Tren de levitación magnética

Un tren Maglev o Maglev utiliza fuerzas magnéticas para moverse. Utiliza el fenómeno de la levitación electromagnética y, por lo tanto, no está en contacto con los rieles , a diferencia de los trenes convencionales. Este proceso elimina la resistencia a la rodadura y consigue velocidades más altas: el récord es de 603  km / h obtenido enabril 2015, es decir  , 28,2 km / h más que el récord de un tren convencional ( 574,8  km / h por una versión modificada del TGV en 2007). Maglev es el acrónimo de levitación magnética .

Principios y tecnologias

Hay dos tipos principales de trenes de levitación magnética:

  1. El tipo de levitación electrodinámica (o EDS), que utiliza imanes superconductores o imanes de tierras raras dispuestos en una red de Halbach . En el tipo de imán superconductor se colocan bobinas superconductoras en el tren y se colocan electroimanes a lo largo de la vía. Cuando el tren está en movimiento, se induce una corriente en la vía. La fuerza resultante levita el tren. El movimiento del tren genera una resistencia electromagnética significativa, mayor que la resistencia a la rodadura de un sistema de ruedas de "acero sobre acero". En algunos sistemas (InducTrack), esta resistencia pasa por un máximo y luego disminuye a alta velocidad. El proyecto tipo SCMaglev de mayor éxito se ha materializado en Japón en la línea de prototipos Shinkansen Chūō .
  2. El tipo de levitación electromagnética (o EMS), utilizando electroimanes convencionales. El arrastre electromagnético aquí es muy bajo, o incluso cero. El Transrapid alemán es el principal ejemplo. El carril "portador" contiene imanes o electroimanes. La interacción entre los imanes a bordo del tren y los imanes dispuestos a lo largo de la vía crea una fuerza magnética inducida que compensa la gravedad y permite la levitación . Estos imanes empujan el tren hacia arriba y aseguran que haya suficiente espacio entre el "riel" y el tren, lo que libera al vehículo de cualquier pérdida debida a la fricción. Sin embargo, aparece un rastro magnético. Además, a altas velocidades, es la resistencia aerodinámica la que representa, con mucho, la principal resistencia al movimiento hacia adelante.

La propulsión es proporcionada por un motor lineal síncrono .

Historia

Los inicios de la investigación sobre trenes de levitación magnética se iniciaron en 1922 con el trabajo del alemán Hermann Kemper . Presentó una patente en14 de agosto de 1934. Sin embargo, su trabajo se vio interrumpido a causa de la Segunda Guerra Mundial .

Líneas en funcionamiento

Después de casi cuarenta años de investigación y pruebas, solo seis líneas están en funcionamiento para una longitud de línea acumulada de alrededor de 70 km:

Líneas abandonadas después de trabajar

Proyectos

Proyectos en curso

El Japón desarrolla un proyecto de tren llamado Shinkansen Chūō . En una línea de prueba de 18,4  km , ubicada en la prefectura de Yamanashi , el prototipo alcanzó los 590  km / h en16 de abril de 2015, luego 603  km / h en21 de abrilPróximo. El objetivo es construir una línea que une Tokio - Osaka (400  km en línea recta) en una hora (trabajo en progreso desdeoctubre 2014); La apertura del primer tramo Tokio-Nagoya está prevista para 2027 y la del segundo tramo Nagoya-Osaka en 2037 con la ayuda de fondos públicos (originalmente, la apertura estaba prevista para 2045 para el segundo tramo).

A principios de 2010, la empresa JR Central anunció que quería desarrollar MAGLEV en el exterior, con dos empresas estadounidenses. La compañía estimó en 2010 que 150 sitios en todo el mundo son mercados potenciales para Shinkansen o SCMaglev , incluso entre Tampa , Orlando y Miami , entre Las Vegas y Los Ángeles , en Texas y en el Medio Oeste , o entre Baltimore y Washington, DC . entre Chattanooga y Atlanta , o incluso en Pensilvania , posiblemente beneficiándose de parte de los 8.000 millones de dólares prometidos28 de enero de 2010del presidente Barack Obama por proyectos de líneas de alta velocidad innovadores y energéticamente eficientes.

