sábado, agosto 30, 2008

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Proyectos

Proyectos


La única línea en funcionamiento a fecha de mayo de 2008 es la que une Shanghái con su aeropuerto, tardando tan sólo 7 minutos 20 segundos en recorrer los 30 km a una velocidad máxima de 431 km/h y una media de 250 km/h. Otros recorridos están en estudio, principalmente en China y Japón; en Alemania se ha desechado de momento la construcción de líneas MAGLEV para pasajeros debido a su oneroso costo de construcción y mantenimiento.
El 28 de diciembre de 2006, profesores de la Universidad de los Andes, de Mérida - Venezuela, presentaron al Presidente Hugo Chávez un proyecto de Tren Electromagnético, denominado TELMAGV que interconectaría la ciudad de Caracas con el estado Vargas, específicamente con el puerto de La Guaira, donde se ubica el Aeropuerto Internacional Simón Bolívar, de Maiquetía, principal terminal aéreo de Venezuela. El proyecto venezolano ha sido acogido con beneplácito, y se espera el anuncio de su ejecución, al cual ya las Fuerzas Armadas dieron el visto bueno. El 26 de abril de 2007, el diputado Manuel Villalba presentó formalmente el proyecto TELMAGV a la Asamblea Nacional de Venezuela. El 4 de junio de 2007, en los medios de comunicación españoles se publicó que la Comunidad de Madrid pretende realizar un par de líneas de tren de levitación magnética, conocidas como tren bala, que unan el aeropuerto de Barajas con la zona de Campamento, al oeste de la ciudad, así como otra línea que recorra el corredor del Henares, desde Alcalá hasta Chamartín en pocos minutos.












Características

Características:

La ausencia de contacto físico entre el carril y el tren hace que la única fricción sea la del aire. Por consiguiente, los trenes MAGLEV pueden viajar a muy altas velocidades con un consumo de energía razonable y a un bajo nivel de ruido (una ventaja sobre el sistema competidor llamado aerotrén) , pudiéndose llegar a alcanzar 650 km/h, aunque el máximo testeado en este tren es de 584 km/h. Estas altas velocidades hacen que los MAGLEV se conviertan en competidores directos del transporte aéreo. Como inconveniente, destaca el alto costo de las líneas, lo que ha limitado su uso comercial.
Este alto coste viene derivado de varios factores importantes: el primero y principal es el altísimo coste de la infraestructura necesaria para la vía y el sistema eléctrico, y otro no menos relevante es el alto consumo energético.

Debido a que en la fuerza electromagnética el principal factor de diseño, y del consumo también, es el peso del tren, esta tecnología no es aplicable hoy al transporte de mercancías, lo cual limita enormemente el uso de la infraestructura.

El desarrollo práctico del sistema MAGLEV se produciría al abaratarse los costos de producción eléctrica mediante usinas basadas en la fusión nuclear controlada.
La única línea en funcionamiento a fecha de mayo de 2008 es la que une Shanghái con su aeropuerto, tardando tan sólo 7 minutos 20 segundos en recorrer los 30 km a una velocidad máxima de 431 km/h y una media de 250 km/h. Otros recorridos están en estudio, principalmente en China y Japón; en Alemania se ha desechado de momento la construcción de líneas MAGLEV para pasajeros debido a su oneroso costo de construcción y mantenimiento.

Operación Comercial

Operación Comercial



La primera operación comercial del Maglev o "people-mover" fue abierto oficialmente en 1984 en Birmingham, Inglaterra. Operaba en una sección elevada de 600 metros (1969 pies) sobre una pista de monorriel, entre el Aeropuerto Internacional de Birmingham y la Estación Internacional de Ferrocarril de Birmingham . Viajaba a una velocidad de 42 km/h (26 mph) hasta que el sistema fue cerrado eventualmente en 1995, debido a rehabilitación problemas en el diseño.

La máxima velocidad de un Maglev actual más conocido que opera comercialmente es la demostración lineal del IOS (inicial operating segment), el tren alemán Transrapid construido en Shanghái, China, que transporta personas 30 km (18.6 millas) al aeropuerto en tan solo 7 minutos 20 segundos, consiguiendo una velocidad tope de 431 km/h (268 mph), y promediando 250 km/h (150 mph).
Existen otras líneas comerciales operativas en
Japón, como la línea Linimo. Algunos proyectos de Maglev están siendo estudiados por su factibilidad. En Japón, en la pista de pruebas de Yamanashi, la tecnología actual de los Maglev está madura, pero los costos y los problemas crean una barrera para el desarrollo, por lo que tecnologías alternativas están siendo desarrolladas para resolver esos asuntos.

