¿Cómo pueden los trenes moverse sin tocar las vías? ¿Avanzar sin hacer contacto físico con ellas? Parece algo imposible pero, en la actualidad, ya es un hecho. Y todo gracias al efecto Meissner, que ha hecho posible la levitación magnética que utilizan los trenes Maglev, en Japón, China y Corea del Sur.
Este es un efecto descubierto en 1933 por Walter Meissner y Robert Ochsenfeld y que permite a ciertos materiales, cuando se enfrían por debajo de cierta temperatura crítica, expulsar completamente los campos magnéticos de su interior. Se trata de una capacidad que les permite anular por completo su campo interno, permitiendo de esa forma una conducción eléctrica carente de resistencia.
¿QUÉ ES EL EFECTO MEISSNER?
Así, el efecto Meissner, descubierto en la década de 1930 por Meissner y Ochsenfeld se define como un fenómeno característico de los materiales conductores que ocurre por debajo de una temperatura crítica específica y que se manifiesta como la completa expulsión del campo magnético del interior de un superconductor, resultando en un estado libre de magnetismo interno.
En condiciones normales, cuando un material se coloca en un campo magnético, las líneas de campo lo atraviesan, pero en un estado superconductor, estas líneas son expulsadas. Esto se debe a que los electrones fluyen sin resistencia eléctrica, creando pequeñas corrientes en la superficie del material.
De esta forma, esas corrientes inducidas generan un campo magnético que es exactamente opuesto al campo magnético externo, cancelándolo eficazmente y creando una “burbuja magnética” alrededor del material.
Este es un comportamiento que no solo demuestra una resistencia eléctrica nula, sino que también hace que el superconductor se comporte como un diamagnético perfecto, es decir, un material que repele completamente los campos magnéticos externos. Esta expulsión es lo que permite que se produzca uno de los hechos más curiosos de este efecto: la levitación de imanes sobre un conductor.
Levitación consecuencia del efecto Meissner en superconductores.
SUPERCONDUCTORES, MATERIALES DE “OTRO PLANETA”
Pero, ¿qué son exactamente los superconductores? Pues bien, los materiales superconductores son aquellos que presentan una superconductividad, es decir, la pérdida completa de resistencia eléctrica.
Se trata de un fenómeno que fue descubierto por Heike Kamerlingh Onnes en 1911 al repentinamente observar que el mercurio, a temperaturas cercanas al cero absoluto – es decir, a -273º C aproximadamente – perdía repentinamente toda resistencia eléctrica.
Este descubrimiento revolucionó la física de materiales por completo, abriendo a su vez el camino para que físicos porteriores, como Bardeen, Cooper o Schrieffer pudieran postular sobre las interacciones de los electrones con las redes cristalinas de los materiales.
De esta forma, los superconductores cuentan con la capacidad de, además de conducir sin resistencia, apantallar campos magnéticos y dar lugar al efecto Meissner, base de la levitación magnética.
Además, con el descubrimiento de los superconductores de alta temperatura en 1986 por Bednorz y Müller, que son capaces de operar a temperaturas menos extremas gracias a la presencia de materiales cerámicos, se ha abierto la puerta a una amplia gama de aplicaciones tecnológicas mucho más accesibles.
De hecho, esto superconductores han revolucionado campos tan específicos como la resonancia magnética nuclear, la generación la transmisión de energía eléctrica eficiente o la creación de dispositivos más compactos y potentes para la electrónica y la investigación científica.
TRENES MAGLEV, TRENES QUE LEVITAN
Araíz de estos conceptos de superconductividad y Meissner, surgieron en el año 2004 en Shanghái- aunque ahora ya se han extendido a Japón y Corea del Sur- los primeros trenes de levitación magnética, o Maglev, que utilizan la propiedad de levitación de los superconductores para ofrecer un transporte ultrarrápido y eficiente.
A diferencia de los trenes tradicionales que ruedan sobre rieles, los Maglev flotan sobre las vías gracias a los campos magnéticos, eliminando de esa forma el rozamiento y permitiéndoles alcanzar velocidades impresionantes de más de 600 km/h.
Este tipo de trenes están equipados con imanes superconductores que interactúan con la vía para crear un campo magnético. Este campo no solo es capaz de levantar al tren, sino que también lo propulsa hacia adelante. Se trata de un sistema que elimina los problemas de fricción y desgaste del vehículo, dando lugar a un viaje suave, cómodo, rápido y silencioso.
Y es que, además, de la velocidad y la eficiencia, los trenes Maglev son también extremadamente seguros: la tecnología de levitación asegura que el tren no se salga de su trayectoria, incluso en caso de curvas cerradas o frenados bruscos.
Esto se debe a que cualquier desviación del tren de su posición normal genera fuerzas magnéticas que lo empujan de vuelta a su lugar, manteniéndolo siempre en la vía y garantizando la seguridad de los pasajeros.