Proyectos abandonados

En Alemania

El Transrapid fue un proyecto alemán llevado a cabo por varias empresas, incluidas Siemens y MBB, que habían realizado el primer prototipo en la década de 1970.

En China En Suiza

El proyecto futurista Swissmetro utiliza los mismos procesos pero los duplica mediante el uso de túneles de vacío de aire parcial. Esto tiene la ventaja de reducir la fricción del aire que se vuelve muy importante por encima de 150  km / h . Fue descontinuado en 2009.

Tecnología

En la imaginación del público, un tren de levitación magnética o "maglev" a menudo evoca el concepto de un monorraíl en altura con propulsión de motor lineal .

Los sistemas de levitación magnética pueden ser monorraíl o de doble carril: el SCMaglev . MLX01, por ejemplo, utiliza vías de trinchera, y no todos los trenes de monorraíl son trenes de levitación magnética. Algunos sistemas de transporte ferroviario incorporan motores lineales pero solo utilizan electromagnetismo para la propulsión , sin levitar el vehículo. Este es el caso del monorraíl de Moscú , actualmente el único tren monorraíl de motor lineal sin suspensión magnética en servicio. Al igual que las vías ordinarias, las vías de levitación magnética, monorraíl o no, también pueden construirse a nivel del suelo o instalarse en túneles. Algunos trenes de levitación magnética tienen ruedas y funcionan como vehículos con ruedas de motor lineal a velocidades más lentas, pero levitan a velocidades más altas. Este es generalmente el caso de los trenes de levitación magnética electrodinámica . Los factores aerodinámicos también pueden influir en la levitación de estos trenes.

Los dos tipos principales de tecnología de levitación magnética son

Elevación electromagnética (EMS)

En los sistemas de suspensión electromagnética (EMS), el tren envuelve la vía. Los materiales magnéticos se colocan en la parte inferior de la pista. Los electroimanes están unidos al tren en el canal y orientados hacia arriba para levantar el tren. El sistema está generalmente dispuesto en una serie de brazos en forma de C, la parte superior del brazo está unida al vehículo y el borde interior inferior contiene los electroimanes. El tren descansa sobre la vía sólo cuando está parado y un sistema de servocontrol de los electroimanes levanta el tren al arrancar. Algunos sistemas combinan imanes permanentes y electroimanes para reducir el tamaño de estos últimos y de su electrónica de control.

La atracción magnética varía inversamente con el cuadrado de la distancia, por lo que cambios menores en la distancia entre los imanes y el riel producen grandes variaciones de fuerza. Estos cambios en la fuerza son dinámicamente inestables: una ligera desviación de la posición óptima tiende a aumentar, lo que requiere sistemas de retroalimentación sofisticados para mantener una distancia constante del riel (alrededor de  15 mm ).

La principal ventaja de los sistemas de solenoides suspendidos es que operan a todas las velocidades, a diferencia de los sistemas electrodinámicos que solo operan desde una velocidad mínima. Esto elimina la necesidad de un sistema de tren de aterrizaje de baja velocidad y puede simplificar el diseño de la pista. Por otro lado, la inestabilidad dinámica requiere tolerancias de construcción de vías muy precisas, que pueden compensar esta ventaja. A Eric Laithwaite le preocupaba que para cumplir con las tolerancias requeridas, el espacio entre los imanes y el riel tendría que aumentarse hasta el punto en que los imanes serían irrazonablemente grandes. En la práctica, este problema se ha resuelto con sistemas de retroalimentación mejorados, que soportan las tolerancias requeridas, pero la distancia de pista promedio es generalmente menor que la de los sistemas electrodinámicos.