Historia

Historia


En 1960, Gran Bretaña tenía el liderazgo en investigación MAGLEV. Eric Laithwaite profesor de Ingeniería eléctrica pesada en Imperial College London desarrolló un vehículo de pasajeros MAGLEV. Pesaba 1 tonelada y podía cargar con 4 pasajeros. Se le facilitaron fondos de British Rail, British Transport Commission, Universidad de Manchester, Universidad de Surrey y de Fundación Wolfson para continuar sus trabajos. Su MAGLEV tenía 1,6 km de vías y fue rigurosamente testeado, pero la investigación fue cortada en 1973 debido a la falta de financiación y su progreso no fue suficiente. British Rail también creó un Centro experimental MAGLEV en su Centro técnico de trenes con base en Derby.
En 1970, Alemania y Japón también iniciaron investigaciones y ambas sufrieron fracasos, recién 1990 llegaron a tener tecnologías maduras.

- Primeras patentes:

Las patentes de transportes de alta velocidad han sido otorgadas a varios inventores a través del mundo. Las primeras patentes de Estados Unidos
para un tren propulsado por un motor lineal, fueron otorgadas al inventor Alfred Zehden (Alemania). El inventor, ganaría las patentes US patent (782312) (21 de junio de 1902) y la US patent (RE12700) (2 de agosto de 1907). En 1901, fue desarrollado otro temprano sistema de transportación electromagnético por F. S. Smith. Una serie de patentes alemanes, de trenes de propulsados por levitación magnética con motores lineales, fueron otorgados a Hermann Kemper entre 1937 y 1941. Un temprano tipo moderno del tren de Maglev fue descrito en US patent (3158765), Magnetic system of transportation (Sistemas magnéticos de transportación), de G. R. Polgreen (25 de agosto de 1959). El primer "Maglev" en una patente de los Estados Unidos fue en "Magnetic levitation guidance"(Guía magnética de levitación) por las Patentes Canadienses y Development Limited.

- Hamburgo, Alemania 1979:

Hay algunos conflictos con esta información.
Transrapid 05 fue el primer tren MAGLEV con propulsión de estator largo patentado para transporte de pasajeros. En 1979, sobre 908 metros de vías fue abierto en Hamburgo para el International Transportation Exhibition (IVA 79). Hubo tanto interés que la operación tuvo que extenderse hasta 3 meses después de terminado la exhibición, transportó 50.000 pasajeros. Fue reensamblado en Kassel en 1980.

- Birmingam, Inglaterra 1984-1985:

El primer MAGLEV de baja velocidad totalmente automatizado fue uno que corrió desde
Aeropuerto internacional Birmingam hasta la Estación internación de trenes de Birmingam desde 1984 a 1985.

"El Experimento"

Introducción

Nuestro experimento está basado en los distintos modelos que existen a nivel mundial, todos son pruebas excepto el de Shanghái, China. Este experimento está basado en una serie de principios que vamos a explicar, durante el desarrollo del experimento, y que se muestran en el sistema de funcionamiento del mismo.



Montaje de un Tren MAGLEV

En la vida real un tren de estos tardaría meses su montaje, por eso hemos reducido el tamaño del riel a 2 mts. A continuación les mostramos los pasos que se deben de seguir y los materiales a utilizar:

¤ Materiales:


- 1 perfil “T” de hierro de 1 plg de 2 mts.
- 220 mts. de cable para embobinar.
- 9 mts. de rollo de imán (de empaque de refrigeradora)
- 7 mts. de cable de teléfono de color rojo (o cualquiera que no sea muy grueso)
- 7 mts. de cable de teléfono de color negro (o cualquiera que no sea muy grueso)
- Una tabla de madera de 2 mts. de largo
- Media plancha de duroport de ¾ plg. de grosor.
- 4 reglas de madera de 2 mts de largo y 2 plg. de ancho.
- Batería de 12V o más grande
- Una tablilla de madera de unos 20 cm. de largo por 8 cm. de ancho.
- Una tablilla de madera de unos 8 cm. de largo por 6 cm. de ancho
- 2 reglillas de 20 cm. de largo
- Pegamento resistente
- 2 piezas rectangulares de metal de unos 3 cm. de largo por 1 cm. de ancho.
- 2 piezas rectangulares de metal de unos 2 cm. de largo por 1 cm. de ancho.

