Motor Homopolar

Difícil que haya un diseño de motor mas simple que este. Consiste en pequeños discos de neodimio (diámetro 3 mm, orientación axial, grado 35, cantidad 5), un alambre de cobre de 20 cm y una pila AA de 1.5 volts. El diagrama de interacción electro-magnética es el siguiente:

diagrama motor homopolar
diagrama motor homopolar

El funcionamiento se basa en la fuerza que aparece sobre una carga al atravesar un campo magnético. Las líneas de fuerza del campo magnético del imán son verticales, perpendiculares a la mesa. La pila forma, con el cable y el imán, un circuito eléctrico por el que circula una corriente cuando el bucle inferior del cable hace contacto con el imán. Dicha corriente es siempre ortogonal al campo magnético, lo que da lugar a un torque sobre el cable respecto del imán, que es el eje de giro. Da igual que las dos ramas del cable se enrollen en el mismo sentido o en sentidos opuestos, puesto que la corriente llevará siempre dirección radial en el imán. De hecho, ni siquiera hace falta bucle alrededor del imán, basta con que haya contacto cable-imán. Cuanto mejor sea este contacto, mayor será la corriente y podremos llegar a apreciar un notable calentamiento del cable debido al efecto Joule. Las orientaciones del imán o la pila no son relevantes, pues si se invierte la polaridad de alguno de ellos el giro sería en sentido opuesto.

Hasta hace poco tiempo no fue considerado alternativa de los motores convencionales (inducción, sincrónico o de corriente continua) pero hoy, con los avances de la superconductividad, se ha convertido en una de las mejores soluciones para grandes motores de propulsión porque su diseño simple facilita el mantenimiento (no existen contactos móviles) y la circulación de GRANDES corrientes.

Por ejemplo, hay un proyecto de «General Atomics» para un motor de 36.5 Mw, 120 rpm. El desafío principal es la capacidad del superconductor para transportar grandes corrientes con campos magnéticos muy intensos.

Homopolar electric motors have many advantages over their AC counterparts including higher efficiency, smaller size for the same power level, simplicity of control, and lower acoustic noise.
Homopolar electric motors have many advantages over their AC counterparts including higher
efficiency, smaller size for the same power level, simplicity of control, and lower acoustic noise.

Por ser muy recientes, estas tecnologías aún no se ven en la industria y constituyen un desafío para nuestros niños y jóvenes. Los gobiernos de los países industrializados conocen muy bien los beneficios de invertir en investigación en estas áreas, por las ventajas estratégica y competitiva para sus respectivos países.
Como buen ingeniero chileno y del siglo pasado, me consta lo ineficaz que resultan las quejas contra el «empedrado» y, enfrentado al siglo 21, prefiero invitarlos (abuelos, padres, profesores, colegas, artesanos, etc.) a romper «ideas» -o si prefieren romper «lanzas» como el Quijote.

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Eduardo Lucero
@entropiachile