Maglev-“A Closer Look”

Todos sabem que os pólos “semelhantes” a dois ímanes repelem um outro. Com um pouco de engenho, é possível fazer um íman levitar(flutuar)sobre outro usando esta força repulsiva e (crucialmente) algum apoio externo adicional. A idéia de usar levitação eletromagnética para apoiar um veículo em movimento foi proposta pela primeira vez em 1912 pelo engenheiro francês Émile Bachelet, mas logo abandonada devido à enorme quantidade de energia elétrica necessária.

Foto: A NASA testa um protótipo de ferrovia Maglev, 2001. Foto cortesia da NASA Marshall Space Flight Center (NASA-MSFC).

Nos anos 60, a pesquisa de Eric Laithwaite sobre motores lineares levou a um interesse renovado na idéia de um trem levitado magneticamente ou “maglev”. Por volta dessa época o cientista do MIT Henry Kolm propôs um “maglev” correndo sobre trilhos que poderia transportar 20.000 pessoas a 320 kph (200 mph). Isto levou a um programa de pesquisa nos EUA e levou a um protótipo funcional que foi testado no Colorado em 1967. No entanto, o programa dos EUA teve dificuldades políticas e foi arquivado em 1975. O início dos anos 90 trouxe uma proposta ambiciosa para ligar Las Vegas, Los Angeles, San Diego e San Fransisco a uma estrada maglevrail, mas desde então esse projeto tem encontrado mais problemas políticos. Em contraste, o maglev foi entusiasticamente desenvolvido pela Alemanha (usando um sistema chamado Transrapid) e Japão (com uma tecnologia rival conhecida comoSCMaglev).

Transrapid

Engenheiros alemães produziram pela primeira vez um protótipo funcional em 1971 e desenvolveram o sistema Transrapid um ano depois. A rigor, o Transrapid utiliza a atracção magnética em vez da repulsão magnética normalmente associada ao maglev: os imans de cobre são fixados a uma “saia” que corre por baixo, e é atraída para cima, a pista de aço. Com considerável apoio do governo alemão, o Transrapid tem sido progressivamente refinado em um trem viável que pode atingir velocidades de até 433 kph (271 mph).Décadas de investimento e desenvolvimento finalmente deram frutos em 2004, quando o Transrapid abriu o primeiro (e até agora único) sistema de alta velocidade do mundo, o Shanghai Maglev Train (SMT), na China. Embora atualmente funcione apenas em um trecho curto da via (com apenas 31 km ou 19 milhas de extensão), houve vários planos para estendê-lo, apesar de ter sido repetidamente adiado.

Foto: Um trem Maglev usando a motortecnologia linear. Foto cortesia do US Department ofEnergy/Argonne National Laboratory

SCMaglev

Os japoneses têm sido ainda mais ousados e há muito tempo esperam desenvolver um trem maglev de alta velocidade que possa percorrer as 320 milhas (515 km) de Tóquio a Osakain apenas uma hora. Ao contrário do Transrapid alemão, o Japanesesystem é um verdadeiro maglev: o trem flutua na força repulsiva entre o cobre ou bobinas de alumínio na via e uma série de ímãs supercondutores de hélio, nióbio e titânio nos vagões (daí o nome SCMaglev, onde SC significa “supercondutor”). O protótipo japonês ML-500 atingiu um recorde de velocidade de 513 kph (321 mph) em 1979. Um protótipo posterior conhecido como MLU002 foi destruído pelo fogo em 1991; um bombeiro encontrou seu eixo puxado da mão por um dos super-imans condutores quando se aproximava do trem em chamas! Apesar deste contratempo, o desenvolvimento continuou. Em 2015, o SCMaglev tinha sido aperfeiçoado ao ponto de atingir um recorde de velocidade de 603 kph (375 mph), tornando-o o veículo ferroviário mais rápido do mundo. Embora o governo japonês tenha declarado o SCMaglev pronto para operação comercial, ao contrário da Transrapid, ele ainda não foi implantado em nenhuma ferrovia em funcionamento em qualquer parte do mundo. Esperamos que isso mude com a abertura da linha ferroviária Chuo Shinkansen SCMaglev entre Tóquio e Nagoya (e eventualmente Osaka), atualmente em construção e com previsão de início de operação em 2027.

Perspectivas futuras

Apesar de a tecnologia maglev continuar a gerar muito interesse em todo o mundo, ela ainda é mais cara quilômetro por quilômetro do que a construção de uma ferrovia tradicional de alta velocidade. Por esta razão (e também porque é completamente incompatível com as ferrovias existentes), é pouco provável que seja amplamente utilizada durante alguns anos. Os escritores técnicos e os livros de ciências infantis têm sinalizado o maglev como uma tecnologia promissora do futuro desde pelo menos os anos 70; pelo menos na forma passada, é perfeitamente possível que o maglev esteja sempre no horizonte – o trem que nunca chega de fato. Mesmo que os japoneses estejam finalmente construindo uma grande linha de maglev, resta saber se eles podem persuadir outros países a aderir à tecnologia.

Artwork: Os comboios alimentados por motores lineares têm sido tocados como uma tecnologia promissora há décadas. Aqui está um sistema patenteado nos anos 60 por Millard Smithand Marion Roberts, que eles alegavam “ser capaz de viajar a velocidades superiores a 100 milhas por hora silenciosamente e com o mínimo de vibração de uma forma superior a qualquer veículo comercial ferroviário em operação atualmente”. Esquerda: Uma versão do seu design usa dois trilhos relativamente convencionais (vermelho) com um terceiro, trilho magnético de potência (verde) adicionado entre eles. Direita: Como funciona: o trem (azul, 10) anda sobre sapatas (laranja, 13), segurado alguns milímetros (uma fração de polegada) acima dos trilhos externos da via (vermelho, 12) por uma almofada de ar comprimido (15). O terceiro trilho é um motor linear usando eletroímãs de fio enrolado (21) montado na parte inferior do trem para impulsioná-lo através do trilho estático (11), que é feito de cobre ou alumínio. Embora este sistema use um motor linear, ele não é na verdade um maglev porque o trem não é levitado pelo magnetismo. De US Patent#3,233,559: Meio de transporte por Marion L. Roberts e Millard F. Smith, cortesia do US Patent and Trademark Office.