¤ Procedimiento:

1. Con el duroport crear un vagón de tren de unos 8 cm. de alto y de ancho y unos 15 cm. de largo.
2. Hacer una incisura de unos 3 cm. a la parte inferior del vagón.
3. Pegar las reglas a la tabla como se muestra en la figura:




4. El vagón de tren deberá caber entre el riel, como se muestra en la figura:



5. Cortar el rollo de imán en 4 piezas de 2 mts. de largo y 4 más de 15 cm. de largo.
6. Pegar las piezas de 2 mts. a lo largo de las reglas y en el vagón las de 15 cm., como se muestra en la figura.




7. Cortar el perfil “T” en 36 piezas de 5 cm. de largo.
8. Cortar el alambre para embobinar en 36 tiras de 6 mts.
9. Sostener la pieza del perfil “T” y enrollarle el alambre de embobinar de arriba hacia debajo de izquierda a derecha de una forma ajustada, dejándole unas puntas en cada extremo como se muestra en la figura:



10. Con el cable del teléfono conectar el cable rojo en la parte superior (positivo) y el negro en la parte inferior (negativo) a cada pieza, como se muestra en la figura:




11. Al terminar con las 36 piezas anteriores del perfil “T”, colocarlas en la parte central del riel dejanto unos milímetros de separación entre cada una, como se muestra en la figura:



12. Todos los contactos de los perfiles deberán salir por uno de los extremos del riel para juntarlos todos en la tablilla de madera (tener cuidado de no hacer contacto con otra pieza).
13. Hacer agujeros a cada 0.5 cm. a cada reglilla, como se muestra en la figura:




14. Juntar todos los contactos y colocar cada uno entre los agujeros de las reglitas y fijándolos con el pegamento, dejando los positivos y los negativos separados, uno de cada lado de la tablilla, como se muestra en la figura:



15. En la tablilla más pequeña hacer 4 pequeñas incisuras.
16. Pegar las piezas rectangulares de metal de 3 y 2 cm. en ambas partes de la tablilla conectándolos entre sí con un cable, como se muestra en la figura:



17. Colocar dos cables provenientes de la batería y otros dos interconectando las piezas de forma cruzada, según su polaridad, como se muestra en la figura:




18. La otra tablilla, la más pequeña, colocarla entre las reglillas con los contactos, abarcando nada más que 5 contactos al inicio, como se ve en la figura:



19. Conectar los cables que salen de la tablilla, ya mencionada, a la batería, como se ve en la figura:



Decorar el vagón de tren a su gusto.

viernes, agosto 29, 2008

Introducción del Experimento

Introducción al Experimento
El experimento que a continuación presentaremos y expliquemos consiste en una tecnología desarrollada para no solo satisfacer de una manera más eficiente las necesidades del hombre sino también para mejorar el ambiente, pues vivimos en una época en donde se trata de mejorar al mundo.

Esta tecnología lleva años de investigación desde los primeros estudios sobre la levitación de los cuerpos. Los primeros en intentar algo con esta tecnología fueron los alemanes durante la Segunda Guerra Mundial, pero fracasaron.

A continuación les mostraremos en qué consiste uno de los servicios más utilizados a nivel mundial, el tren, pero una gran variación en vez de utilizar fuente de energía común como lo es el diesel o excesos de corriente eléctrica de alto voltaje, utiliza una tecnología basada en el funcionamiento y creación de campos electromagnéticos entre los rieles y el vehículo, por lo que la única parte del riel con energía es la que va unos metros antes y después de donde va a pasar el vehículo. Es decir, un sistema mucho más avanzado y capaz de economizar, con la única desventaja que hoy en día es muy caro desarrollarlo para una forma comercial y pública. Esperamos que aprenda un poco de cómo será el futuro en progreso de nuestro planeta y que disfrute este experimento que le hemos preparado.

Introducción a la Teoría del Experimento

Teoría del Experimento:
La idea básica de un dispositivo de transporte que utilice la levitación magnética es aumentar la eficiencia del sistema. Para ello se elimina la fricción, por lo que no es necesaria energía adicional para hacer que el vehículo se siga moviendo luego del impulso inicial. Únicamente se necesita alimentar las pérdidas por la fricción entre el vehículo y el aire. A la vez que se mejora la eficiencia se incrementa la velocidad límite del vehículo, la cual se encuentra determinada por su aerodinámica y por la capacidad de las piezas mecánicas, en el caso convencional, así mismo se reduce el gasto por mantenimiento debido a que no existen piezas móviles.

