La levitación magnética es el fenómeno por el cual un determinado material puede, literalmente, levitar gracias a la repulsión existente entre los polos iguales de dos imanes, o bien debido a lo que se conoce como Efecto Meissner, propiedad inherente a los superconductores. La superconductividad es una característica de algunos compuestos, los cuales, por debajo de una cierta temperatura crítica, no oponen resistencia al paso de la corriente, es decir, son materiales que pueden alcanzar una resistencia nula.
En estas condiciones de temperatura no solamente son capaces de transportar energía eléctrica sin ningún tipo de pérdidas, sino que además poseen la propiedad de rechazar las líneas de un campo magnético aplicado.
Así, se denomina Efecto Meissner a esta capacidad de los superconductores de rechazar un campo magnético que intente penetrar en su interior; de manera que si se acerca un imán a un superconductor se genera una fuerza magnética de repulsión, la cual es capaz de contrarrestar el peso del imán produciendo así la levitación del mismo.
Aplicaciones
Hoy el uso más extendido del fenómeno de levitación magnética se da en los trenes de levitación magnética o tipo Maglev (del inglés magnetic levitation). Un tren de levitación magnética es un vehículo que utiliza las ondas magnéticas para suspenderse por encima del carril —algunos de estos trenes van a un centímetro (cm) por encima de la vía y otros pueden levitar hasta 15 cm— e impulsarse a lo largo de un carril-guía.
Esta tecnología cuyo desarrollo inició en la década de 1960 es utilizada en países como Japón y China para sistemas de transporte público de alta velocidad.
Una de las principales ventajas de la tecnología Maglev es que ofrece velocidades mucho más altas que los trenes convencionales, ya que no hay fricción entre las ruedas y los rieles. Los vehículos Maglev pueden alcanzar velocidades de hasta 600 km/h.
Otra utilidad importante de los trenes con sistema Maglev es que son más silenciosos que los trenes convencionales, ya que no hay contacto físico entre los vehículos y la pista. Además, son más eficientes en términos de energía, ya que la levitación magnética reduce la resistencia al movimiento y permite que los vehículos se muevan con menos energía.
Aunque la tecnología Maglev tiene muchas ventajas, también hay algunos desafíos asociados con su implementación.
En primer lugar, los costos iniciales son muy altos, ya que se requiere construir una pista especial y vehículos específicos para este tipo de transporte. Asimismo, la tecnología Maglev no se puede utilizar en todo tipo de terrenos y es más susceptible a las condiciones climáticas adversas, lo que puede afectar la seguridad y el rendimiento.
Otras áreas de estudio
Aunque es poco conocida, la levitación magnética es también utilizada en laboratorios de investigación para experimentar y comprender mejor diversos fenómenos ya que permite suspender y manipular objetos sin contacto físico. Esto es especialmente útil para los científicos al permitirles examinar materiales sensibles o estudiar reacciones químicas en condiciones controladas.
De igual manera, la medicina y la biomedicina han encontrado aplicaciones en la levitación magnética. Esta se utiliza en la manipulación y separación de células y partículas biológicas, así como para la administración precisa de medicamentos y terapias. La levitación magnética ofrece un enfoque no invasivo y de alta precisión para diversas aplicaciones médicas, como la entrega dirigida de fármacos y la terapia génica.
La tecnología Maglev es empleada además para el almacenamiento de energía ya que permite hacer girar indefinidamente una rueda superconductora gigante en un campo magnético para almacenar la energía mecánica. Como es conocido, los materiales superconductores acumulan energía, y no pasan desapercibidos por la industria del ramo eléctrico que los utiliza para almacenar electricidad en horas donde el consumo es prácticamente bajo, y cuando el consumo aumenta lo liberan.
La rama que más utiliza esta tecnología es la del transporte.
En los últimos años la levitación magnética ha sido parte fundamental en la investigación de superconductividad y materiales avanzados.
Sin duda, la llamada tecnología Maglev está impulsando la innovación y abriendo nuevas posibilidades en múltiples campos. A medida que se continúe explorando y desarrollando en el futuro se registrarán importantes avances en el transporte y otras áreas.
Uso e importancia de los superconductores
Los superconductores tienen numerosas aplicaciones. Actualmente, los imanes más potentes se fabrican con bobinas de cables superconductores (electroimanes superconductores). Este es el caso de los imanes que se utilizan en grandes instalaciones científicas, como los aceleradores de partículas, y en medicina, como los aparatos de resonancia magnética nuclear.
Los imanes potentes son también un componente importante de los generadores que transforman energía mecánica en electricidad (como es el caso de los generadores eólicos e hidráulicos).
El uso de imanes producidos por bobinas superconductoras disminuyen las pérdidas mecánicas en la producción de energías alternativas.
Fuente: icmm.csic.es