Maglev

Maglev (derivado de levitación magnética) es un sistema de transporte ferroviario que levita a lo largo de una vía mediante el uso de fuerzas magnéticas. Al levitar, los trenes maglev eliminan el contacto entre rieles y ruedas presente en los ferrocarriles convencionales, eliminando la resistencia a la rodadura.

En comparación con los ferrocarriles convencionales, los trenes maglev pueden tener varias ventajas, incluidas velocidades máximas más altas, aceleración y desaceleración superiores, menores costos de mantenimiento, mejor manejo de pendientes y menor ruido a velocidades equivalentes. Sin embargo, los sistemas maglev son más caros de construir, no pueden hacer uso de la infraestructura existente y tienen un mayor consumo de energía a altas velocidades.

Los trenes Maglev han establecido varios récords de velocidad. El récord actual de velocidad de un tren de 603 km/h (375 mph) lo estableció el maglev experimental japonés de la serie L0 en 2015. Desde 2002 hasta 2021, el récord de velocidad operativa más alta de un tren de pasajeros de 431 kilómetros por hora (268 mph)) fue realizado por el tren maglev de Shanghai, que utiliza tecnología alemana Transrapid. El servicio conecta el Aeropuerto Internacional de Shanghai Pudong y las afueras del centro de Pudong, Shanghai. A su velocidad máxima histórica, cubrió la distancia de 30,5 kilómetros (19 mi) en poco más de 8 minutos.

Los diferentes sistemas maglev logran la levitación de diferentes maneras, que en términos generales se dividen en dos categorías: suspensión electromagnética (EMS) y suspensión electrodinámica (EDS). La propulsión suele ser proporcionada por un motor lineal. La energía necesaria para la levitación no suele representar un gran porcentaje del consumo total de energía de un sistema maglev de alta velocidad. En cambio, superar la resistencia requiere la mayor cantidad de energía. La tecnología Vactrain se ha propuesto como un medio para superar esta limitación.

A pesar de más de un siglo de investigación y desarrollo, hoy en día sólo hay seis trenes maglev operativos: tres en China, dos en Corea del Sur y uno en Japón.

Desarrollo

A finales de la década de 1940, el ingeniero eléctrico británico Eric Laithwaite, profesor del Imperial College de Londres, desarrolló el primer modelo funcional de tamaño real del motor de inducción lineal. Se convirtió en profesor de ingeniería eléctrica pesada en el Imperial College en 1964, donde continuó su exitoso desarrollo del motor lineal. Dado que los motores lineales no requieren contacto físico entre el vehículo y la vía, se convirtieron en un elemento común en los sistemas de transporte avanzados en las décadas de 1960 y 1970. Laithwaite se unió a uno de esos proyectos, el Tracked Hovercraft RTV-31, con sede cerca de Cambridge, Reino Unido, aunque el proyecto fue cancelado en 1973.

El motor lineal también era adecuado para su uso con sistemas maglev. A principios de la década de 1970, Laithwaite descubrió una nueva disposición de imanes, el río magnético, que permitía que un solo motor lineal produjera sustentación y empuje hacia adelante, permitiendo construir un sistema maglev con un solo conjunto de imanes. Trabajando en la División de Investigación Ferroviaria Británica en Derby, junto con equipos de varias empresas de ingeniería civil, el estudio de "flujo transversal" El sistema se convirtió en un sistema de trabajo.

El primer transportador comercial de personas con maglev se llamó simplemente "MAGLEV" e inaugurado oficialmente en 1984 cerca de Birmingham, Inglaterra. Operaba en una sección elevada de 600 metros (2000 pies) de vía de monorraíl entre el aeropuerto de Birmingham y la estación de tren internacional de Birmingham, corriendo a velocidades de hasta 42 kilómetros por hora (26 mph). El sistema se cerró en 1995 debido a problemas de confiabilidad.

