ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO

UNIDAD DE NIVELACION

CICLO DE NIVELACIÓN: SEPTIEMBRE 2013 / FEBRERO 2014

PROYECTO DE NTEGRACIÓN DE SABERES

TREN DE LEVITACIÓN

 1.- DATOS INFORMATIVOS- NOMBRES Y APELLIDOS: Everson Adrián Caizaluisa Caza

Cristian Eduardo Tanguila Espinosa -NOMBRE DE LA TUTORA: Ing. María Isabel Uvidia

- DIRECCIÓN DOMICILIARIA: Ciudadela sultana de los andes Ciudadela Juan Montalvo

- TELÉFONOS: 0984861993 0959707248

- MAIL: everson-adrian@live.com

cristianeduar04@hotmail.com

- FECHA: 27 de enero del 2013

RIOBAMBA–ECUADOR

1

ÍNDICE GENERAL INTRODUCCIÓN.............................................................................................2

CAPITULO IEL PROBLEMA…………………..………………………………………….....3

1.1 EL TEMA…………………………………………………..………..…..3

1.2 OBJETIVOS

1.2.1. GENERAL…………………………………………………...…………….3

1.2.2. ESPECÍFICO………………………………………………………....…...3

1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA…………………………..…..3-41.4. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA…………………….………..…….41.5. JUSTIFICACIÓN…………………………………………….…..…........41.6. HIPOTESIS……………………………………………………...….........4

CAPITULO IIMARCO REFERENCIAL…………….………………………………...……..5

2.1 MARCO TEORICO…..…………………………………………….…5-142.2 MARCO CONCEPTUAL……………………………………………14-16

CAPITULO IIIMARCO METODOLÓGICO…………………………………………...…....17

3.1 ENFOQUE METODOLÓGICO……….…………………………………17 3.1.1. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS A EMPLEAR……....………...…..173.1.2. PLAN DE ACCIÓN………………………….………..….…..……..…18 3.1.3. MATRIZ DEL PLAN DE TRABAJO………………..…..…………....193.1.4. TIEMPO ESTIMADO DEL PROYECTO………...…………............203.2 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE DATOS………………….…20-21 3.2 TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE DATOS…22-25

CAPITULO IVPROPUESTA DEL PROYECTO…………………………………...….....26

4.1 ESTUDIO DIAGNÓSTICO…….……………………………...…..……264.2 FACTIBILIDAD...…………..….…………………………...……….…...264.3 DISEÑO DE LA PROPUESTA……………..………….……………...27 4.3.1 MATERIALES.……………………………….…..…….…...………....274.4 APLICACIÓN PRÁCTICA DE LA PROPUESTA.……………………284.4.1 PROCEDIMIENTO….…………...……………….……......……..…28 4.4.2 CÁLCULOS………………..…………..………..….……….……28-294.4.3 PLANOS……………….……….…………..…………………………30

CONCLUSIONES……………….…………………………..………………..…...31

RECOMENDACIONES…………………………….……………………..….31

BIBLIOGRAFÍA…………………………………….…………………………...31

ANEXOS…………………………………………..……………………….....32-34

2

INTRODUCCIÓN

La razón de investigar el funcionamiento y su posterior experimentación del tren a levitación es no seguir utilizando las mismas energías no renovables provenientes del petróleo las cuales aparte de ser contaminantes se terminarán a cierto lapso de tiempo, como consiguiente procedemos a aprovechar la utilización de energías provenientes con el ámbito eléctrico y electromagnético.

Al analizar el ámbito costos, recursos, movilidad en un cierto lapso de tiempo va a ser más conveniente y se pretende se implante este sistema en los próximos años a fin de terminar con la saturación en las ciudades y a su vez reducir ampliamente el tiempo que nos tardamos en trasladarnos de un determinado sitio a otro.

3

CAPITULO I

EL PROBLEMA

1.1 TEMA

TREN DE LEVITACION1.2. Objetivos1.2.1. Objetivo General de la investigación

Demostrar que el medio de transporte es decir el tren de levitación a introducirse en nuestro medio sería una muy buena alternativa de implementación y que traería nuevos prospectos de desarrollo a fin de utilizar alternativas de energía provenientes de fuentes de recursos renovables basándonos en la energía eléctrica y campos magnéticos.

1.2.2. Objetivos Específicos de investigación Cumplir los requerimientos expuestos paso a paso a fin de que nuestro

prototipo exprese lo que se pretende demostrar y simular lo que a la larga representaría la implementación de nuestro modelo.

Satisfacer y demostrar que sería pertinente utilizarlo en nuestro país nuestro modelo de tren a levitación y qué beneficios nos traería al empezar a usarlo en nuestra sociedad y su desarrollo.

