O Que é Levitação Magnética e Quais São Suas Utilidades?

Tempo de leitura: 9 minutos

A levitação magnética é um método físico de fazer com que um objeto possa levitar sem o auxílio de apoios ou equipamentos. Sendo apenas necessário o uso do magnetismo para manter o objeto em pleno ar. Muitas pessoas podem relacionar a levitação à truques de mágica, mas este método é de grande utilidade para tecnologias “do futuro”, principalmente na área de transporte onde a levitação magnética já é utilizada. Esta tecnologia está passando por diversos testes e várias empresas começaram a investir na levitação magnética. Ela é capaz de trazer muito mais mobilidade e também menores custos de produção, manutenção e com gastos de energia.

A levitação magnética consiste em fazer com que o objeto flutue, porém esta não é uma forma de criar automóveis voadores. O transporte mais planejado e adequado para esse tipo de tecnologia é o trem, pois para que a levitação ocorra é preciso que haja agentes eletromagnéticos agindo no transporte e também em sua base, que no caso dos trens seriam as vias.

O foco da levitação magnética pode até estar na produção de trens mais econômicos e rápidos. Mas existem outros projetos relacionados para o uso prático e estético desse método. Os estudos avançam a cada dia e o magnetismo que foi descoberto a milhares de anos através dos imãs vem ganhando mais força nas práticas diárias. Continue lendo para saber mais sobre:

Como Acontece

O Fator Chave: Supercondutores

Formas de Uso

Protótipos, Projetos e Realidade

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Como Acontece

A levitação magnética pode ser explicada de forma bem simples. Apesar de existirem diversos fatores mais complexos que possibilitam seu uso prático. Todos sabem que os imãs são capazes de se repelir se colocados com os mesmos polos voltados um para o outro, negativo com negativo ou positivo com positivo. Essa repulsa por parte dos mesmos polos é suficiente para causar a força de levitação, pois ela afasta um dos imãs (objeto) do chão. Porém, para ocorrer a levitação magnética outra força deve estar envolvida e esta seria a da estabilidade. Um objeto só estaria em plena levitação quando a força magnética fosse forte o suficiente para evitar com que seu peso influenciasse uma queda, ou com que o objeto tomasse direções indesejadas fazendo-o fugir do campo magnético. Deve haver uma elevação constante, do contrário não será levitação.

O exemplo dos imãs é bem prático. Porém ele não retrata a funcionalidade e não pode ser usado na confecção de trens, por exemplo. O uso de dois imãs, um na via e outro no trem, não traria elevação suficiente e causaria uma falta de controle. Além disso, os polos poderiam se fundir com a força exercida o que acabaria por estragar os imãs. O grande desafio da ciência na utilização prática da levitação magnética é fazer com que a elevação seja adequada, segura e controlada.

O Fator Chave: Supercondutores

Eletromagnetismo levitação magnética

Para a confecção de equipamentos que possuam levitação magnética é necessário o uso do eletromagnetismo. Está que é uma das forças que gerenciam o universo, de acordo com Michael Faraday, grande físico inglês. Os campos elétrico e magnético necessitam um do outro para funcionar. Do contrário não seria possível ter equipamentos eletrodomésticos, televisores, computadores e nem luz elétrica. A levitação magnética nos trens em geral é dada pela ação de agentes supercondutores que em baixíssima temperatura mantém os elétrons de seus átomos estáveis e estes tendem a se afastar de campos magnéticos gerados por imãs.

Os supercondutores são materiais que não possuem resistência alguma sobre a eletricidade. Esses materiais conseguem esse status através da baixa da temperatura a níveis críticos, fazendo com que seus elétrons fiquem estáveis. O que acontece com esses supercondutores é que devido a essa baixa temperatura o campo magnético que está dentro deles é expulso, o que acaba por gerar o que é chamado de Efeito Meissner. Porém, para gerar esses supercondutores o material deve ser puro, só assim será possível chegar a uma resistência zero. Materiais impuros podem chegar apenas a uma proximidade que tende ao zero absoluto, mas ainda são “imperfeitos” e não seriam indicados para utilizar em equipamentos com levitação magnética.

Tendo um campo de força magnético forte e um supercondutor é possível atingir a levitação magnética. Os supercondutores ainda são capazes de não se opor a correntes elétricas e também não causam perda de energia.

Maneiras de Levitação Magnética

A levitação magnética pode ser obtida de outras formas, além da citada acima. Métodos diferentes para funções diferentes. A principal maneira para a construção de veículos é a Levitação Eletrodinâmica ou por Repulsão Eletromagnética, chamada de EDL. Está é ideal para atividades de alta velocidade, pois com grandes velocidades a elevação cresce esporadicamente.