Historia

Primera patente maglev

Se concedieron patentes de transporte de alta velocidad a varios inventores en todo el mundo. La primera patente relevante, U.S. La patente 714.851 (2 de diciembre de 1902), concedida a Albert C. Albertson, utilizaba levitación magnética para quitar parte del peso de las ruedas mientras se utilizaba propulsión convencional.

Las primeras patentes estadounidenses para un tren propulsado por motor lineal fueron otorgadas al inventor alemán Alfred Zehden. El inventor recibió el premio U.S. Patente 782.312 (14 de febrero de 1905) y U.S. Patente RE12700 (21 de agosto de 1907). En 1907, F. S. Smith desarrolló otro de los primeros sistemas de transporte electromagnético. En 1908, el alcalde de Cleveland, Tom L. Johnson, presentó una patente para un "tren de alta velocidad" sin ruedas. levitado por un campo magnético inducido. Conocido en broma como "Relámpago engrasado" El coche suspendido funcionó en una pista de pruebas de 90 pies en el sótano de Johnson "absolutamente silencioso y sin la más mínima vibración". Entre 1937 y 1941 se concedió a Hermann Kemper una serie de patentes alemanas para trenes de levitación magnética propulsados por motores lineales. Uno de los primeros trenes maglev fue descrito en EE.UU. Patente 3.158.765, "Sistema magnético de transporte", de G. R. Polgreen el 25 de agosto de 1959. El primer uso de "maglev" en una patente estadounidense estaba en "Sistema de guía de levitación magnética" por Canadian Patents and Development Limited.

Nueva York, Estados Unidos, 1912

En 1912, el inventor franco-estadounidense Émile Bachelet demostró un modelo de tren con levitación y propulsión electromagnética en Mount Vernon, Nueva York. La primera patente relacionada de Bachelet, U.S. La patente 1.020.942 fue concedida en 1912. La propulsión electromagnética se realizaba por atracción del hierro del tren mediante solenoides de corriente continua espaciados a lo largo de la vía. La levitación electromagnética se debía a la repulsión de la placa base de aluminio del tren por los electroimanes de corriente pulsante que se encontraban debajo de la vía. Los pulsos fueron generados por el propio interruptor de sincronización de Bachelet en EE.UU. Patente 986.039 suministrado con 220 VAC. A medida que el tren se movía, cambió la energía a la sección de vía en la que se encontraba. Bachelet realizó una demostración de su modelo en Londres, Inglaterra, en 1914, lo que resultó en el registro de Bachelet Levitated Railway Syndicate Limited el 9 de julio en Londres, pocas semanas antes del inicio de la Primera Guerra Mundial.

La segunda patente relacionada de Bachelet, EE.UU. La patente 1.020.943 concedida el mismo día que la primera, tenía electroimanes de levitación en el tren y la vía era de chapa de aluminio. En la patente afirmaba que se trataba de una construcción mucho más barata, pero no lo demostraba.

Nueva York, Estados Unidos, 1968

En 1959, mientras estaba retrasado por el tráfico en el puente Throgs Neck, James Powell, investigador del Laboratorio Nacional Brookhaven (BNL), pensó en utilizar un transporte levitado magnéticamente. Powell y su colega de BNL Gordon Danby desarrollaron un concepto de levitación magnética utilizando imanes estáticos montados en un vehículo en movimiento para inducir fuerzas electrodinámicas de elevación y estabilización en bucles con formas especiales, como bobinas en forma de 8 en una guía. Estos fueron patentados en 1968-1969.

Japón, 1969-presente

Japón opera dos trenes maglev desarrollados independientemente. Uno es HSST (y su descendiente, la línea Linimo) de Japan Airlines y el otro, más conocido, es SCMaglev de Central Japan Railway Company.