1.3. Planteamiento del problema

Fundamentalmente el problema radica en la falta de investigación y utilización de nuevas formas para obtener energía, principalmente en conservar los estereotipos sociales que nos mantienen ligados a la única forma de obtención de energía proveniente de recursos no renovables y a su vez contaminantes es así que vemos la manera de crear un medio de movilidad es decir un medio de transporte a base de electromagnetismo y electricidad.

Se origina el problema a raíz de que cada vez se incurre en estar estrechamente dependientes de los derivados del petróleo, pues recurrir a nuevas formas de obtención de energía sería dar un paso a no depender solo de una forma de energía.

4

El problema a solucionar es aquel de la falta de ampliación e investigación de la utilización de nuevas energías que a su vez sean provenientes de recursos renovables, simultáneamente encontramos la falta de movilidad existente en nuestro país y su complicación que representa trasladarse de un lugar a otro, el tiempo ahorrado en cada viaje, y la optimización y utilización de nuevos mecanismos con funcionamiento distintos a los ya conocidos.

1.4. Formulación del problema

¿La energía proveniente de recursos renovables y no contaminantes para la implementación de un nuevo medio de transporte a base de electricidad y electromagnetismo en un inicio independientemente de la relación de costos a comparación del ferrocarril a la larga es decir en unos años ayudaría a la sustentabilidad del país, conformidad de quienes habitamos en él, la conservación del ambiente y la descongestión y no saturación en donde la afluencia de movilidad de personas es mayor?

1.5. Justificación

Es importante buscar nuevas alternativas de transporte a base ya no de las típicas

fuentes de energía proveniente del petróleo debido al sosiego de nuestra sociedad

enfocada solo a utilizar lo que se tiene fácil sin pensar en el ambiente y que existen

nuevas formas de energía que no son contaminantes y que nos ayuden a el

desarrollo de nuestro país.

1.6. Hipótesis

El tren de levitación a implementar en nuestro país será un recurso no contaminante

que también desempeñará como una fuente de preparación a nivel profesional ya

que serían fuentes no tan usadas con frecuencia en nuestro país para destacar su

funcionamiento y facilitar la movilidad que concierne a facilitar la demanda de

vehículos a nivel público que reducirían ampliamente y dejarían muchas de las vías

de estar tan congestionadas ayudando también a una sustentabilidad económica

pues se mantendría constante sin requerir implementar por mucho tiempo un nuevo

medio de movilidad y que a la larga sería más económico al no necesitar de

derivados del petróleo que pueden terminarse.

5

CAPÍTULO II

MARCO DE REFERENCIA

2.1.- Marco Teórico

El tren magnético.

Principio de levitación.

En la siguiente figura se muestra la forma en la que se colocan las bobinas en las paredes laterales.

Cuando el superconductor pasa a centímetros de estas bobinas a muy altas velocidades, una corriente eléctrica es inducida en la bobina la cual actúa como campo electromagnético temporalmente.

Como resultado de estos campos, existen fuerzas que empujan al superconductor hacia arriba, teniendo así la levitación del tren.

Teoría de materiales para la fabricación de rieles magnéticos

Para explicar el magnetismo de levitación hemos supuesto que los espines de los átomos no interaccionaban entre sí. Para explicar el ferromagnetismo hemos de suponer que un espín dado interacciona con sus vecinos más próximos. En el modelo de Weiss el efecto medio de los átomos vecinos a uno dado se reemplaza por la acción de un campo magnético molecular o interno

Debido a la interacción entre espines, el estado de menor energía se consigue cuando todos los espines apuntan en la misma dirección. A medida que se incrementa la temperatura más espines tienden a cambiar su orientación disminuyendo el momento magnético medio, hasta que se anula a una determinada temperatura Tc, denominada temperatura crítica. Por encima de dicha temperatura, el sistema de espines se comporta como un material paramagnético.

Se ha de tener en cuenta que aunque se representa los espines en una región rectangular, la geometría adoptada en la simulación es toroidal en el sentido de que la fila superior es contigua a la fila inferior y la columna más a la izquierda es contigua a la columna situada en el extremo derecho.

Para producir la simulación se ha empleado el algoritmo de Metrópolis que se puede resumir en los siguientes pasos:

Se establece la configuración inicial

6

Se hace un cambio al azar de la configuración inicial. Por ejemplo, se escoge un espín al azar y se intenta cambiar su orientación.

Se calcula el cambio ð E de energía del sistema debido al intento de cambio en la orientación del espín seleccionado.

Si ð E es menor o igual que cero, se acepta la nueva configuración y se va al paso 8.

