Aceleradores electromagnéticos
Los aceleradores electromagnéticos son dispositivos que utilizan campos electromagnéticos para acelerar y/o mantener en movimiento proyectiles o vehículos.
Tabla de contenidos
Principio de funcionamiento: Campo magnético:
El campo magnético (B) es una propiedad de espacio por la cual una carga eléctrica puntual de valor q que se desplaza a una velocidad v, sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad como al campo.
Siendo F, v y B magnitudes vectoriales. El aspa indica un producto vectorial, por lo que la fuerza resultante (F) es perpendicular tanto al vector velocidad (v) como al vector del campo (B).
Así pues, una carga en movimiento, que bien puede ser una corriente eléctrica cruzando una parte del proyectil o del vehículo que queremos desplazar, en presencia de un campo magnético sufre los efectos de una fuerza que será la que le impulse en la dirección deseada.
Diseños:
Fundamentalmente se han desarrollado dos diseños que aprovechan los efectos del campo magnético para acelerar objetos.
- El acelerador de raíles o railgun: el proyectil conecta dos raíles metálicos por los que se hace circular la corriente. Esta corriente es la que genera el campo magnético al tiempo que, al atravesar el objeto a acelerar, le confiere una carga en movimiento. El resultado es que el proyectil se mueve a lo largo de los raíles mientras circule corriente por ellos.
- El cañón de Gauss: acelera el proyectil mediante sucesivos electroimanes, sin contacto entre los imanes y el móvil.
Aplicaciones:
En la vida real:
Los aceleradores de partículas como el construido en el CERN utilizan potentes electroimanes para acelerar partículas cargadas, como protones. Esta sería una aplicación científica del cañón de Gauss.
El famoso tren de levitación magnética utiliza igualmente el concepto del encendido y apagado de electroimanes para desplazar el convoy.
El railgun, por sus características específicas que permiten reducir el volumen de su diseño manteniendo aún una potencia de tiro muy elevada, está siendo investigado en sus aplicaciones militares y existen modelos experimentales de este tipo de arma, de un tamaño de diez o doce metros de cañón, capaces de alcanzar un rango de tiro muy superior (mayor alcance y velocidad del proyectil) que el de las actuales baterías militares.
En la ciencia ficción:
El cañón de Gauss ha sido muy utilizado en literatura y cine como mecanismo futurista que permite alcanzar elevadas velocidades en muy poco tiempo.
Frecuentemente ha sido postulado como elemento auxiliar para el lanzamiento de naves espaciales, dando lugar a la catapulta electromagnética, aunque algunos diseños de la misma apuestan más por la técnica de los raíles frente a la de los electroimanes.
Pero no sólo ha sido utilizado para acelerar naves espaciales. En Timecop (1994) podemos encontrar un acelerador de raíles suministrando impulso adicional a la peculiar silla que sirve para viajar en el tiempo.
A un nivel más cotidiano, tampoco es extraño encontrar a los mencionados trenes de levitación magnética funcionando habitualmente en el futuro imaginado por los escritores y guionistas. En La isla (2005) podemos contemplar un diseño muy estético de este tipo de tren, en el que se puede apreciar unos vistosos electroimanes dotados de pilotos luminosos que se encienden y se apagan señalando si el electroimán está activo o no.