El desarrollo de este último comenzó en 1969. El primer recorrido exitoso de SCMaglev se realizó en una vía corta en los Ferrocarriles Nacionales de Japón. (JNR) Railway Technical Research Institute en 1972. Los trenes Maglev en la pista de pruebas de Miyazaki (una pista de pruebas posterior de 7 km de longitud) alcanzaban regularmente los 517 kilómetros por hora (321 mph) en 1979. Después de un accidente que destruyó el tren, se seleccionó un nuevo diseño. En Okazaki, Japón (1987), el SCMaglev se utilizó para pruebas de conducción en la exposición de Okazaki. Las pruebas en Miyazaki continuaron durante la década de 1980, antes de trasladarse a una pista de pruebas mucho más larga, de 20 kilómetros (12 millas) de largo, en Yamanashi en 1997. Desde entonces, la pista se ha ampliado a casi 43 kilómetros (27 millas). El actual récord mundial de velocidad de 603 kilómetros por hora (375 mph) para trenes tripulados se estableció allí en 2015.

El desarrollo del HSST comenzó en 1974. En Tsukuba, Japón (1985), el HSST-03 (Linimo) se hizo popular en la Exposición Mundial de Tsukuba, a pesar de su baja velocidad máxima de 30 kilómetros por hora (19 mph). En Saitama, Japón (1988), el HSST-04-1 fue revelado en la exposición de Saitama en Kumagaya. Su velocidad más rápida registrada fue de 300 kilómetros por hora (190 mph).

La construcción de una nueva línea maglev de alta velocidad, el Chuo Shinkansen, comenzó en 2014. Se está construyendo ampliando la pista de pruebas SCMaglev en Yamanashi en ambas direcciones. Actualmente se desconoce la fecha de finalización, y la estimación más reciente de 2027 ya no es posible debido al rechazo del gobierno local de un permiso de construcción.

Hamburgo, Alemania, 1979

Transrapid 05 fue el primer tren maglev con propulsión de estator largo autorizado para el transporte de pasajeros. En 1979, se abrió una vía de 908 metros (2979 pies) en Hamburgo para la primera Exposición Internacional de Transporte (IVA 79). El interés fue suficiente para que las operaciones se ampliaran tres meses después de finalizada la exposición, habiendo transportado a más de 50.000 pasajeros. Se volvió a montar en Kassel en 1980.

Ramenskoye, Moscú, URSS, 1979

En 1979, la ciudad soviética de Ramenskoye (óblast de Moscú) construyó un sitio de pruebas experimental para realizar experimentos con automóviles con suspensión magnética. El campo de pruebas constaba de una rampa de 60 metros que posteriormente se amplió a 980 metros. Desde finales de los años 1970 hasta los años 1980 se construyeron cinco prototipos de automóviles que recibieron designaciones desde TP-01 (ТП-01) hasta TP-05 (ТП-05). Los primeros coches debían alcanzar velocidades de hasta 100 kilómetros por hora (62 mph).

La construcción de una vía maglev utilizando la tecnología de Ramenskoye comenzó en la RSS de Armenia en 1987 y estaba previsto que estuviera terminada en 1991. Se suponía que la vía conectaría las ciudades de Ereván y Sevan a través de la ciudad de Abovyan. La velocidad de diseño original era de 250 kilómetros por hora (160 mph), que luego se redujo a 180 kilómetros por hora (110 mph). Sin embargo, el terremoto de Spitak en 1988 y la Primera Guerra de Nagorno-Karabaj provocaron que el proyecto se congelara. Al final, el paso elevado sólo se construyó parcialmente.

A principios de la década de 1990, el Centro de Investigación de Ingeniería "TEMP" continuó el tema del maglev. (ИНЦ "ТЭМП") esta vez por orden del gobierno de Moscú. El proyecto recibió el nombre de V250 (В250). La idea era construir un tren maglev de alta velocidad para conectar Moscú con el aeropuerto de Sheremetyevo. El tren constaría de vagones de 64 plazas y circularía a velocidades de hasta 250 kilómetros por hora (160 mph). En 1993, debido a la crisis financiera, el proyecto fue abandonado. Sin embargo, desde 1999 el "TEMP" El centro de investigación participó como codesarrollador en la creación de motores lineales para el sistema Monorraíl de Moscú.

