El Hoverboard y sus principios de funcionamiento ¿Realmente levitan?

El Hoverboard, creado originalmente para la película de Volver al Futuro, es una versión futurista de un skate o skateboard que aparece flotando y mediante el cual Marty McFly intenta huir de una confrontación. Hasta aquí todo era ciencia ficción, hasta que una campaña en Kickstarter dio a conocer lo que a muchos de nosotros nos gustaría ver en las calles hoy en día.

El Hoverboard por Hendo fue la primer iniciativa de crear un tabla de éste tipo, su campaña alcanzó el objetivo en Kickstarter causando un gran interés y revuelo en Internet. ¿Realmente podría levitar esta tabla? ¿O volar? ¿O lo que sea que haga para despegarse del suelo?

¿Es capaz además de levantar el peso de una persona? Pues la respuesta es sí, queda demostrado en el video (si suponemos que los creadores son honestos y no han hecho ediciones y efectos en el mismo).

Ciertamente esta compañía no dio a conocer detalles del funcionamiento, aunque prometen una gran cantidad de aplicaciones de su tecnología debido a la escalabilidad de la misma. Te imaginaras que si estas técnicas pudieran aplicarse a los automóviles estaríamos hablando realmente de autos voladores. Entonces pues… ¡Bienvenido al futuro!

Mmm, no… No todo es color de rosa, y es que estos dispositivos tienen ciertas limitaciones en lo que a funcionalidad respecta. Pero antes de entrar en detalles veamos otro hoverboard, esta es una versión más reciente presentada por la firma Lexus.

Este diseño sí que está más estilizado, sin luces y con un aspecto de un skateboard robusto pero ¿Qué es eso? ¿Se está prendiendo fuego? ¿Sale humo de la tabla? ¿O vapor? Bueno, es parte de la técnica para que levite la tabla y este detalle marca la diferencia entre ambos hoverboards. En los primeros comentarios lo normal era escuchar réplicas donde se hablaba de un sistema de refrigeración de la tabla, algo totalmente equivocado. Sin embargo empezaremos a comentar ambos principios de funcionamiento desde el inicio. Si has llegado hasta aquí es que ya has pasado la parte aburrida así que aquí vamos.

Principios de funcionamiento del hoverboard

Podemos hablar sobre los fenómenos principales que afectan a estas dos tablas: magnetismo y electromagnetismo. Son las propiedades físicas que generan atracción o repulsión sobre otros materiales, y que en la actualidad son además creados artificialmente y controlados a voluntad (electromagnetismo).

Hendo Hoverboard

Empezando por el prototipo de Hendo, podemos notar que en la parte inferior posee una especie de protector dando la sensación de utilizar motores con hélices, algo así como los multirrotores. Pues bien, puede que no estemos del todo errados. En realidad en lugar de utilizar hélices éste prototipo utilizaría imanes permanentes.

Es difícil de imaginar el efecto producido, aquí va la explicación más o menos en «cristiano»:

Cuando un imán se aproxima a un metal, su campo magnético se incrementa hasta el punto en que el imán llega a la distancia más próxima, momento en el que punto máximo del campo magnético es alcanzado. Durante éste punto se produce lo que se conoce como inducción magnética. En el momento en que el campo magnético deja de crecer la inducción magnética deja de generarse, es decir, para que la inducción se produzca el imán debe acercarse y alejarse constantemente del metal.

Ahora ¿Cómo pasamos de la inducción magnética a la levitación? Un efecto que se produce al inducir un campo magnético sobre otro material conductor, como el caso descrito anteriormente, es el campo magnético que produce este. El nuevo campo magnético presente ahora en el material conductor repele al campo magnético original creando el efecto buscado.

Es un poco confuso pero para facilitar las cosas te mostramos este video que viene a demostrar lo que comentamos antes:

En el video un electroiman induce un campo magnético que oscila a 900hz (es decir, su campo magnético varía de positivo a negativo 900 veces por segundo) sobre una placa de metal, a su vez la placa inducida produce un campo magnético que repele al campo magnético original, lo que le permite levitar.

Sin embargo aquí hablamos de electroimanes, mientras que en el hoverboard de Hendo no los mencionamos; y es que en realidad este modelo no los utiliza, porque utiliza imanes permanentes que en lugar de invertir su propio campo se encuentran en constante movimiento, de ahí la forma de los protectores inferiores. Los imanes son dispuestos sobre una especie de plato giratorio, circularmente uno al lado del otro e invertidos respecto al campo magnético. Este efecto se conoce como Corriente de Foucault o eddy current en inglés.