Si ð E es positiva, se calcula la probabilidad de transición

Se genera un número al azar r en el intervalo [0, 1)

Si Rh P, se acepta la nueva configuración, de otro modo se mantiene la configuración previa, es decir, el espín no cambiaría de orientación.

Se determina el valor de las magnitudes físicas de interés.

Se repite los pasos del 2 al 8 para obtener el suficiente número de configuraciones

Se calculan promedios de las distintas configuraciones que son estadísticamente independientes una de otra.

Principio de guía lateral.

Las bobinas de levitación están conectadas de frente entre ellas en la parte baja del riel, generando un anillo magnético. Cuando el tren, el cual es un superconductor magnético, se desplaza lateralmente, una corriente es inducida en el anillo, resultando una fuerza repulsiva actuando en las bobinas de levitación del lado más lejano del tren. Por lo tanto el tren siempre esta situado en el centro de los rieles.

Principio de propulsión.7

Una fuerza repulsiva y una de atracción son inducidas entre los imanes para propulsar al tren (superconductor magnético). Las bobinas de propulsión están localizadas en las paredes laterales en ambos lados del riel, las cuales están energizadas por una corriente alterna trifásica de una estación, creando un campo magnético en el riel.

Los superconductores magnéticos son atraídos y empujados por el campo magnético, elevando el tren.

Desarrollo del tren Magnético en Japón

Vehículos Experimentales

ML 100

ML 500 500 R

8

MLU 002

MLU 002N

9

Interiores del MLX 01

El tren magnético MLX01 es el primer tren que pasará por la pista de prueba Yamanashi. El tren está compuesto por tres vagones y el principal esta diseñado en dos formas, las dos de la manera más aerodinámica para disminuir al máximo la fricción causada por el aire durante altas velocidades. Este modelo de tren ya tiene asientos de prueba y frenos de la más alta tecnología, denominados como frenos aerodinámicos y que ya están probados

10

Extensión de la Línea Yamanashi

La línea de Yamanashi se extiende 42.8 km entre Sakaigawa y Akiyama de Yamanashi.

11

El Centro de Pruebas fue oficialmente abierto en Julio del 96, para empezar con el programa de pruebas de velocidad, y completar las actividades realizadas con respecto a la Levitación Magnética.

Prioridades en la Instalación de Líneas Magnéticas

Todas las líneas incluyendo la de Yamanashi intentan lograr ciertos objetivos como los siguientes:

Confirmar las posibilidades de seguridad, confiabilidad y estabilidad para cuando el vehículo alcance los 500 km/h.

Confirmar la durabilidad del vehículo y el equipo, así como también los superconductores magnéticos.

Asegurar que la eficiencia del vehículo sea la mejor, y lograr que las presiones que sufre el vehículo durante el trayecto no afecte el funcionamiento de la unidad.

Hacer que el impacto ambiental que tenga el vehículo no sea mucho.

Lograr un sistema de control múltiple de los trenes y controlar con seguridad sus operaciones.

Lograr con todo lo ya mencionado, que el mantenimiento de las vías y las unidades no sea mucho, para que el costo por viaje no sea muy caro.

Características de la Línea de Yamanashi

Supermagnetismo de la pista de prueba en Yamanashi.

12

Los imanes superconductores son lo principal para la existencia de estos trenes. Cada imán superconductor consiste de 4 enredos superconductores. Son altamente confiables con una largo promedio de vida útil. Consiste de un tanque cilíndrico arriba que es un tanque almacenando helio líquido y nitrógeno. La parte inferior tiene un superconductor que genera polos norte y sur alternamente. En un extremo del tanque antes mencionado está un refrigerador integrado que sirve para convertir líquido el helio una vez que se evapore por la temperatura ambiental, entre otros factores.

Instalaciones eléctricas.

Se requiere de un inversor en la instalación de energía para transformar la energía de una compañía comercial de frecuencia normal a una frecuencia requerida para la operación del tren magnético. En la pista de prueba se pusieron tres inversores para tres fases respectivamente, de 38 MVA para la línea del norte y 20 MVA para la línea del sur.

Dependiendo de la velocidad al cual viaja el tren, los inversores dan una frecuencia de 0 a 56 Hz para 550 km/h y los inversores del sur dan una frecuencia entre 0 y 46 Hz, para velocidades menores de como 450 km/h.

13

Instalación de las bobinas para propulsión, levitación y guía.

El primero es el método del “beam”, consiste en que la portión de la pared será hecha únicamente de concreto. Toda la construcción de esta forma se hace en la fábrica, donde se incluye las bobinas de piso. Finalmente todo el tramo de pista es transportado a donde se está construyendo en la pista.

