Foucault 

El principio del freno lineal de corriente Foucault fue definido en el siglo XIX por el físico francés Foucault. Se basa en la pérdida de energía útil al transformar en calor parte de la energía cinética de la corriente generada cuando un campo magnético variable intersecta un conductor, o viceversa.Las

corrientes de Foucault se indcuen directamente sobre los raíles, y el calor puede disiparse fácilmente

Este tipo de freno, probado en Francia en los años 70 del pasado siglo, se abandonó por las interferencias que provocaba en los sistemas de seguridad. Para su reintroducción en el ferrocarril, Knorr-Bremse ha realizado numerosos ajustes técnicos y perfeccionamientos, entre otros con respecto a las fuerzas de frenado alcanzables, la influencia de la señal, el suministro de energía, y la disponibilidad y el montaje mecánico en el bogie.

El freno lineal de corriente Foucault desarrollado, apto para la producción en serie, representa un complemento ideal para los frenos de fricción neumáticos y para los frenos generadores.

Este freno permite la aplicación de una fuerza de frenado independientemente de la fuerza de transmisión de la rueda-disco y tiene lugar sin desgaste y prácticamente con independencia de la velocidad. Ello lo hace especialmente interesante para su empleo en el tráfico de alta velocidad.

Además, el freno de corriente Foucault también reduce las emisiones de partículas en suspensión y de ruido del vehículo. Su aplicación genera una reducción de costes, incluso durante la construcción de la infraestructura, pues permite reducir la construcción de túneles y puentes, gracias a que la suma de fuerzas de frenado independientes y dependientes del coeficiente de adherencia, facilita el afrontar pendientes pronunciadas.

, se introducía un tipo de frenos que no dependía en absoluto de la adherencia rueda-carril: el freno lineal de corrientes de Foucault. Se conseguía reducir la velocidad del tren creando un campo de corrientes mediante inducción electromagnética que se opone al movimiento. La combinación de los tres sistemas permitía circular de forma segura a 210 km/h.

Frenado

Una montaña rusa construida bajo un perfecto diseño de ingeniería, tendrá suficiente energía

cinética, o movimiento, o energía para completar el circuito total y con buena velocidad, al final

unos frenos detendrán completamente el tren, dejándolo en la estación. Un freno al final del

recorrido es el método más común para detener una montaña rusa. Hay varios tipos de frenos,

neumáticos y magnéticos, los neumáticos, aprietan unas zapatas al pasar el tren y por fricción

lo van parando. Los magnéticos, más avanzados, consiste en unos imanes situados en los

frenos, el tren lleva una lámina de cobre en la parte inferior que al pasar entre ellos, producen

corrientes eléctricas que, por fricción magnética (corriente de Foucault, corriente de eddy) van

deteniendo suavemente el tren, estos actúan de forma directamente proporcional a la

velocidad, sin aportes eléctricos, por eso son más suaves y seguros.

os frenos lineales de corriente de Foucault (linear Eddy-current brake en inglés y lineare

Wirbelstrombremese en alemán) se basan en la pérdida de energía útil al transformar en

calor parte de la energía cinética de la corriente generada cuando un campo magnético variable

intersecta un conductor, o viceversa. En contraste con el freno electromagnético de patín, no

hay desgaste porque nada roza. Al inducir las corrientes de Foucault (o de Eddy o parásitas)

directamente sobre los raíles, el calor se disipa fácilmente ya que los carriles tienen tiempo de

enfriarse entre el paso de un tren a otro.

El freno lineal de corriente de Foucault no debe confundirse con el freno electromagnético de

patín, sistema que frena esencialmente por fricción del patín contra la vía.

El freno lineal de corriente de Foucault se probó mucho en los años 70 (era el sistema

principal de frenado del prototipo "turbotrain" del TGV) pero se abandonó debido a

interferencias con los sistemas de seguridad, para reaparecer con fuerza en el ICE-3. Las

líneas en las que se utiliza deben estar especialmente preparadas, precisamente para evitar

interferencias con los sistemas de seguridad. Así, el ICE-3 sólo puede circular a 140 km/h en

algunas líneas donde otros trenes provistos defreno electromagnético de patín pueden circular

a mayores velocidades.

El freno de la corriente de Foucault no tiene ningún contacto mecánico con el carril, y así ningún desgaste, y no crea ningún ruido u olor. El freno de la corriente de Foucault está inutilizable a las velocidades bajas, pero se puede utilizar en las velocidades para el freno de seguridad y para el frenado regular.

Llegados a este punto alguien podría preguntar «es que todos los sistemas de freno están basados en la fricción». La respuesta es que no. Muchos vehículos pesados incluyen un freno electromagnético(aunque a menudo se conoce como freno eléctrico, pero prefiero llamarlo electromagnético ya que, como veremos, el campo magnético juega un papel importante).

