Trem de levitação magnética - Maglev.
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O Quadro 2 apresenta o custo energético do transporte urbano medido em unidades monetárias por mil passageiro-quilometro (Kpkm): | O Quadro 2 apresenta o custo energético do transporte urbano medido em unidades monetárias por mil passageiro-quilometro (Kpkm): | ||
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Edição de 19h01min de 29 de outubro de 2013
Tabela de conteúdo |
Justificativa
Um tema que tem gerado muita discussão em todo país, são os meios de transportes e as novidades que estão chegando para ajudar essa área que já vem causando muita dor de cabeça a todas as pessoas. Algumas das opções para solucionar esse problema são: transporte rodoviário, ferroviário, aéreo, marítimo e até mesmo por teleféricos. Dentre todas opções a que tem se mostrado menos eficiente é o rodoviário com altos custos de manutenção das rodovias e alto grau de emissão de poluentes. No outro extremo a opção que se mostra bastante eficiente levando em conta manutenção, custo, e até mesmo poluentes é o transporte ferroviário, seja qual for seu princípio de funcionamento. O que chama mais atenção pela sofisticação é o MAGLEV (trem de levitação magnética) que usa de forma simplificada o princípio de repulsão eletromagnética e até mesmo a tecnologia de super condutores como é o caso do projeto brasileiro, o MAGLEV Cobra.
Objetivos
Introduzir os temas de eletromagnetismo e física moderna, de uma forma que se possa abordar também temas do cotidiano como política, meio ambiente e transportes.
Plano de Aula
Disciplina: Física
Série: 3a do Ensino Médio
Professores: Eliana, Luiz Marcelo, Patrick e Toni
| Unidade: | MAGLEV - Trem de Levitação Magnética | |
| Número de aulas: | 4 aulas de 45 minutos | |
| Objetivos específicos: |
Introduzir os conceitos de eletromagnetismo dos ímãs e eletroímãs; Falar sobre os super condutores e o projeto que o Brasil está criando; Abordar as dificuldades de implementar um sistema ferroviário de transporte de cargas e de pessoas; Impactos ambientais comparados aos outros meios;
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| Conteúdos: |
Eletromagnetismo; Física moderna; Produção de tecnologias no Brasil.
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| Desenvolvimento metodológico: | ||
| aula 1 - Definição do Maglev | 45 min | |
| aula 2 - Propriedades eletromagnéticas . | 45 min | |
| aula 3 - Projeto brasileiro(prós e contras) | 45 min | |
| aula 4- Supercondutores | 45 min | |
Aula 1 -Definição do Maglev
No sistema de trens de levitação o atrito direto entre as rodas e os trilhos não existe, pois a repulsão magnética entre o trem e os trilhos faz com que não haja contato direto. De maneira simplificada, o trem de levitação – também chamado de MAGLEV – trata-se de um trem estruturalmente idêntico aos que cortam cidades sobre trilhos transportando carga agropecuária ou de passageiros ou até mesmo materiais industrializados. Apesar da baixa porcentagem deste último no Brasil, contudo, no trem de levitação, as rodas e trilhos foram substituídos por materiais cujo princípio básico é o magnetismo.
- Os estudos de transporte ferroviário empregando levitação remontam mais de meio século. A série de congressos MAGLEV, cuja primeira edição ocorreu nos anos 60, reúne, a cada dois anos, os principais especialistas neste campo. As técnicas de levitação magnética, devido à intensidade da força que produzem, podem ser empregadas em sistema de transporte de alta e média velocidade e podem ser subdivididos em três grupos, descritos abaixo:
-LEVITAÇÃO ELETRODINÂMICA
-LEVITAÇÃO ELETROMAGNÉTICA
-LEVITAÇÃO MAGNÉTICA SUPERCONDUTORA
Aula 2 - Propriedades eletromagnéticas.
Neste sistema, um trem com características convencionais (rodas e trilhos) viaja ao longo de corredores onde estão instaladas bobinas condutoras. Após atingir cerca de 120 km/h, o trem começa a levitar. Uma linha experimental de 18,4 km foi inaugurada em abril de 1997, local onde este trem bateu o recorde de velocidade terrestre (581 km/h) em dezembro de 2003 (Figura 2). Trata-se de um sistema de construção onerosa (R$ 84 milhões/km) e de elevado consumo de energia. Como funciona a levitação eletromagnética? Trata-se do sistema mais antigo de levitação magnética, baseada em eletroímãs instalados no veículo, exigindo um sofisticado sistema de controle, pois se trata de um sistema instável. O projeto iniciou-se na década de 70 na Alemanha, sendo concluída em 1976 a primeira linha de teste de 1,3 km. O fundamento físico básico, nesta aplicação, explora a força de atração que existe entre um eletroimã e um material ferromagnético. A estabilização, neste caso, só é possível com uma malha de realimentação e regulador devidamente sintonizado. Por algum tempo, esta tecnologia ficou restrita às pesquisas, devido à concorrência dos trens de alta velocidade, que são uma evolução da tecnologia do século XIX, até que o primeiro ministro chinês decidiu pela implantação deste sistema na linha em Xangai, ligando o centro da cidade ao aeroporto internacional, ao custo de 1 bilhão de dólares.
Este tipo de levitação 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).
Aula 3 - Projeto brasileiro(prós e contras)
O maglev cobra é um projeto desenvolvido pela UFRJ com o objetivo de levar para as grandes cidades um trânsporte mais eficaz e econômico. Comparado com os metrôs do Rio e são paulo , o preço para a implantação do maglev seria ⅓ menor ,além disso, a velocidade de ambos é a mesma ,variando entre 70 Km/h a 100 Km/h . Porém , a tecnologia do maglev é muito cara em relação a outros meios de trânsportes ferroviários.
Abaixo uma reportagem para entender melhor sobre o maglev cobra :
Atualmente, no transporte público, os veículos sobre pneus representam mais de 95% do transporte de passageiros realizado no Brasil (ANTP, 2006). Como se trata de combustíveis diferentes, uma comparação econômica, que leva em conta a diferença de rendimento energético das duas modalidades, pode ser realizada, considerando R$ 0,30/kWh para o custo da eletricidade e R$ 1,90/litro do óleo diesel [Oliveira & Orrico Filho, 2004]. O Quadro 2 apresenta o custo energético do transporte urbano medido em unidades monetárias por mil passageiro-quilometro (Kpkm):
Aula 4 - difinir
<p> Definir- Questão 1...
- Questão 2...
- Questão 3...
- Questão 4...