Método del Panel

El segundo es el método del panel. En este método la construcción se hace en el mismo lugar. Se construye primero uniendo las bobinas de piso con el cemento, posteriormente por medio de tornillos especiales, se une esta parte con una pared de concreto situada justo donde va la pista.

14

2.2.- Marco Conceptual

Tren levitación magnética

Para una demostración práctica de la ley de Lenz se usan imanes cilíndricos que se dejan caer verticalmente en un tubo de cobre o de aluminio. Se puede comprobar experimentalmente que la fuerza que se opone al peso es proporcional a la velocidad del imán. La misma situación que hemos encontrado en el movimiento vertical de una varilla en el seno de un campo magnético uniforme.

La constante de proporcionalidad k depende del cuadrado del momento magnético del imán y de otros factores como el diámetro interior del tubo, espesor, su conductividad, etc.Supongamos que un imán cilíndrico desciende con su polo Sur (color azul) delante y el polo Norte (de color rojo) detrás. En un imán las líneas del campo magnético salen del polo Norte y entran en el polo Sur.En la figura, se ilustra la aplicación de la ley de Lenz para explicar el origen de la fuerza retardadora sobre el imán en términos de las corrientes inducidas en el tubode metal.

Durante el descenso del imán, el flujo del campo magnético se incrementa en la región próxima al polo Sur del imán. Se origina en el tubo una corriente inducida que se opone al incremento de flujo, en el sentido indicado en la parte (1) de la figura.El flujo del campo magnético disminuye en la región próxima al polo Norte, se origina en el tubo una corriente inducida que se opone a la disminución del flujo, en el sentido indicado en la parte (1) de la figuraEl momento magnético del imán y el de las corrientes inducidas está representado en la parte (2) de la figura.

15

En la figura (3), mostramos la equivalencia entre corrientes (espiras o solenoides) e imanes, de modo que la corriente inducida por delante del polo Norte equivale a un imán de polaridad opuesta, por lo que se repelen. Sin embargo, la corriente inducida por detrás del imán tiene la misma polaridad por lo que se atraen.El imán que desciende por el tubo metálico es repelido por delante y atraído por detrás. Esta es la explicación cualitativa de la fuerza de frenado en términos de la ley de Lenz.

Magnetismo y su Aplicación en el tren Magnético

El campo magnético es producido por la corriente eléctrica que circula por un conductor. Para determinar la expresión del campo magnético producido por una corriente se emplean dos leyes: la ley de Biot-Savart y la ley de Ampére.

La ley de Biot-Savart

La ley de Biot-Savart calcula el campo producido por un elemento dl de la corriente de intensidad I en un punto P distante r de dicho elemento.

El campo producido por el elemento tiene la dirección perpendicular al plano determinado por los vectores unitarios ut y ur, y sentido el que resulta de la aplicación de la regla del sacacorchos. ut es un vector unitario que señala la dirección de la corriente, mientras que ur señala la posición del punto P desde el elemento de corriente dl.

Salvo en el caso de espira circular o de una corriente rectilínea, la aplicación de la ley de Biot-Savart es muy complicada.

Para determinar el campo producido por un solenoide sumando los campos producidos por cada una de las espiras que lo forman, existen dos aproximaciones:

Mediante la ley de Biot-Savart se calcula en primer lugar, el campo producido por una espira circular en un punto de su eje. Se supone que el solenoide de longitud L tiene N espiras muy apretadas, y se calcula la contribución de todas las espiras al campo en un punto del eje del solenoide.

16

La ley de Ampére

Si suponemos que el solenoide es muy largo y estrecho, el campo es aproximadamente uniforme y paralelo al eje en el interior del solenoide, y es nulo fuera del solenoide. En esta aproximación es aplicable la ley de ampére.

El primer miembro, es la circulación del campo magnético a lo largo de un camino cerrado, y en el segundo miembro el término I se refiere a la intensidad que atraviesa dicho camino cerrado.

Para determinar el campo magnético, aplicando la ley de Ampére, tomamos un camino cerrado ABCD que sea atravesado por corrientes. La circulación es la suma de cuatro contribuciones, una por cada lado.

Examinaremos, ahora cada una de las contribuciones a la circulación:

Como vemos en la figura la contribución a la circulación del lado AB es cero ya que bien B y dl son perpendiculares, o bien es nulo en el exterior del solenoide.

B es nulo en el exterior del solenoide .

Lo mismo ocurre en el lado CD.

En el lado DA la contribución es cero, ya que el campo en el exterior al solenoide es cero.

En el lado BC, el campo es constante y paralelo al lado, la contribución a la circulación es Bx, siendo x la longitud del lado.