Elevación electrodinámica (EDS)

En una suspensión electrodinámica (EDS), la pista está hecha de materiales conductores que son en principio no magnéticos (cobre o aluminio). El movimiento de los imanes contenidos en el tren induce una corriente eléctrica en la vía y por tanto un campo magnético que interactúa con los campos magnéticos de los imanes del tren. El tren levita y se centra por las interacciones entre estos campos magnéticos. En algunas configuraciones, el tren solo puede levitar mediante fuerzas repulsivas. En las primeras etapas del desarrollo de SCmaglev en la pista de pruebas de Miyazaki, se utilizó un sistema puramente repelente y luego se convirtió en un sistema que mezclaba fuerzas de atracción y repulsión. El campo magnético es producido por imanes superconductores (como en SCMaglev ), o por una red de imanes permanentes (como en el tipo de pista en: Inductrack ). Las fuerzas repulsivas y atractivas entre la vía y el tren son creadas por los campos magnéticos en la vía obtenidos por inducción electromagnética en bucles hechos con alambres o pilas de tiras de material conductor.

Una de las principales ventajas de los sistemas Maglev EDS es que son dinámicamente estables: los cambios en la distancia entre la pista y los imanes crean fuertes fuerzas para devolver el sistema a su posición original. Además, la fuerza de atracción varía inversamente, lo que logra los mismos efectos de ajuste. No se necesita un control de retroalimentación activo, pero las resonancias son posibles porque hay poca amortiguación.

Sin embargo, a baja velocidad, la corriente inducida en estas bobinas y el flujo magnético resultante no es lo suficientemente grande como para hacer levitar el tren. Por esta razón, el tren debe tener ruedas o algún otro tipo de tren de aterrizaje para sostener el tren hasta que alcance la velocidad de despegue. Dado que un tren puede detenerse en cualquier lugar, por ejemplo debido a problemas con el equipo, toda la vía debe poder soportar el funcionamiento tanto a baja como a alta velocidad.

Otro inconveniente es que el sistema EDS crea naturalmente un campo en el camino delante y detrás de los imanes de elevación, que actúa contra los imanes y crea un arrastre magnético. Por lo general, esto solo es motivo de preocupación a bajas velocidades, y esta es una de las razones por las que JR abandonó un sistema puramente repelente y adoptó el sistema de levitación con paredes laterales. A velocidades más altas, dominan otros modos de arrastre.

Sin embargo, la fuerza de arrastre se puede utilizar en beneficio del sistema electrodinámico, ya que crea una fuerza variable en los rieles que se puede utilizar como un sistema de reacción para impulsar el tren, sin la necesidad de una placa de empuje. Reacción separada, como en la mayoría de los sistemas de motores lineales. Laithwaite dirigió el desarrollo de tales sistemas de "flujo cruzado" en su laboratorio en el Imperial College. Otra solución es utilizar bobinas de propulsión en el riel guía para ejercer fuerza sobre los imanes del tren y hacer que el tren avance. Las bobinas de propulsión que ejercen una fuerza sobre el tren son de hecho un motor lineal: una corriente alterna en las bobinas genera un campo magnético que varía continuamente y que avanza a lo largo de la vía. La frecuencia de la corriente alterna está sincronizada para coincidir con la velocidad del tren. El cambio entre el campo ejercido por los imanes en el tren y el campo aplicado crea una fuerza que mueve el tren hacia adelante.

Carriles

El diseño de un tren de levitación magnética no se trata solo de vehículos, sino también del sistema ferroviario, diseñado específicamente para la levitación y la propulsión magnética. Todas las implementaciones operativas de la tecnología de levitación magnética tienen ruedas básicas y no son compatibles con las vías férreas convencionales. Dado que no pueden compartir la infraestructura existente, los sistemas de levitación magnética deben diseñarse como sistemas independientes. El sistema de levitación magnética SPM es interoperable con vías férreas de acero y permitiría que los vehículos de levitación magnética y los trenes convencionales viajen por las mismas vías. MAN en Alemania también diseñó un sistema de tren de levitación magnética que funcionaba con rieles convencionales, pero su desarrollo no tuvo éxito.

Valoración

Cada principio de levitación magnética para viajes en tren tiene ventajas y desventajas.