Apesar disso também existem outras maneiras de causar a levitação como a Indução Magnética (SQL), a Eletromagnética ou por Atração Magnética (EML) ou Supercondutora.

Formas de Uso

De fato, a levitação magnética pode e provavelmente já foi utilizada por muitos mágicos em truques durante os shows. Porém existem outras funções para esse método que podem ser úteis não só para o entretenimento, mas também para uma forma de transporte rápida, segura e não poluente.

O transporte público é o alvo, pois a alta velocidade que estes veículos podem atingir é muito mais útil para locomover várias pessoas ao mesmo tempo. Além disso, os veículos criados com levitação magnética necessitam de vias específicas. O modo mais prático de construí-las é através de “linhas férreas” que podem tanto estar no chão como suspensas.

Os principais países a investirem nesse tipo de tecnologia são o Japão, a China e a Alemanha. Alguns outros correm fora da curva como Países Baixos, Inglaterra, EUA e até mesmo o Brasil. Acredita-se que essa tecnologia pode modificar a forma de transporte sendo uma ótima opção para combater a emissão de poluentes na atmosfera e também de reduzir o tempo de viagens regionais. Os trens criados até então são capazes de atingir velocidades de até 400 Km/h. Tendo tempos comparados a de voos de curta distância.

Protótipos, Projetos e Realidade

Metrô-com-levitação-magnética

MAGLEV

Os trens MAGLEV, sigla para levitação magnética, são a principal forma de tecnologia baseada neste método e também o meio de transporte em que há o maior número de investimentos por parte de empresas e também universidades pesquisadoras. Os trens criados até o momento são extremamente velozes, sendo capazes de chegar a 400 Km/h.

O Japão é o principal usuário e também produtor da tecnologia de trens MAGLEV. Já a China está investindo pesado nesse setor, que começou anos atrás com a compra de tecnologia alemã. Em 2017 o país já tem grandes projetos e um modelo que atinge até 600 Km/h.

Os trens de alta velocidade com tecnologia MAGLEV não tocam diretamente o chão, não possuindo rodas ou motor. Isso evita o atrito e torna o veículo mais leve, fazendo do efeito do ar o único impedimento para atingir velocidades maiores. Essa tecnologia já pode ser uma grande opção para viagens regionais, sendo mais baratas e eficazes do que voos domésticos.

“Carros Voadores”

Quem assiste frequentemente filmes de ficção científica já sonha com o aparecimento de carros voadores. Enquanto isso não acontece, uma das soluções pode ser a fabricação de automóveis que flutuem e alcancem velocidades ainda maiores do que os modelos com rodas.

O inventor Elon Musk, dono da agência espacial SpaceX e também da empresa Tesla (de automóveis elétricos) possui um protótipo baseado na mesma tecnologia dos trens com levitação magnética. Porém, esse projeto chamado Hyperloop Pod é para automóveis reduzidos e de poucos passageiros. Sua velocidade chegaria a mais de 1200 Km/h o que seria o suficiente para bater a velocidade do som.

Para ajudar no projeto, Musk criou uma competição que se iniciou em 2016 com a seleção de protótipos baseados em sua criação e que teve seus primeiros modelos em ação no início de 2017. A Hyperloop Pod Competition teve a participação de 3 equipes de universidades de diferentes países. Essa primeira edição focou na eficiência e também na segurança dos automóveis, tendo colocado a velocidade extrema de lado.

O grande problema desse projeto seria a construção de vias para automóveis de pequeno porte. Porém este seria um meio extremamente rápido para se viajar por terra.

O MAGLEV da UFRJ

O Brasil também possui projetos e um deles já estão em ação na Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Alunos da instituição criaram um pequeno trem capaz de suportar 10 pessoas e atingir a velocidade de 10 Km/h. O veículo está sendo utilizado pela própria universidade para transporte dos alunos e até já foi aberto para visitação.

O grande diferencial desta tecnologia de levitação magnética em relação as já criadas é que este trem é mais estável e também mais barato de ser fabricado.

Conclusão

A levitação magnética é um estudo que ainda tem de caminhar muitos passos para almejar a perfeição. Porém o investimento pesado e os recentes projetos mostram que o mundo está indo na direção correta para a utilização prática deste método. Esta tecnologia não causa a emissão de poluentes. É extremamente mais rápida que automóveis que causam atrito e também possuem a vantagem de serem mais leves. Razoavelmente baratos e eficientes.

Referências para levitação magnética

Este texto foi produzido por G. Produções.