Análisis de propulsión iónica en condensadores asimétricos

Analysis of Ion Propulsion in Asymmetric Capacitors

Presenta una nueva metodología para el estudio del comportamiento en condensadores asimétricos del fenómeno de levitación electromagnética, sometido a altas tensiones (AC y DC).

Se realizaron modelos experimentales para un análisis cinemático y simulaciones para observar el campo eléctrico y magnético, y, por último, se hicieron estudios de termografía de los condensadores asimétricos, con el fin de realizar un análisis cuantitativo y cualitativo del fenómeno de levitación electromagnética, comparando el comportamiento que se presenta con cada tipo de señal (AC y DC). Como resultado, el condensador asimétrico sometido a 30 kV en corriente directa presentó una levitación estable, en comparación con la señal en corriente alterna.

1. INTRODUCCIÓN

El Condensador asimétrico, también conocido como ACT (Asymmetrical Capacitor Thruster) o lifter, es un condensador cuyos electrodos son distintos entre sí; de geometrías similares, pero diferentes en cuanto a la altura [1] (ver figura1); al someter este condensador a un alto potencial eléctrico se presenta un fenómeno de levitación, conocido como efecto Biefiel-Brown, descubierto en 1922 [2].

En un comienzo, este principio fue patentado en los Estados Unidos como “Transductor electrocinético”, con la patente 3018394, que describe dos electrodos de diferentes dimensiones inmersos en un medio dieléctrico (aire), sometidos a un alto potencial que provoca que los electrones circundantes se dirijan al terminal positivo, mientras las moléculas cargadas positivamente se dirigen al terminal negativo, de modo que se genera un viento que empuja al transductor, generando energía mecánica y provocando la levitación [3].

Son múltiples los estudios que se han desarrollado acerca del condensador asimétrico, con el propósito de explicar el comportamiento de levitación, pero estos no incluyen simulaciones que permitan observar las líneas de campo eléctrico y magnético. En la literatura tampoco se encuentran investigaciones del fenómeno de levitación en corriente alterna; este fenómeno físico es una alternativa para el movimiento y propulsión de objetos, así como lo hace la tecnología de levitación magnética, empleada para impulsar el tren bala de Japón [4].

El aprovechamiento de este fenómeno serviría para generar avances e investigaciones tecnológicas, como lo puede ser la construcción e implementación de pequeñas fuentes de alta tensión, estudios de apantallamiento para un posible control electrónico e investigación de materiales aislantes y livianos.