Tecnología   Ventajas   Desventajas
EMS ( suspensión electromagnética ) Los campos magnéticos dentro y fuera del vehículo son más bajos que los del EDS; tecnología probada, disponible comercialmente; altas velocidades ( 500  km / h ); sin necesidad de ruedas ni sistema de propulsión secundario. La separación entre el vehículo y la vía-guía debe ser monitoreada y corregida constantemente debido a la naturaleza inestable de la atracción electromagnética; la inestabilidad inherente del sistema y las constantes correcciones requeridas por los sistemas exteriores pueden inducir vibraciones.
EDS tipo SCMaglev
( elevación electrodinámica ) 		Los imanes superconductores a bordo y la distancia relativamente grande entre el raíl y el tren permiten alcanzar las velocidades más altas jamás registradas para un tren ( 603  km / h ) y una alta capacidad de carga; El tren tipo SCMaglev pasó sus pruebas utilizando superconductividad de 'alta temperatura' en sus imanes a bordo enfriados con nitrógeno a -196 ° C, más fácil de usar que los imanes superconductores 'ordinarios' enfriados a alrededor de -270 ° C. Los fuertes campos magnéticos en el tren harían que el tren fuera peligroso para los pasajeros equipados con marcapasos o medios de almacenamiento de datos magnéticos, como discos duros y tarjetas de crédito, que requerirían el uso de blindaje magnético  ; las limitaciones de la inductancia de las guías limitan la velocidad máxima; el vehículo debe tener ruedas para circular a baja velocidad.
Tipo EDS en: Inductrack ( Elevación electrodinámica por imanes permanentes a temperatura ambiente dispuestos en una red Halbach ) Seguridad de la suspensión: no se requiere corriente para activar los imanes; el campo magnético se encuentra debajo del automóvil; puede generar suficiente fuerza a baja velocidad (alrededor de 5  km / h para levitación; en caso de un corte de energía, los autos se detienen aterrizando en su tren de aterrizaje; los imanes permanentes de la matriz de Halbach son más poderosos que los electroimanes y generan un campo magnético bastante débil en el interior el vehículo comparable a un sistema blindado magnéticamente. Requiere ruedas o segmentos de orugas móviles cuando el vehículo está parado. En desarrollo (desde 2008); no existe una versión comercial ni un prototipo a gran escala. El sistema de transporte Individual en: Skytran ha abandonado la levitación tipo InducTrack en favor de una levitación magnética particular con control mecánico.

Ni la vía tipo Inductrack ni la suspensión superconductora EDS pueden levitar vehículos estacionados, aunque la Inductrack levita a una velocidad mucho más lenta; Se requieren ruedas para estos sistemas. Los sistemas EMS no tienen ruedas.

El alemán Transrapid, el japonés HSST ( Linimo ) y el coreano Rotem . Los trenes de levitación magnética tipo EMS levitan cuando están estacionados, y la electricidad se extrae del riel guía utilizando rieles eléctricos para los dos últimos, e inalámbricos para el Transrapid. En caso de pérdida de energía en la vía guía durante el viaje, el Transrapid aún puede generar levitación hasta una velocidad de 10  km / h , utilizando la energía de las baterías a bordo. Este no es el caso de los sistemas HSST y Rotem.

Propulsión

Los sistemas EMS como HSST / Linimo pueden proporcionar tanto levitación como propulsión utilizando un motor lineal incorporado. Pero los sistemas EDS y algunos sistemas EMS como Transrapid levitan pero no se propulsan. Estos sistemas necesitan otra tecnología de propulsión. Un motor lineal (bobinas de propulsión) montado en la pista es una solución. En largas distancias, equipar toda la pista con bobinas tiene un coste muy elevado.

Estabilidad

El teorema de Earnshaw muestra que ninguna combinación de imanes estáticos puede estar en equilibrio estable. Por lo tanto, se necesita un campo magnético dinámico (variable en el tiempo) para lograr la estabilización. Los sistemas EMS se basan en un regulador de voltaje electrónico activo que mide continuamente la distancia de contacto y ajusta la corriente del electroimán en consecuencia. Los sistemas EDS se basan en campos magnéticos cambiantes para crear corrientes, que pueden proporcionar estabilidad pasiva.

Dado que los vehículos levitados magnéticamente vuelan principalmente, se requiere la estabilización del cabeceo, balanceo y guiñada. Además de girar, los tirones (movimientos hacia adelante y hacia atrás), las oscilaciones (movimientos laterales) o las elevaciones (movimientos hacia arriba y hacia abajo) pueden ser problemáticos.