La corriente que atraviesa el camino cerrado ABCD se puede calcular fácilmente:

Si hay N espiras en la longitud L del solenoide en la longitud x habrá Nx/L espiras por las que circula una intensidad I. Por tanto, la ley de Ampare se escribe para el solenoide.

En el laboratorio, se emplean limaduras de hierro para hacer visibles las líneas de campo magnético, este procedimiento es muy limitado y requiere bastante cuidado por parte del experimentador.

En el programa de ordenador se calcula, aplicando la ley de Biot-Savart, el campo magnético producido por cada espira en un punto de su plano meridiano, mediante procedimientos numéricos. Posteriormente, determina el campo magnético resultante, sumando vectorialmente el campo producido por cada espira en dicho punto. Posteriormente, se trazan las líneas del campo magnético que pasan por puntos equidistantes a lo largo del diámetro del solenoide.

Podemos ver el mapa de las líneas del campo magnético de:

Una espira circular

Dos espiras, esta disposición simula las denominadas bobinas de Helmholtz, utilizadas en el laboratorio para producir campos magnéticos aproximadamente uniformes en la región entre las dos bobinas.

Muchas espiras iguales y equidistantes, que simula el solenoide.

17

CAPÍTULO III

MARCO METODOLÓGICO

3. Diseño de la investigación

3.1. Enfoque metodológico a utilizar (descripción de las fases o procedimiento a realizar en la ejecución del proyecto)

3.1.1. Técnicas e instrumentos a emplear

Fase Técnica Instrumento Producto TiempoDiagnostico Soldadura Soldadora Prototipo 1 hora

Plan de proyecto

Inventario Dialogo sobre cuanto invertir

Prototipo 1 hora

ResultadosBúsqueda de información.

InternetInformación

para el prototipo

1 hora

Diagnostico Encuesta HojasColaboración

para el prototipo

2 horas

Plan de proyecto

Reuniones DialogoAcuerdos para

el prototipo1 hora

Resultados AsesoríaDialogo con ingenieros

Ayuda para el prototipo

1 hora

Diagnostico CuestionariosHojas y

preguntas

Colaboración para el

prototipo2 horas

Plan de proyecto

Determinar ciertas

condicionesDialogo

Para completar el prototipo

1 hora

ResultadosObtener acuerdos

DialogoPara realizar el

prototipo1 hora

Diagnostico Evaluar Hojas Prototipo 2 horas

Plan de proyecto

InventarioMateriales a

utilizarElaboración del

prototipo3 horas

Resultados Coordinación DialogoElaborar el prototipo

2 horas

18

3.1.2. Plan de acción

Actividades a realizar

Información a obtener

Medios de registro de

informaciónRecursos

Fecha de inicio y culminación

ObservacionesVer si no hay

erroresLibros e internet

Bibliografía y links

23-11-201328-11-2013

Elaboración de un cronograma

Orden para la elaboración

Dialogo Conversación16-11-201318-11-2013

Creación de estrategias

Formato para la elaboración

Dialogo Conversación19-11-201319-11-2013

Elaborar un formato para el

control del seguimiento de

actividades

Pasos que se deben seguir para

realizar el proyecto

correctamente.

Internet y librosBibliografía y

links20-11-2013

Delegar personas para cada actividad

Que sean más responsables y

elaborarlo correctamente

Dialogo Conversación 20-11-2013

Controlar las actividades

Buena elaboración del

proyectoDialogo Conversación

20-11-201302-11-2013

Definir las variables a utilizarse

Mejor información

Libros e internetBibliografía y

links17-11-2013

Definir acontecimientos

futuros

No cometer errores en la elaboración

Dialogo Conversación 03-12-201325-01-2014

Diseñar el prototipo

Una buena presentación.

Libros e internetBibliografía y

links10-12-201320-01-2013

19

3.1.3. Matriz del Plan de trabajo

Fase /Actividad 1:Elaboración de la maqueta del tren de levitación.

Competencia a desarrollar: Presentación del proyecto culminado correctamente.

Estrategia de aprendizaje

Actividad/ tareaEjes

trasversalesRecursos Responsables

Tiempo y Fechas

Obtener ideas Hacer preguntas.Habilidades del

pensamientoEncuestas

Todos los integrantes 24h

Discusión de los integrantes

Debatir ideas.Introducción al conocimiento

científico.

Discusión grupal

Todos los integrantes 2h

Resultados esperados

Relacionar el contenido del proyecto con

material cubierto en otras materias.

RelaciónTodos los integrantes 408h

Diseñar Diseñar planos Dibujo técnico EstrategiasTodos los integrantes 72h

ProcedimientoRecolectar y analizar datos.

Organización del aprendizaje.

