Tren de levitación magnética para niños
El transporte de levitación magnética, conocido como maglev (que viene de "magnetic levitation" en inglés), es un sistema de transporte muy avanzado. Imagina un tren que no toca las vías, sino que flota sobre ellas. Esto es posible gracias a muchos imanes que lo suspenden, lo guían y lo impulsan.
Este tipo de transporte tiene varias ventajas. Es mucho más rápido, silencioso y suave que los trenes normales que usan ruedas. Los trenes maglev pueden alcanzar velocidades impresionantes, incluso más de 640 kilómetros por hora si viajan dentro de un túnel sin aire (al vacío). Cuando no están en un túnel al vacío, la mayor parte de la energía se usa para vencer la resistencia del aire, igual que en otros trenes de alta velocidad.
El récord de velocidad para un tren maglev es de 603 kilómetros por hora. Se logró el 21 de abril de 2015 en la ruta de Yamanashi, Japón. Unos días antes, el 16 de abril de 2015, ya había alcanzado los 590 kilómetros por hora en el mismo lugar.
Contenido
¿Cómo se desarrolló el Maglev?
Los inicios del motor lineal
A finales de los años cuarenta, un ingeniero eléctrico británico llamado Eric Laithwaite, que era profesor en el Imperial College de Londres, creó el primer modelo de un motor de inducción lineal que funcionaba a tamaño real. En 1964, fue nombrado profesor de ingeniería eléctrica pesada y siguió mejorando su invento.
Los motores lineales son especiales porque no necesitan contacto físico entre el vehículo y la vía. Por eso, se volvieron muy importantes para los sistemas de transporte avanzados en los años sesenta y setenta. Laithwaite participó en un proyecto llamado "Aerodeslizador con Orugas", pero este proyecto se canceló en 1973.
El "río magnético" y los imanes
A principios de los años setenta, Laithwaite hizo un descubrimiento clave: una nueva forma de colocar los imanes, a la que llamó el "río magnético". Esta nueva disposición permitía que un solo motor lineal produjera fuerza tanto hacia arriba (para levantar el tren) como hacia adelante (para impulsarlo). Esto hizo posible construir sistemas maglev con un solo conjunto de imanes, simplificando mucho la tecnología.
El primer Maglev comercial
El primer sistema de transporte que usó la tecnología maglev se llamó simplemente "MAGLEV". Se inauguró en 1984 cerca de Birmingham, Inglaterra. Funcionaba en una vía elevada de unos 600 metros de largo, conectando el Aeropuerto de Birmingham con la Estación Internacional de Trenes de Birmingham. Alcanzaba velocidades de 42 kilómetros por hora. Sin embargo, este sistema se cerró en 1995 debido a algunos problemas de funcionamiento.
Historia del Maglev
Primeras ideas y patentes
Muchos inventores en diferentes partes del mundo han recibido patentes para transportes de alta velocidad. En Alemania, Hermann Kemper obtuvo patentes importantes. En Estados Unidos, las primeras patentes para un tren impulsado por un motor lineal fueron para el inventor Alfred Zehden de Alemania, en 1902 y 1907.
El Maglev en Hamburgo (1979)
El Transrapid 05 fue el primer tren maglev de alta velocidad diseñado para llevar pasajeros. Se instaló en Hamburgo, Alemania, en 1979 para una exposición de transporte. Recorría una vía de 908 metros. Tuvo tanto éxito que siguió funcionando durante tres meses después de la exposición, transportando a 50,000 pasajeros.
El Maglev de Birmingham (1984-1985)
El primer maglev de baja velocidad que funcionaba de forma completamente automática fue el de Birmingham, Inglaterra. Conectaba el Aeropuerto Internacional de Birmingham con la Estación de Trenes Internacional de Birmingham entre 1984 y 1985.
¿Qué hace especial a un Maglev?
La característica más importante de un tren maglev es que no hay contacto físico entre el tren y la vía. Esto significa que la única fuerza que lo frena es la resistencia del aire, que se reduce al mínimo gracias a su forma aerodinámica. Por eso, los trenes maglev pueden viajar a velocidades muy altas, hasta 650 km/h, aunque el máximo probado es de 603 km/h.
Además, son muy silenciosos, lo que es una gran ventaja. Estas altas velocidades hacen que los maglev puedan competir directamente con el transporte aéreo en el futuro.
Sin embargo, hay un inconveniente importante: el alto costo de construir las vías y todo el sistema eléctrico necesario. Esto ha limitado su uso comercial. También consumen mucha energía para mantener y controlar los imanes.