Los componentes fundamentales de un sistema de transporte que utilice levitación magnética son: la propulsión, encargada de que el vehículo se mueva; la levitación, diferencia fundamental con el sistema tradicional; finalmente la estabilización, la cual impide que el vehículo se salga de la vía.

miércoles, agosto 27, 2008

Principio de Propulsión

Propulsión

La energía que se gasta en este subsistema se utiliza para dar el impulso inicial al vehículo, mantener la velocidad nominal y frenarlo una vez que se completa el recorrido, en caso de emergencia o cuando se requiera.

La idea básica es hacer que dos campos magnéticos se vean atraídos; uno de ellos está presente en la pista y el otro en el vehículo, de manera que el del vehículo sigua al de la pista. Este principio no es nuevo, pues ya existe en los motores. En ellos un campo en el rotor de la máquina sigue al campo presente en su estator, creándose así el movimiento. Es como estar jugando con dos imanes; uno bajo la mesa y otro sobre ella. Si se mueve el inferior se verá como se desplaza el superior sin aparente intervención humana. En cuanto a la propulsión, la diferencia entre los sistemas MagLev comerciales radica en la forma en que se genera cada uno de estos dos campos.





Principio de Estabilización

Estabilización:

Esta componente evita que el vehículo se desvíe de la pista o guía. Las razones por las que el vehículo se puede salir de línea son variadas; entre ellas está la fuerza centrifuga que se produce cuando hay curvas; aunque estas tengan radios muy grandes tienen una influencia amplia debido a las velocidades de trabajo, que son altas. Otra razón puede ser el desequilibrio que ocasiona la interacción entre el subsistema de propulsión y de levitación generando fuerzas que desequilibran el sistema en su conjunto, o el mismo viento.


El trabajo del subsistema de estabilización es muy parecido al que realiza el subsistema de levitación, pero actuando en un grado de libertad diferente. En este caso se evita el desplazamiento en el sentido de las “Y”, como muestra la Figura 2 - 1 . De la misma manera el movimiento en el sentido de las “X” será comandado por la propulsión y el eje “Z” por la levitación .


Los sistemas que se han desarrollado con mayor éxito son dos: el alemán y el japonés. Cada uno de ellos produce y utiliza el campo de manera diferente. En la primera sección se dará una explicación del funcionamiento de los subsistemas del caso alemán y en la sección siguiente los del japonés. El caso alemán es de especial interés, debido a que fue la configuración seleccionada para desarrollar el prototipo final o banda transportadora en el actual proyecto.


No es el único sistema de referencia. Se puede hacer uso de coordenadas cilíndricas o referirse únicamente a ángulos de rotación a partir del centro de masa del vehículo.




Principio de Levitación

Levitación:


Se constituye en la diferencia fundamental con respecto a los sistemas de transporte terrestre convencionales y en la razón de ser del proyecto en cuestión. La energía que se suministra a este subsistema se encarga de sustentar el vehículo a una distancia deseada conocida como entrehierro.

La dificultad que presenta este sistema se ve resumida en el teorema de Earnshaw. Este muestra como el sistema es por naturaleza inestable, razón por la cual se requieren configuraciones especiales de campos que se repelen, o de controladores actuando sobre la magnitud de la fuerza magnética cuando se utilizan campos que se atraen.

Para que el sistema fuera estable debería existir una región alrededor del punto de equilibrio en la cual todas las fuerzas que se generaran apunten hacia él. Cuando se trata de sustentar un objeto con campos magnéticos en contra del campo gravitacional se encuentra que esta región no existe, debido a que los dos campos son no divergentes. Este resultado se demuestra con el teorema de la divergencia, teniendo en cuenta que divF=0.

F es la fuerza que actúa en un punto en el espacio. Sin embargo, existen excepciones a esta ley que vale la pena mencionar:
  • Efecto cuántico: a escala atómica no hay contacto real entre dos objetos

  • Realimentación: consiste en tomar una referencia de la posición del objeto para controlar la fuerza magnética, como se mencionó antes

  • Diamagnetismo: gracias a que los materiales superconductores no permiten ser atravesados por campos magnéticos se pueden generar fuerzas que permitan la levitación

  • Campos oscilatorios: utilizando una señal de corriente alterna; un ejemplo de ello es el anillo de Thompson

  • Rotación: un ejemplo puede estar en el caso denominado como diamagnetismo. En el medio académico se conoce por el prototipo comercial llamado Levitron.