Los imanes superconductores de un tren sobre una vía formada por un imán permanente bloquean el tren en su posición lateral. Puede moverse linealmente a lo largo de la pista, pero no fuera del camino. Esto se debe al efecto Meissner y la fijación del fundente.

Sistema de guiado

Algunos sistemas utilizan sistemas de corriente cero (también llamados a veces sistemas de flujo cero). Estos sistemas usan una bobina que se enrolla de tal manera que ingresa a dos campos opuestos y alternos, de modo que el flujo promedio en el bucle es cero. Cuando el vehículo está en la posición recta, no fluye corriente, pero cualquier movimiento fuera de línea crea un flujo que genera un campo que naturalmente lo empuja / tira en línea.

Tubos de vacio

Algunos sistemas (en particular el sistema Swissmetro ) proponen el uso de tecnología de trenes de tubos de vacío, que elimina la resistencia aerodinámica . Esto podría aumentar significativamente la velocidad y la eficiencia, ya que la mayor parte de la energía en los trenes de levitación magnética convencionales se pierde debido a la resistencia aerodinámica.

Un riesgo potencial para los pasajeros de los trenes que viajan en tubos de evacuación es que podrían estar expuestos al riesgo de despresurización de la cabina, a menos que los sistemas de monitoreo de seguridad del túnel puedan volver a presurizar el tubo en caso de mal funcionamiento del tren o accidente; sin embargo, dado que es probable que los trenes viajen sobre o cerca de la superficie terrestre, el restablecimiento de emergencia de la presión ambiental debería ser sencillo. La Corporación RAND ha descrito un tren subterráneo evacuado que podría, en teoría, cruzar el Atlántico o los Estados Unidos en unos 21 minutos.

Energía usada

La energía de los trenes de levitación magnética se utiliza para acelerar el tren. La energía se puede recuperar cuando el tren desacelera mediante el frenado regenerativo . También ayuda a levitar y estabilizar el movimiento del tren. La mayor parte de la energía se necesita para superar la resistencia aerodinámica . Parte de la energía se usa para aire acondicionado, calefacción, iluminación y más.

A bajas velocidades, el porcentaje de energía utilizado para la levitación puede ser elevado, consumiendo hasta un 15% más que un metro o un tren ligero. Para distancias cortas, la energía utilizada para la aceleración puede ser considerable.

La potencia utilizada para superar la resistencia aerodinámica aumenta con el cubo de velocidad y, por lo tanto, domina a alta velocidad. La energía requerida por unidad de distancia aumenta con el cuadrado de la velocidad y el tiempo disminuye de manera lineal. Por ejemplo, se necesita 2,5 veces más potencia para viajar a 400  km / h que a 300  km / h .

Los aviones aprovechan la presión atmosférica y las temperaturas más bajas mientras navegan en altitud para reducir el consumo de energía, pero a diferencia de los trenes, deben llevar combustible a bordo. Esto llevó a la sugerencia de utilizar trenes de levitación magnética en tubos de vacío de aire parcial o túneles alimentados con energía de fuentes renovables.

Comparación con trenes convencionales

El transporte por tren de levitación magnética no tiene contacto y funciona con electricidad. Se basa menos o nada en las ruedas, cojinetes y ejes comunes a los sistemas de rieles con ruedas.

