FUTURO DE LOS TRENES MAGLEV

Teniendo en cuenta que la velocidad de crucero de un avión comercial es de unos 900 km/h, y que los trenes de levitación magnética están alcanzando esas velocidades, cabe suponer que este medio de transporte será decisivo en años venideros para el transporte de pasajeros y comercial.
El próximo año 202, China dispondrá de un tren bala capaz de alcanzar los 600 km/h, lo que hace que la brecha entre el transporte aéreo y el terrestre sea cada vez menor.

El proyecto lo ha desarrollado la compañía estatal China Railway Rolling Stock Corporation (CRRC), el mayor proveedor mundial de equipos de transporte ferroviario, quienes presentaron en mayo de 2019 el primer prototipo de tren Maglev de levitación magnética. El primer prototipo tren salió de la línea de producción de la ciudad China de Qingdao, y sus exitosas pruebas han afianzado su y concretado su fabricación en masa en el próximo año 2021.

Estos avances harán que se transforme por completo el panorama turístico y comercial en China, pues se lograrán valores jamás logrados en cuanto a velocidad se refiere, que harán posible por ejemplo recorrer la ruta Pekín-Shanghái en 3,5 horas, frente a las 5,5 horas que tarda un tren de alta velocidad convencional o las más de 12 horas que se tarda por carretera, pues hay 1200 km entre ambas ciudades.

Aun así, el récord absoluto de velocidad para este tipo de trenes lo tiene Japón, ya que la empresa Central Japan Railway consiguió en 2015 durante unas pruebas una velocidad máxima de 603 km/h con un  tren como el de la siguiente figura.

Los alumnos participantes en el proyecto de construcción de nuestro tren maglev conocen estos modelos, que servirán de referencia para diseñar nuestros propios prototipos. De no ser por la suspensión de actividades lectivas presenciales, sus creaciones serían ya una realidad. Sin embargo, las circunstancias nos han obligado a posponer el trabajo para el curso que viene.

Profesor: Ramón María Palacios Leytón

FRICCIÓN Y FRENADO EN TRENES MAGLEV

Tal y como hemos visto a lo largo de este curso, los trenes de levitación magnética apenas tienen rozamiento en su mecanismo, pues su funcionamiento se basa en el principio de repulsión magnética, capaz de crear un potente campo magnético que prácticamente permite que el tren flote en el aire; esto se consigue por un sistema de suspensión electrodinámica conocido como EDS. 

El diseño de este sistema es el siguiente: 

Los raíles contienen unas bobinas que originan un efecto electromagnético. Por su parte, el tren lleva unos imanes superconductores llamados “bogies”. Cuando el tren sale del estado de reposo (parada) y comienza a moverse, los imanes situados bajo el tren comienzan a interactuar con los de la vía y cuando se alcanza una velocidad cercana a los 150 kilómetros/hora  la fuerza magnética creada es lo suficientemente potente como para elevar el tren 10 centímetros del suelo, eliminando la fricción y permitiendo aumentar la velocidad. Por todo esto, se consigue una reducción de hasta un 60% menos de gasto en combustible que un tren convencional. 

Entonces, ¿cómo se consigue el movimiento?

Como hemos dicho, el arranque se consigue con un efecto de repulsión electromagnética. 
Para mantener el movimiento lineal sobre la vía, hay que seguir  proporcionando ese mismo efecto con una corriente alterna que circula a través de la vía, generando campos magnéticos contrarios a los del rotor ubicado en el tren, que gira haciendo que el polo norte y sur se inviertan constantemente  e interactúen con los siguientes en la vía,  proporcionando la  propulsión del tren. Para poder variar esta velocidad lineal, se debe controlar la frecuencia de giro del rotor variando la cantidad de corriente en la vía, ya que la corriente viaja en dirección proporcional a la del tren.

¿Cómo se frena en un tren Maglev?

Si la propulsión del tren y su movimiento se consigue a través de un efecto electromagnético, para frenarlo se utiliza ese mismo efecto. En este caso, invirtiendo el curso de la corriente alterna, creando una fuerza en sentido contrario al desplazamiento del tren y así provocando que desacelere y frene. 

¿Qué sucede cuando un tren Maglev está parado?

En los sistemas E.M.S y E.D.S cuando alcanzan un velocidad de 2.7 m/s, dejan de levitar y sacan unas ruedas (de caucho normalmente), que hacen que el tren se frene por la fricción ejercida con la vía y en algunos casos también se utiliza un sistema de frenos hidráulico.

Todos estos principios teóricos, vistos en clase con los alumnos, los tendremos en cuenta en el diseño definitivo de nuestro tren maglev

Profesor: Ramón María Palacios Leytón

SISTEMAS DE PROPULSIÓN (I)

Seguimos avanzando en el diseño del tren magnético y, en concreto, en una de las partes más complicadas de llevar a cabo: el sistema de propulsión. 

En el siguiente gráfico se muestra cómo es el sistema de raíles de un tren maglev, donde se consigue que no haya fricción gracias a la levitación  proporcionada por la repulsión de potentes electroimanes.




En la clase de 2º curso de ciclo formativo de mantenimiento electrónico, los estudiantes han propuesto varias ideas:

• Un imán que se mueva por la vía del tren, de modo que "arrastre" al tren a través de sistema en movimiento, a modo de guía que se sitúe en la parte frontal y trasera del tren.
• Un sistema de imanes que se muevan con un servomotor y que provoquen la repulsión de unos imanes pegados en la parte trasera y delantera del tren.
• Un sistema de impulso por aire.

El siguiente paso será analizar la viabilidad de cada una de las propuestas teniendo en cuenta las proporciones, materiales, peso y forma del tren y de la vía de metacrilato por donde va a desplazarse este.

Entre las cuestiones más problemáticas se encuentra determinar la masa idónea de la máquina del tren, ya que de ser demasiado alta, provocaría fricción con las vías. Otro de los retos es conseguir un sistema de propulsión eficiente con aplicación de energías limpias.

Profesor: Ramón María Palacios Leytón. 

MATERIALES SUPERCONDUCTORES y TRENES TIPO MAGLEV

Los alumnos de primer curso del ciclo formativo de instalaciones de telecomunicaciones han estado investigando sobre las características de los materiales superconductores y cómo actúan en los trenes de levitación magnética para crear la estabilización de este tipo de trenes a la hora de recorrer las vías sin que haya rozamiento.

La idea es que descubran que el principio de funcionamiento de los trenes tipo MAGLEV (del término MAGnética y LEVitación) se basa en tres factores clave: su propulsión, levitación y el guiado por medio de la fuerza electromagnética que actúa entre los imanes superconductores del tren y las bobinas de la vía.