Levitação Supercondutora

Prévia do material em texto

4. LEVITAÇÃO SUPERCONDUTORA
Baseia-se na propriedade diamagnética dos supercondutores para exclusão do campo magnético do interior dos supercondutores [Moon, 1994]. No caso dos supercondutores do tipo II, esta exclusão é parcial, o que diminui a força de levitação, mas conduz a estabilidade da levitação, dispensando sistemas de controle sofisticados ou rodas. Esta propriedade, que representa o grande diferencial em relação aos métodos EDL e EML, só pôde ser devidamente explorado a partir do final do século XX com o advento de novos materiais magnéticos e pastilhas supercondutoras de alta temperatura crítica, como o YBa2Cu3OX (YBCO).
Como muitas pessoas já sabem, uma placa de cerâmica supercondutora ao ser resfriada com nitrogênio líquido, produz o efeito de levitação sobre um ímã de terras raras. O vídeo abaixo demonstra o efeito:
Como podemos ver, basta resfriar o supercondutor que imediatamente se dá a levitação. Sem custo nem necessidade de atuadores ou controladores. Este é o tipo de levitação mais recente, pois ele se dá graças aos supercondutores de alta temperatura crítica.
Por se tratar da tecnologia mais moderna, ainda não existe linha de teste em escala real. Em outros países, como no Brasil, construíram-se linhas em modelo reduzido. No protótipo brasileiro o formato oval tem 30 metros de extensão, com guia linear formada por imãs permanentes de Neodímio-Ferro-Boro (NdFeB) compondo o circuito magnético (interagindo com os supercondutores) para levitação. O Maglev é acionado por motor linear síncrono (LSM) de armadura longa, alimentado com inversor de frequência de fabricação nacional (WEG).
É esta a tecnologia de levitação passiva, que vem sendo aperfeiçoada para a aplicação no sistema Maglev Cobra. Ela apresenta um grande número de vantagens:
Baixo custo global
Rapidez de aplicação e implantação
Leveza
Baixo custo de obras civis
Não poluente
Racionalização energética
Neodímio
O Neodímio, elemento químico constante na Tabela Periódica, também conhecido como Metal de Terras Raras, é um metal amplamente usado na fabricação de magnetos permanentes, numa liga de Neodímio, Ferro e Boro (Nd2Fe14B).
Sua importância está na sua fortíssima energia magnética de N24 numa escala onde o máximo é N54. Um magneto ferro cerâmico, que comumente chamamos de imã, precisaria ter 18 vezes o volume do magneto de neodímio para ter tamanha atração.
A força de atração do Neodímio é tamanha que é capaz de levantar 1300 vezes a sua própria massa. Como exemplo, o magneto de Neodímio de 13mm de um bom fone de ouvido é capaz de levantar 10Kg.
Os ímãs de Neodímio Ferro e Boro (Nd2Fe14B) também chamados “ímãs de terras raras”, são produzidos em laboratório, sendo que o maior fabricante mundial deste material é a China.
O Brasil detém grandes jazidas destes minerais, que vem sendo resguardadas estrategicamente desde a década de 50, devido ao progressivo aumento de preço e demanda por estes materiais.
REFERÊNCIAS 
CALLISTER, W. D. Ciências e engenharia de materiais: uma introdução. 7 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. p.544-570. 
SERWAY, R. A. Princípios de física: eletromagnetismo. São Paulo: CENGAGE LEARNING, 2004.
SILVEIRA, F. L.; ROLANDO, A. Explicação qualitativa do "anel de Thomson": como ocorre a "levitação magnética"?. Revista brasileira de ensino de física., Janeiro, 2003, Vol.25(1), pp.81-85.
BOTELHO, I. J., JUNIOR, F. K., JUNIOR, L. M., & POMILIO, J. A. Modelagem e controle linear de um sistema de levitação de imã permanente. Universidade de São Paulo, (2008).
http://www.maglevcobra.coppe.ufrj.br/veiculo.html