  • Velocidad  : el tren de levitación magnética permite velocidades máximas más altas que el tren convencional, pero algunos trenes de ruedas de alta velocidad han demostrado velocidades similares en funcionamiento normal.
  • Mantenimiento  : Los trenes de levitación magnética actualmente en servicio han mostrado un mantenimiento deficiente de las vías-guía. El mantenimiento del vehículo también es bajo (basado en las horas de operación, en lugar de la velocidad o la distancia recorrida). El riel tradicional está sujeto a un desgaste mecánico que aumenta rápidamente con la velocidad, lo que también aumenta el mantenimiento. Por ejemplo: el desgaste de los frenos y las catenarias causó problemas al carril Shinkansen Fastech 360 . El tren de levitación magnética eliminaría estos problemas.
  • Clima  : Los trenes de levitación magnética se ven poco afectados por la nieve, el hielo, el frío intenso, la lluvia o los fuertes vientos. Sin embargo, no operaron en condiciones tan variadas como los sistemas ferroviarios tradicionales basados ​​en fricción. Los vehículos con levitación magnética aceleran y desaceleran más rápido que los sistemas mecánicos, independientemente del grosor del riel guía o de la pendiente de la vía, ya que son sistemas sin contacto.
  • La vía  : Los trenes Maglev no son compatibles con las vías convencionales y, por lo tanto, requieren una infraestructura a medida para todo su viaje. Por el contrario, los trenes convencionales de alta velocidad como el TGV pueden circular, aunque a velocidad reducida, sobre la infraestructura ferroviaria existente, lo que reduce los gastos donde la nueva infraestructura sería particularmente costosa (como los accesos finales a las terminales, áreas urbanas) o en extensiones donde el tráfico no justifica una nueva infraestructura. John Harding, ex director científico de trenes de levitación magnética de la Administración Federal de Ferrocarriles de EE. UU., Afirmó que la infraestructura separada de trenes de levitación magnética es más que rentable con niveles más altos de disponibilidad operativa en todas las condiciones climáticas y climáticas. Estas afirmaciones aún no se han probado en un entorno operativo intenso y no tienen en cuenta los mayores costos de construcción de los trenes de levitación magnética.
  • Eficiencia  : el carril convencional probablemente sea más eficiente a bajas velocidades. Pero debido a la falta de contacto físico entre la vía y el vehículo, los trenes de levitación magnética no tienen resistencia a la rodadura , dejando solo resistencia aerodinámica y resistencia electromagnética , lo que puede mejorar la eficiencia del combustible. Sin embargo, algunos sistemas, como la Central Japan Railway Company SCMaglev, utilizan neumáticos de caucho a bajas velocidades, lo que reduce las ganancias de eficiencia.
  • Peso  : Los electroimanes de muchos modelos de SGE y SDE requieren entre 1 y 2 kilovatios por tonelada. El uso de imanes superconductores puede reducir el consumo de energía de los electroimanes. Un vehículo Transrapid Maglev de 50 toneladas puede levantar 20 toneladas adicionales, para un total de 70 toneladas, que consume 70  - 140  kW hp . La mayor parte de la energía utilizada para el TRI se utiliza para la propulsión y la superación de la resistencia del aire a velocidades superiores a 160  km / h .
  • Distribución masiva  : una pista de alta velocidad 'normal' requiere más soporte y construcción debido a su carga concentrada en las ruedas. Los coches de levitación magnética son más ligeros y su peso se distribuye de forma más uniforme.
  • Ruido  : Dado que la principal fuente de ruido en un tren de levitación magnética proviene del aire que se mueve en lugar del contacto de las ruedas con los rieles, los trenes de levitación magnética hacen menos ruido que un tren convencional a la misma velocidad. Sin embargo, el perfil psicoacústico del tren maglev puede reducir esta ventaja: un estudio concluyó que el ruido del tren maglev debe calificarse como el del tráfico rodado, mientras que los trenes convencionales experimentan una "bonificación" de 5-10 dB, ya que se consideran menos molestos al mismo nivel de sonido.
  • Fiabilidad de los imanes  : los imanes superconductores se utilizan normalmente para generar los fuertes campos magnéticos que levitan e impulsan los trenes. Estos imanes deben mantenerse por debajo de su temperatura crítica (esto varía de 4.2 kelvin a 77 kelvin, dependiendo del material). Nuevas aleaciones y nuevas técnicas de fabricación para superconductores y sistemas de refrigeración han resuelto este problema.
  • Sistemas de control  : No se necesita ningún sistema de señalización para los trenes de alta velocidad, ya que estos sistemas están controlados por computadora. Los operadores humanos no pueden reaccionar lo suficientemente rápido para manejar estos trenes de alta velocidad. Los sistemas de alta velocidad requieren derechos de paso específicos y generalmente son elevados. Las torres de comunicación deben estar en contacto permanente con los trenes. Tampoco hay necesidad de pitos o bocinas para los trenes.
  • Terreno  : los trenes de levitación magnética generalmente pueden subir pendientes más empinadas, lo que ofrece más flexibilidad en la elección de la ruta y menos túneles. Sin embargo, su alta velocidad y su mayor necesidad de control dificultan la adaptación de un maglev con un terreno complejo, como una colina curva. Los trenes tradicionales pueden seguir más fácilmente la ladera de una colina o serpentear a través de un bosque.