Todo indica que para lograr la levitación, esta tabla necesitará un metal conductor por debajo, es decir, que sólo podrá levitar sobre una superficie con características que lo hagan apto para crear una inducción magnética. El siguiente video demuestra el funcionamiento del efecto:

La cantidad de peso que pueda levantar este tipo de tablas dependerá de la capacidad de conducción del metal sobre el cual se desplazan, además de la potencia magnética de los imanes. Y este es básicamente el funcionamiento del Hendo Hoverboard, de hecho puedes leer la patente creada para este tipo de dispositivos que ilustra el funcionamiento que hemos ejemplificado.

Lexus Hoverboard

Ahora bien, mencionamos que la versión de Lexus no utilizaba el mismo método para funcionar y que la especie de vapor que despedía tenían algo que ver al respecto, además de darle un aspecto de ciencia ficción. Así que vamos a hablar sobre ello.

La versión del hoverboard propuesto por Lexus va un poco más allá de lo anteriormente propuesto, aunque aún es en cierta forma influenciado por campos magnéticos es mucho más complejo y difícil de aplicar. El dispositivo utiliza superconductores para lograr la levitación de la tabla. ¿Qué es la superconductividad? Debemos empezar por mencionar que es una capacidad presente en ciertos metales que permite, a muy bajas temperaturas, conducir corrientes eléctricas sin resistencia alguna ni pérdida de energía.

Además de éstas características, las que más nos interesan exponer son las propiedades magnéticas y estas dependen de una clasificación de este tipo de materiales. Los superconductores de Tipo I son capaces de repeler totalmente los campos magnéticos de su interior al superar su temperatura crítica, mientras que los superconductores de Tipo II no llegan a repeler totalmente los campos magnéticos, sino que permiten su paso a través de lo que se conocen como vórtices de Abrikosov, o fluxones. Son estos superconductores del segundo tipo los cuales permiten tanto flotar como mantener una posición cuando se encuentran cerca de un campo magnético. Este comportamiento del campo magnético produce un fenómeno cuántico llamado bloqueo cuántico o levitación cuántica.

Lo sorprendente de éste tipo de efecto es la capacidad de levantar miles de veces el propio peso del material como es explicado en el siguiente video:

Como vemos es necesario aún una especie de riel magnético que mantenga un campo de polarización constante, lo que permite al superconductor levitar y desplazarse mientras mantenga su temperatura por debajo de la temperatura crítica.

Volviendo al hoverboard de Lexus, ya nos podemos imaginar cómo funcionan las cosas. Dotar a la tabla de supercondutores que al ser enfriados con nitrógeno líquido alcancen un estado de bloqueo cuántico les daría la capacidad de levitar, y no sólo eso, sino también levantar una gran cantidad de peso mientras se mantenga cierta temperatura:

Desventajas de ambos modelos

El primer punto a resaltar como una desventaja es la necesidad de contar con una plataforma especial, riel, o pista por ambos modelos. El modelo Hendo necesita un metal conductor sobre el cual producir inducción magnética, mientras que el modelo Lexus necesita una pista de imanes permanentes que le permitan generar la levitación cuántica. En pocas palabras, están lejos de ser todo terreno aún.

El otro punto negativo lo otorgamos al segundo modelo expuesto, debido a la necesidad de utilizar nitrógeno líquido en la tabla, un elemento que si bien no es difícil de conseguir, puede no ser del todo seguro de utilizar a diario. Y meno aún si tomamos a este dispositivo como un vehículo de recreación con el que puede que tengas algunas caídas.

Conclusiones

Ambos modelos poseen claras desventajas de uso, aunque aquí hay que mencionar que Lexus simplemente ha presentado un prototipo, mientras que Hendo ha lanzado su campaña con el objetivo de impulsar su tecnología para ser aplicada a diferentes áreas.

Sin embargo, ambos han mostrado soluciones innovadoras de crear el hoverboard, un elemento exclusivamente salido del cine y la ciencia ficción. Aunque aún distan del uso en las calles abiertas se pueden considerar el puntapié inicial para el futuro en medios de transporte, con grandes mejoras en temas como el consumo eléctrico y la baja emisión de gases contaminantes. Quien sabe si quizás en 20 o 30 años (ojalá no tengamos que esperar tanto) podamos movernos en verdaderos vehículos voladores impulsados por tecnologías similares a éstas.