Internet y libros

Todos los integrantes 408h

Productos

Los resultados del proyecto deben

ejemplificar situaciones reales.

CompararTodos los integrantes 24h

AportarComunicar sus

ideas y descubrimientos.

Introducción a la comunicación

científica.Compartir

Todos los integrantes

10h

Apoyo Instruccional

Proveer procesos de evaluación

objetivaAportar

Todos los integrantes

6h

Ambiente de aprendizaje

Llevar los aprendizajes más allá de la sala de

clases.

Organización del aprendizaje.

ExteriorizarTodos los integrantes

408h

Actividades de aprendizaje

Corrección de detalles.

Presentación.Demostración.

Organización del aprendizaje.

FinalizaciónTodos los integrantes

72h

20

3.1.4. Tiempo estimado del proyecto

Matriz de control del Proyecto:TREN DE LEVITACION

Fase/ Act.

DescripciónProgramación Semanal Responsable

Tiempo y fecha

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 Encuestas / / / / / / / / / /Todos los

integrantes.

4h29-11-132-12-13

2 Entrevistas / / / / / / / / / /Todos los

integrantes.1h

23-10-13

3Inventario

de los materiales

/ / / / / / / / / /Todos los integrantes

2h2-11-132-12-13

Elaborado por: Firma: Fecha:

3.2. TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE DATOS

-ENTREVISTA

La técnica utilizada es la de la entrevista, realizada a un docente de la institución de nombre Ing. Diego Machado, la cual consta de las siguientes preguntas:

¿Qué tipo de materiales podemos utilizar en este proyecto?

Los imanes, alambre de cobre, rejilla de refrigeradora, metales conductores de electricidad, plásticos, etc.

¿Qué costo tendría este proyecto?

Tendría un costo muy elevado ya que los materiales que se utilizan para este tipo de proyectos son muy costosos.

¿Qué cantidad de electricidad se puede administrar a las vías para que estas tengan magnetismo?

No nos podría decir cuánto se necesita para que este proyecto tenga magnetismo ya que no es ingeniero electrónico.

¿Qué tipo de riesgos tenemos al realizar este proyecto sin el apoyo de personas especializadas en la materia?

Electrocutarnos, las posibilidades de quemaduras median las cargas eléctricas que administremos a este proyecto.

21

La segunda técnica utilizada es la de la encuesta, la cual consta de las siguientes preguntas:

-ENCUESTA

1. ¿Piensa usted que al implementar un nuevo sistema de movilidad en este caso el tren a levitación en nuestro país disminuiría el tiempo de viaje de un lugar a otro?…………………………………………………………………………………………

2. ¿Cree que el viajar en este tipo de transporte sería más cómodo para trasladarse a grandes distancias?…………………………………………………………………………………………

3. ¿Está usted de acuerdo con la utilización de energías provenientes de recursos renovables mas no del petróleo?…………………………………………………………………………………………

4. ¿Cree que nuestro país está preparado para asumir el reto de construir dicho tren?………………………………………………………………………………………

5. ¿Se tiene profesionales que específicamente conozcan del tema que abarca la optimización del sistema de movilidad?…………………………………………………………………………………………

6. ¿Generaría una amplia gama de fuentes de trabajo su construcción?…………………………………………………………………………………………

7. ¿Cuándo entre en funcionamiento cree que abarcaría varias plazas de trabajo para los futuros profesionales?……………………………………………………………………………………….

8. ¿Nuestro país tiene problemas con la movilidad de los vehículos; es decir el tráfico?……………………………………………………………………………………….

9. Si su respuesta es sí en la pregunta 8 responda: ¿Cree usted que este medio de transporte aliviaría el tráfico?…………………………………………………………………………………

10.¿Necesita el país un nuevo medio de transporte que ayude al desarrollo del mismo?…………………………………………………………………………………………

22

3.3. Técnica de procesamiento y análisis de datos

TABULACIÓN DE LAS ENCUESTAS

23

Cuenta de 2. ¿Cree que el viajar en este tipo de trans-porte sería más cómodo para trasladarse a grandes distan-

cias?

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

100%

SI

SI

% D

E EN

CUES

TAS

Cuenta de 1. ¿Piensa usted que al implementar un nuevo sistema de movilidad en este caso el tren a levitación en nuestro país disminuiría el tiempo de viaje de un lugar a

otro?

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

100%

SI

SI

% D

E EN

CUES

TAS

Cuenta de 3. ¿Está usted de acuerdo con la utilización de energías provenientes de recursos renovables mas no del

petróleo?

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

100%

SI

SI

% D

E EN

CUES

TAS

24

NO SI0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

60%

40%

Cuenta de 4. ¿Cree que nuestro país está preparado para asumir el

reto de construir dicho tren?