De una forma algo sui generis, el freno electromagnético viene a ser un motor eléctrico funcionando al revés. Básicamente, tenemos un electroimán fijado en la carrocería del vehículo, y un disco metálico que gira solidario a la rueda (llamado rotor).

Cuando el conductor activa el freno electromagnético, el electroimán genera un campo magnético, que ejerce una fuerza a los electrones del rotor. En consecuencia, dentro del rotor se crean unas corrientes eléctricas espúreas, conocidas como corrientes de Foucault (o corrientes de Eddy en el mundo anglosajón, que no les gusta dar crédito a los franceses).

Esas corrientes inducidas crean, a su vez, otro campo eléctrico que se opone al primero (esto es lo que los físicos conocemos como ley de Lenz). Ese segundo campo magnético, creado por las corrientes en el rotor, ejerce una fuerza sobre el electroimán. Por el principio de acción y reacción, también aparece una fuerza opuesta sobre el rotor. Esta es la fuerza que intenta frenar el movimiento del rotor, y por lo tanto de la rueda.

Hay que notar que la fuerza que un campo magnético ejerce sobre una carga es proporcional a la velocidad de dicha carga. Es decir, cuanto más rápido gire el rotor, mayor fuerza de frenado aparecerá. Sin embargo, eso también significa que cuando la rueda gira muy despacio apenas hay fuerza de frenado, así que seguiremos necesitando los frenos mecánicos de toda la vida. El freno electromagnético es un complemento, no un substitutivo.

Por ese motivo, el freno electromagnético es ideal para ralentizar el vehículo, para evitar que se acelere demasiado sin tener que usar el freno de servicio. Si las ruedas empiezan a girar más rápido de lo deseado, la fuerza de frenado aumentará. Pero si la velocidad no es suficiente, la fuerza de frenado automáticamente disminuye, sin que tengamos que hacer nada, permitiendo volver a la velocidad deseada.

Sin este sistema de retención, los conductores de vehículos pesados se verían obligados a usar constantemente el freno mecánico en un descenso prolongado. Como dijimos en el anterior capítulo, dicho uso continuado puede llegar a propiciar una bajada de rendimiento, el temido fading, dejando un mastodonte sin control en la carretera.

Este tipo de frenos no sólo se usan en la carretera, sino también en el transporte sobre raíles… y en las atracciones de feria, aunque en este caso suelen ser frenos lineales, como los de la fotografía a continuación.

¿Qué pasa con la energía? Pues, como siempre, se acaba empleando en calentar el freno. Cuando las corrientes eléctricas se encuentran con resistencia, lo que hacen es calentar el medio por el que circulan. Lo podemos notar fácilmente tocando una bombilla encendida. Por ese motivo, el rotor suele estar refrigerado,

igual que los discos de freno usuales. Sin embargo, la temperatura no afectademasiado a la resistencia eléctrica, así que este tipo de frenado es bastante resistente al fading(valga la redundancia).

Sin embargo, es una lástima que las corrientes generadas de esta forma se pierdan. ¿No sería posiblereconducirlas y almacenarlas en una batería? Pues sí. Esta es, básicamente, la idea que hay detrás de los frenos regenerativos de los que tanto oímos, que sin duda habréis escuchado en los anuncios de coches, y en la Fórmula 1 (el sistema KERS, que podéis ver en la imagen de cabecera del artículo, que tan polémico fue el año 2009).

Básicamente, simplificándolo mucho, se basan en poner un dinamo como freno, que convierte la energía cinética de la rueda en energía eléctrica. Es, esencialmente, un sistema similar al freno electrodinámico que acabamos de describir, pero el rotor, en vez de ser una mole metálica y ya está, contiene bobinas de hilo eléctrico que canalizan las corrientes de Foucault.

Como veis, en el mundo del freno no todo es pisar un pedal para generar fricción. A veces, esa fricción ya está ahí para que la aprovechemos cuando nos sea útil. Y, otras veces, se puede frenar sin generar fricción, ya sea moviendo gases o generando corrientes eléctricas.

Con esto, prácticamente hemos acabado nuestro largo y arduo viaje al rededor del mundo del freno. Pero sería una lástima terminar sin mencionar sistemas como el ABS y el EPS, que se aprovechan de todo lo que hemos hablado sobre los frenos para accionarlos, o desactivarlos, automáticamente ayudándonos a controlar el vehículo. Eso es lo que haremos en la siguiente, y última, entrega de esta serie.

l sistema consta de los siguiente, un disco de aluminio el cual esta solidario al eje que hay que frenar y un imán (en mi caso serán electroimanes) que mediante un campo magnético induce corrientes parasitas en el disco, las cuales al ser de polaridad opuesta a las del imán generan un frenado del disco.