La levitacion se refiere al efecto producido por la aplicación de una fuerza capaz de cancelar o contrarrestar el peso de un objeto. Lo cual permite que este se mantenga elevado o flotando en el aire, aunque nada lo esté tocando.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Bristol, en el Reino Unido, ha logrado emplear rayos de tractor acústico u ondas de sonido que crean una estructura similar a un tornado. La cual es capaz de mantener partículas en el aire en su núcleo.
Los científicos descubrieron que con el cambio de dirección de vórtices acústicos que fluctúan rápidamente, es posible controlar la velocidad de rotación, así como la estabilidad del rayo tractor para contener objetos más grandes.
Este tipo de levitación funciona mejor para el manejo de líquidos y sólidos que la levitación magnética. No obstante es esta última, la más conocida y de la que se conocen más aplicaciones o existen más proyectos vinculados en desarrollo.
Levitacion magnetica
La levitación magnética es aquella en la que el objeto que se mantiene a flote lo hace por acción de un campo magnético. Cuya fuerza se opone a la de la gravedad, y que si es lo suficientemente fuerte puede hacer levitar el referido objeto.
Cabe aclarar que un campo magnético es el conjunto de fuerzas que se distribuyen en el espacio que rodea a una fuente magnética. La cual puede ser un imán, una carga en movimiento o corriente eléctrica.
Existen materiales que son atraídos al campo magnético, como lo son los llamados ferromagnéticos, y también otros que repelen esos campos, a los que se les denomina diamagnéticos.
Según el teorema de Earnshaw, es imposible mantener objetos cargados o imanes en equilibrio mediante fuerzas eléctricas. No obstante, es posible encontrar puntos de equilibrio, que debido a su inestabilidad, requieren variaciones de las fuerzas aplicadas.
De esta manera, podemos suspender un objeto magnético haciendo uso de un electroimán, controlando la corriente para ajustar la fuerza magnética sobre este, o suspenderlo estáticamente si se trata de un objeto diamagnético.
¿ Quien descubrio la levitacion magnetica ?
Los superconductores son los materiales diamagnéticos por excelencia. Estos son materiales que dejan pasar muy fácilmente la electricidad, y repelen los campos magnéticos, por lo que estos evitan dicho material envolviéndolo.
Este efecto es una propiedad de todos los superconductores, y fue descubierta en 1933 por dos físicos de origen alemán llamados W. Meissner y R. Ochsenfeld. Quienes observaron que cuando los materiales se enfrían hasta volverse superconductores el flujo del campo magnético en su interior desaparece.
Es decir, los científicos descubrieron que el campo magnético se anula en el interior del material superconductor. Con lo cual, las líneas del campo magnético son expulsadas hacia el exterior, comportándose como un diamagnético perfecto.
¿ Como funciona la levitacion magnetica ?
La levitación magnética hace uso del diamagnetismo. La propiedad de algunos materiales que hace que sus electrones reorganicen ligeramente sus órbitas para que expulsen el campo externo, por lo que repelen y son repelidos por campos magnéticos fuertes.
Cuando un imán se acerca a un superconductor, este es repelido. Pues las súper corrientes inducidas producirán imágenes especulares de cada polo. Es así que si se coloca un imán permanente sobre un superconductor, la fuerza repulsiva puede hacerlo levitar.
Las corrientes que circulan a través del superconductor producen polos magnéticos efectivos. Los cuales repelen y sostienen el imán. Es decir, el efecto Meissner hace que el material se quede atrapado en el aire, sujetado por el campo magnético envolvente.
En teoría, con ayuda de la levitación magnética, cualquier objeto, e incluso un ser vivo, puede ser suspendido en el aire, si se cuenta con un campo magnético lo suficientemente potente para contrarrestar la fuerza de la gravedad.
En la actualidad su aplicación más importante es en el área del transporte masivo. Pues en varias ciudades se están desarrollando los llamados trenes Maglev, capaces de alcanzar altas velocidades, reduciendo el tiempo de viaje considerablemente.
En el futuro, también podría llegar a emplear para la levitación del plasma, en caso de que logremos controlar la fusión nuclear.
¿ Es posible la levitacion humana ?
El cuerpo humano está conformado por alrededor de un 70% de agua, que es un material diamagnético. Por lo tanto en, teoría debería ser posible hacer levitar a una persona con un campo magnético lo suficientemente fuerte.
De hecho se han hecho experimentos con seres vivos como ranas y saltamontes, y en efecto se ha logrado hacerles levitar aprovechando la cantidad de agua que contienen y su propiedad diamagnética.
El campo magnético más grande que se ha creado hasta ahora es de 45 Teslas. Los cuáles deberían ser suficientes para hacer levitar un persona de más o menos 1.45 metros.
No obstante, para hacer esto se necesitaría un campo magnético intenso en un extremo de su cuerpo y casi nula en el extremo opuesto. Lo que no es posible con la tecnología disponible hoy en día.
Trenes de levitacion magnetica
Los trenes de levitación magnética o de tipo maglev, son un sistema de transporte en el que la suspensión, guía y propulsión de los vehículos, se lleva a cabo mediante la levitación magnética haciendo uso de imanes.
Estos trenes no entran en contacto físico con las vías, por lo que en ausencia de esta fricción son muchos más rápidos y silenciosos. En teoría, podrían alcanzar los 6.400 kilómetros por hora, si viajasen por un túnel al vacío que permita eliminar la resistencia del aire.
Se trata de una tecnología de alta precisión con grandes ventajas respecto a los trenes convencionales. Ya que pueden acelerar y frenar con más rapidez, y alcanzar mayores velocidades durante más tiempo.
Una de las desventajas de este sistema es su elevado costo, pues requiere la construcción de gran cantidad de infraestructura así como de un alto consumo de energía eléctrica.
Actualmente el único país que posee un tren maglev totalmente comercial es China. Pero hay varios países que tienen proyectos de este tipo en desarrollo. Entre estos destacan especialmente los de Alemania y Japón.