Cuenta de 4. ¿Cree que nuestro país está prepa-rado para asumir el reto de construir dicho tren?

% D

E EN

CUES

TAS

NO SI0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

50% 50%

Cuenta de 5. ¿Se tiene profesiona-les que específicamente conozcan del tema que abarca la optimización del

sistema de movilidad?Cuenta de 5. ¿Se tiene profesionales que específi-camente conozcan del tema que abarca la optimi-zación del sistema de movi-lidad?

% D

E EN

CUES

TAS

NO SI0%

10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

10%

90%

Cuenta de 6. ¿Generaría una amplia gama de fuentes de traba-

jo su construcción?

Cuenta de 6. ¿Generaría una amplia gama de fuen-tes de trabajo su cons-trucción?

% D

E EN

CUES

TAS

90%

10%

25

Cuenta de 7. ¿Cuándo entre en funcionamiento cree que abarcaría varias plazas de trabajo para los futuros profesio-

nales?

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

100%

SI

SI

% D

E EN

CUES

TAS

NO SI0%

20%

40%

60%

80%

100%

5%

95%

Cuenta de 9. Si su respuesta es sí en la pregunta 8 responda: ¿Cree us-

ted que este medio de transporte aliviaría el tráfico?

Cuenta de 9. Si su res-puesta es sí en la pregunta 8 responda: ¿Cree usted que este medio de trans-porte aliviaría el tráfico?

% D

E EN

CUES

TAS 95%

5%

NO SI0%

10%20%30%40%50%60%70%80%90%

15%

85%

Cuenta de 8. ¿Nuestro país tiene problemas con la movilidad de los

vehículos; es decir el tráfico?

Cuenta de 8. ¿Nuestro país tiene problemas con la movilidad de los vehículos; es decir el tráfico?

% D

E EN

CUES

TAS

85%

15%

26

Cuenta de 10. ¿Necesita el país un nuevo medio de transporte que ayude al desarrollo del mismo?

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

100%

SI

SI

% D

E EN

CUES

TAS

CAPÍTULO IV

PROPUESTA DEL PROYECTO

4.1.-Estudio Diagnóstico

Nos basamos en si se aplica o no y es sumamente trascendental analizar las siguientes preguntas de la encuesta:

1. ¿Necesita el país un nuevo medio de transporte que ayude al desarrollo del mismo?2. ¿Está usted de acuerdo con la utilización de energías provenientes de recursos renovables

más no del petróleo?

Pues bien aplica nuestra propuesta en ambas al decir que estamos en un país en desarrollo y no por eso tiene que estancarse en los mismos proyectos, sino más bien en adelantarnos a lo que vamos a necesitar en un futuro próximo.

4.2.-Factibilidad

Objetos, Instrumentos, Materiales:

¿Es factible o no?

Como prototipo, los materiales usados para su elaboración son accesibles excepto por la cinta magnética que no es tan frecuente o usual conseguirlo tomando muy en cuenta que es lo principal en nuestro prototipo.

Como Aplicativo en nuestro país partiendo desde su fuente de energía vemos que está al alcance dentro de unos años por la cantidad de proyectos nuevos de las hidroeléctricas generadoras de electricidad a tal punto que se la piensa exportar, el megaproyecto del tren a levitación requeriría de materiales de importación tanto de

los materiales como de mano de obra, pues bien nuestro país aún está en desarrollo pero a la larga va a requerir de un medio de transporte más óptimo.

27

4.3.- Diseño de la propuesta

4.3.1. Materiales

-Cinta magnética (para las rieles )

-Madera de balza (para elaboración del tren)

-Vidrio de 4mm

-Tabla triplex de 82cm x 90cm

-Cartón

-Papel higiénico

-Pliego de cartulina negra

-Goma

-Base de madera de 16cm x 3cm

-Base de madera para montaña

-Madera para estación y sostén del vidrio

-Láminas de casas prefabricadas

-Navaja

-Aerosol color rojo

-Aerosol color blanco

-Aerosol color gris

-Aerosol color amarillo

-Pistola de silicona

-6 barras de silicona

-Goma

-Papel césped

-Escuadras y reglas

-Vehículos a escala

28

-Personas a escala de plástico

-Pincel

4.4.-Aplicación práctica de la propuesta

4.4.1. Procedimiento

Cogemos las 2 dos cintas magnéticas, las cuales van a ser los rieles, y las colocamos con su polo norte apuntando hacia arriba y se colocan a 1 mm de vidrio

- En los lados y a los extremos, se colocan las láminas vidrio de 4mm, uno de los lados se puede hacer de plástico acrílico para que se pueda ver flotar al tren sobre las rieles. La plataforma o tren se hace con la madera de balza.