Comparación con el avión

Diferencias entre viajes en avión y tren de levitación magnética:

  • Eficiencia  : para los sistemas de levitación magnética, la relación de sustentación y resistencia puede exceder la de los aviones (por ejemplo, la pista de tipo en: Inductrack puede acercarse a una relación de 200: 1 a alta velocidad, mejor que la de n 'cualquier avión). Esto puede hacer que los trenes de levitación magnética sean más eficientes por kilómetro. Sin embargo, a altas velocidades de crucero, la resistencia aerodinámica es mucho mayor que la inducida por la pista. Los jets aprovechan la baja densidad del aire a grandes altitudes para reducir significativamente la resistencia aerodinámica. Por lo tanto, a pesar de su desventaja en términos de la relación de sustentación y arrastre, pueden moverse más eficientemente a alta velocidad que los trenes de levitación magnética que operan al nivel del mar .
  • Elección de rutas  : los trenes de levitación magnética ofrecen tiempos de viaje competitivos para distancias de 800  km o menos. Además, los ascensores pueden servir fácilmente a destinos intermedios.
  • Disponibilidad  : Los trenes de levitación magnética se ven poco afectados por el clima .
  • Tiempo total de viaje  : Los trenes de levitación magnética no están sujetos a los extensos protocolos de seguridad a los que se enfrentan los viajeros aéreos, y no hay tiempo de rodaje ni colas para el despegue y el aterrizaje .

Ventajas

En comparación con los ferrocarriles tradicionales, se sabe que los trenes de levitación magnética tienen ventajas:

  • Velocidades máximas y de crucero más altas.
  • Mejores aceleraciones y avivamientos.
  • “Por verificar”: Capacidad para cruzar pendientes más pronunciadas, limitando el número de trincheras a cavar y estructuras a construir y por lo tanto reducir el costo total de la infraestructura.
  • Prácticamente sin riesgo de descarrilamiento en construcciones como el Transrapid (al menos mientras la vía esté libre de dispositivos u otras áreas de riesgo, lo que también es un serio hándicap desde el punto de vista operativo). El accidente de Transrapid en22 de septiembre de 2006 que provocó la muerte de 23 personas marcó un freno a este proyecto.

Fue inventado con la esperanza de obtener una mejor eficiencia de combustible en largas distancias, a pesar de ser prohibitivamente caro en distancias cortas. Sin embargo, esto está lejos de ser cierto, en particular si relacionamos el consumo total de energía con el número de pasajeros transportados.

Desventajas

  • En el caso del sistema de levitación electrodinámico japonés, la levitación se logra mediante bobinas superconductoras instaladas a ambos lados de los bogies del tren y bobinas unidas a los lados verticales de la vía de hormigón, que está a temperatura ambiente. La superconducción utilizada en los bogies permite obtener la levitación sin consumo de energía. Los imanes superconductores de los bogies están hechos de niobio-titanio . Las bobinas se mantienen a aproximadamente 4 K (~ -269 ° C) mediante un circuito de nitrógeno líquido y helio líquido para obtener superconductividad .

Estas líneas tienen inconvenientes en comparación con las líneas tradicionales de trenes de alta velocidad (TGV):

  • Incompatibilidad con las redes tradicionales: un tren de levitación magnética requiere una red de vías específica y no puede utilizar los tramos convencionales existentes.
  • Sistema poco adecuado para carga pesada (limitado a 20 toneladas para un tren de 50 toneladas).
  • Sistema sensible al viento, que requiere pendientes suaves y radios de curva muy grandes.
  • Aceptabilidad del campo electromagnético por parte de quienes viven cerca de la línea.

Sin embargo, en ausencia de grandes sistemas en funcionamiento, existe una falta de perspectiva para evaluar las ventajas y desventajas reales en comparación con los ferrocarriles convencionales, especialmente desde el punto de vista económico.

Notas y referencias

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