A pesar de los desafíos, se están estudiando nuevos proyectos de maglev, especialmente en China y Japón. En Alemania, por ahora, se ha decidido no construir más líneas maglev para pasajeros debido a su alto costo de construcción y mantenimiento.
Operación comercial de los Maglev
Líneas activas actualmente
La primera operación comercial de un maglev fue en 1984 en Birmingham, Inglaterra. Era un sistema para transportar personas en un tramo elevado de 600 metros, conectando el Aeropuerto Internacional de Birmingham con la Estación Internacional de Ferrocarril de Birmingham. Viajaba a 42 km/h, pero se cerró temporalmente en 1995 para solucionar problemas de diseño.
El tren maglev que ha demostrado la mayor velocidad en operación comercial es el Transrapid alemán, que funciona en Shanghái, China. Transporta pasajeros a lo largo de 30 kilómetros en solo 7 minutos y 20 segundos. Alcanza una velocidad máxima de 431 km/h y una media de 250 km/h en el trayecto. Esta línea se construyó como un primer tramo de demostración.
También hay otras líneas comerciales operativas en Japón, como la línea Linimo, construida para la ExpoAichi de 2005. En Japón, en la pista de pruebas de Yamanashi, la tecnología maglev está muy avanzada, pero los altos costos y otros problemas dificultan su desarrollo. Por eso, se buscan nuevas tecnologías para superar estas dificultades.
Actualmente, hay varias líneas maglev operativas:
- En China:
* Maglev de Shanghái (30.5 km) * Changsha Maglev Express (18.55 km) * Línea S1 de Beijing (10.2 km) * Fenghuang Maglev (9.12 km)
- En Japón:
* Linimo (9 km)
- En Corea del Sur:
* Incheon Airport Maglev (actualmente fuera de servicio)
El proyecto Hyperloop
El 29 de julio de 2017, la empresa estadounidense Hyperloop One realizó una prueba de su concepto de levitación magnética con el tren de alta velocidad Hyperloop One XP-1. La empresa anunció que estaba lista para empezar a comercializarlo, esperando inaugurar su primer servicio en 2021. Este tren fue uno de los proyectos de Elon Musk, aunque luego él solo mantuvo una relación secundaria con el proyecto. En la segunda prueba, el tren alcanzó una velocidad de 310 km/h, pero los ingenieros creen que es posible superar los 1000 km/h pronto.
Otra empresa, Hyperloop Transportation Technologies (HyperloopTT), también está desarrollando este sistema y realizando pruebas en varios países.
La economía de los Maglev
A medida que se construyan más sistemas de levitación magnética, los expertos esperan que los costos de construcción disminuyan. Esto podría lograrse con nuevos métodos de construcción y aprovechando las economías de escala (es decir, que producir más unidades reduce el costo por unidad).
Costos de los sistemas de alta velocidad
La línea de demostración del maglev de Shanghái costó 1,200 millones de dólares en 2004. Este costo incluyó la preparación del terreno, la construcción de las vías, la estación de mantenimiento, las estaciones, los sistemas de control y energía, y la capacitación del personal. Se esperaba que, si la línea se extendía a otras estaciones importantes de Shanghái, la cantidad de pasajeros cubriría los costos de operación y mantenimiento.
En 2006, el gobierno alemán invirtió 125 millones de dólares para reducir los costos de las vías. Esto llevó a un diseño modular de hormigón que es más rápido de construir y un 30% más barato. También se desarrollaron otras técnicas de construcción que hicieron que el maglev fuera tan o más económico que la construcción de nuevas líneas de tren de alta velocidad convencionales.
En Estados Unidos, un informe de 2005 estimó que el costo por milla de un maglev estaría entre 50 y 100 millones de dólares.
El proyecto Chuo Shinkansen propuesto en Japón, que usaría tecnología maglev, se estimó que costaría aproximadamente 82 mil millones de dólares, ya que su ruta requeriría muchos túneles largos.
Costos de los sistemas de baja velocidad
El sistema Linimo japonés, que es de baja velocidad, costó aproximadamente 100 millones de dólares por kilómetro. Además de tener costos de operación y mantenimiento mejores que otros sistemas de transporte, estos maglev de baja velocidad son muy confiables, hacen poco ruido y no contaminan el aire en las ciudades.
Galería de imágenes
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Maglev de Shanghái.
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JR Maglev en la pista de pruebas de Yamanashi, Japón.
Véase también
En inglés: Maglev train Facts for Kids
- Aerotrén
- Catapulta electromagnética
- Hyperloop
- Monorriel
- Motor lineal
- Récord de velocidad ferroviario
- Shanghai Maglev
- Shinkansen L0
- Transrapid
- Tren de alta velocidad