-En la parte de abajo se coloca las cintas magnéticas, las cuales deben tenerla misma longitud que la plataforma. Se colocan muy cerca de los bordes.

- En los extremos del tren y a ambos lados de la base se coloca la cinta magnética con la cara norte hacia arriba, de manera que funcionen como resortes cuando el tren llegue a uno de los extremos de la base y los imanes colocados a la misma altura se repelan.

- En los bordes de la plataforma se puede encolar cinta adhesiva. Esto permite que el tren tenga una superficie resbalosa a los lados. En nuestro caso impementamos una barra de silicicona como guía para reducir la friccion que se tiene en los bordes.

4.4.2 Cálculos

Partiendo de las características de la cinta magnética:

La cinta magnética está con un cortador plástico. La cinta magnética se hace del imán de goma con el pegamento. Cuadros adhesivos de una, poder lateral y puesto otro lado en superficie del hierro.

Pues bien en las rieles de la superficie en la tierra se encuentran un par de cintas con una medida de longitud 80 cm con un espesor de 3mm y de ancho cada riel de 1cm. Esto analizando las rieles, en donde va a estar el polo norte del imán proyectado hacia el tren.

A continuación las descripciones del tren, el cual posee en su estructura madera de balza la cual permite aprovechar su cantidad de masa por el hecho de que es sumamente liviano pesando individualmente 1 onza y luego al colocar un par de cintas magnéticas las cuales van a actuar como rieles con medidas de longitud 22cm cada una un espesor de 3mm y un ancho de 1cm llegaría a pesar 2 onzas y por motivo de reducir el nivel de fricción que se encuentra en el vidrio colocamos una barra de silicona con peso de 0.35 y finalmente el tren llegaría a pesar 2.35 onzas.

29

Efecto Meissner.- Por el cual un material puede levitar gracias a la repulsión existente entre los polos iguales de dos imanes los electrones modifican sus órbitas de modo que compensan el campo magnético externo de modo que en el interior, el campo sea nulo. Por tanto un objeto estará bajo levitación magnética cuando la fuerza generada por la repulsión electromagnética es lo suficientemente fuerte para equilibrar el peso del objeto.

El equilibrio de fuerza magnética y mecánica. F = ma

La sumatoria de fuerzas está dada por la ecuación:F = mg − kv + F(y, i) ==> mg − kv + F(y, i) = ma

kv: Fuerza originada por la fricción o rozamiento del cuerpo.F(y, i) : Fuerza ejercida por las bobinas de los raíles.4.4.3 Plano, maqueta, aportes, configuraciones.

30

1cm

22cm

3mmEspesorimanes

CONCLUSIONES

-En este experimento la principal característica que tiende a ser evidente es que los polos iguales de los imanes se repelen y los polos desiguales se atraen.

- En la realización de este experimento, se demuestran las fuerzas de atracción de los imanes, las cuales, junto al efecto de meissner, hacer que el tren pueda levitar.

- Por la acción de la repulsión de los imanes, y gracias a esto se crea una fuerza que tiende a separarlos y ésta fuerza es la que utilizan los trenes para levitar e ir avanzando.

RECOMENDACIONES

-En el ámbito del prototipo para su correspondiente elaboración y su funcionamiento adecuado se debe centrar en hacer que el tren tenga el menor peso posible para que su levitación no tenga mayor dificultad, a su vez a los costados involucrar un material que en lo posible tenga fricción despreciable y se deslice fácilmente.

-En el aplicativo en sí, apenas el país empiece con su funcionamiento de las nuevas centrales hidroeléctricas en vez de exportar como piensa hacer el mandatario se podría aplicar la electricidad adquirida en el megaproyecto del tren de levitación en donde de a poco lo invertido fuera de ser tanto una entrada de sustento para el país sería un derecho ya que la comodidad y ahorro del tiempo no tiene que negarse, pero analizando a su vez generaría gran cantidad de nuevos puestos de trabajo de todas las áreas y no dependeríamos únicamente de los extranjeros.

BIBLIOGRAFÍA

Fuentes electrónicas

http://eltamiz.com/

http://www.tendencias21.net/

http://www.taringa.net/posts/apuntes-y-monografias/965076/MagLev_-Trenes-que-levitan.html

http://trenesinside.wordpress.com/2010/01/31/maglev-trenes-de-levitacion-magnetica/

http://www.cienciafacil.com/paginamaglev.html

http://urbanity.blogsome.com/2006/01/25/el-tren-de-levitacion-magnetica

31

Anexos

Fotos del proceso de construcción:

32

33

34

35