos tramos de la va por los que en ese momento est

transitando el tren.

#os trenes )a"lev, "racias a su sistema de propulsin, son capaces

de circular por desniveles de hasta 2D "rados, en contraste con los

trenes convencionales que slo pueden circular por pendientes con

desniveles de hasta B "rados.

2.3.B. )ecanismo de freno

El frenado del tren )a"lev se consi"ue, como la propulsin, "racias

al motor lineal. Esto se lo"ra invirtiendo la polaridad de la corriente

trif!sicaJen la va :estator; de manera que se cree una fuerza en

sentido contrario al avance del tren.

Ka&o condiciones normales, la desaceleracin lmite sera la misma

que la aceleracin lmite7 2,G mFs9 :este lmite de aceleracin se

esco"e de manera que no sea molesto para los pasa&eros;. En

condiciones de emer"encia, el motor lineal puede desacelerar al tren

a


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9. %ntecedentes del problema79.2.%lemania

0=ransrapid D31 fue el primer tren de alta velocidad :)a"lev; conpropulsin de estatorGlar"o patentado para transporte de pasa&eros. Se

instal en $ambur"oen 2AJA para la Exposicin de =ransporte

nternacional:International Transportation ExhibitionM +% JA;, sobre una

va de ADG metros. $ubo tanto inters que estuvo funcionando durante

tres meses despus de concluir la Exposicin, lle"ando a transportar 3D

DDD pasa&eros.

8ue reensamblado en Lasselen 2AGD.

9.9.n"laterra

El primer ma"lev de ba&a velocidad totalmente automatizado fue el que

circul desde el%eropuerto internacional de Kirmin"hamhasta

la Estacin de trenes internacional de Kirmin"hamentre 2AGBy 2AG3.

9.


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El 9C de abrilde 9DDJ, el diputado )anuel +illalba present

formalmente el proyecto =E#)%*+a la%samblea Nacional de

+enezuela.


12/19

J.2.@ecursos humanosQHn alumno.

J.9.'resupuestoQ 4inco soles.

J.


13/19

16


14/19

%nexos

17


15/19

1+

0n levitando so3re un

aterial superconductor 8

E$ecto Meissner

Esuea de suspensin E9%

Esuea de suspensin EM%


16/19

1,

rincipio de gu#a lateral

Graca de 3arras 8 capo

elctrico producido por el

sistea EM%

'osto pasaes desde la estacin

:uaga!a hasta la de To;!o

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