Birmingham, Reino Unido, 1984–1995

El primer sistema comercial maglev del mundo fue una lanzadera maglev de baja velocidad que corrió entre la terminal del aeropuerto de Birmingham International Airport y la cercana estación ferroviaria internacional de Birmingham entre 1984 y 1995. Su longitud de pista fue de 600 metros (2.000 pies), y trenes levitados a una altitud de 15 milímetros [0.59 en], levitados por electroimanes, y propulsados con motores de inducción lineal. Funcionaba durante 11 años y era inicialmente muy popular con los pasajeros, pero los problemas de obsolescencia con los sistemas electrónicos lo hacían progresivamente poco fiable a medida que pasaban años, lo que condujo a su cierre en 1995. Uno de los coches originales está ahora en exhibición en Railworld en Peterborough, junto con el vehículo de trenes RTV31. Otro está en exhibición en el National Railway Museum de York.

Existían varias condiciones favorables cuando se construyó el enlace:

• El vehículo British Rail Research fue de 3 toneladas y la extensión al vehículo de 8 toneladas fue fácil.
• La energía eléctrica estaba disponible.
• El aeropuerto y los edificios ferroviarios eran adecuados para las plataformas terminales.
• Sólo se requería un cruce de una carretera pública y no había ningún gradiente empinado.
• Land was owned by the railway or airport.
• Las industrias locales y los consejos eran partidarios.
• Algunas finanzas gubernamentales se proporcionaron y debido al intercambio de trabajo, el costo por organización era bajo.

Después de que el sistema se cerró en 1995, la vía guía original permaneció inactiva hasta 2003, cuando se inauguró un sistema de transporte por cable de reemplazo, el transportador de personas AirRail Link Cable Liner.

Emsland, Alemania, 1984-2012

Transrapid, una empresa alemana de maglev, tenía una pista de pruebas en Emsland con una longitud total de 31,5 kilómetros (19,6 mi). La línea de vía única discurría entre Dörpen y Lathen con bucles giratorios en cada extremo. Los trenes circulaban regularmente a hasta 420 kilómetros por hora (260 mph). Se transportaron pasajeros que pagaron como parte del proceso de prueba. La construcción de la instalación de pruebas comenzó en 1980 y finalizó en 1984.

En 2006, se produjo el accidente del tren maglev de Lathen, que mató a 23 personas. Se descubrió que fue causado por un error humano al implementar controles de seguridad. Desde 2006 no se transportaron pasajeros. A finales de 2011 expiró la licencia de funcionamiento y no fue renovada, y a principios de 2012 se dio el permiso de demolición de sus instalaciones, incluida la pista y la fábrica.

En marzo de 2021 se informó que el CRRC estaba investigando reactivar la pista de pruebas de Emsland. En mayo de 2019, CRRC presentó su 'CRRC 600' prototipo que está diseñado para alcanzar los 600 kilómetros por hora (370 mph).

Vancouver, Canadá y Hamburgo, Alemania, 1986–88

En Vancouver, Canadá, el HSST-03 de HSST Development Corporation (Japan Airlines y Sumitomo Corporation) se exhibió en la Expo 86 y corrió en una pista de prueba de 400 metros (0,25 millas) que brindó a los visitantes un paseo en un un solo coche por un pequeño tramo de pista en el recinto ferial. Fue retirado después de la feria. Se mostró en la Aoi Expo en 1987 y ahora se exhibe estáticamente en el parque Okazaki Minami.

Berlín, Alemania, 1984-1992

En Berlín Occidental, el M-Bahn fue construido en 1984. Fue un sistema maglev sin conductor con una pista de 1,6 kilómetros (1.0 mi) que conecta tres estaciones. En agosto de 1989 se iniciaron pruebas con el tráfico de pasajeros y en julio de 1991 comenzó la operación regular. Aunque la línea siguió en gran medida una nueva alineación elevada, terminó en la estación de Gleisdreieck U-Bahn, donde tomó una plataforma no utilizada para una línea que antes corría hacia Berlín Oriental. Después de la caída del Muro de Berlín, se pusieron en marcha planes para reconectar esta línea (hoy U2). La deconstrucción de la línea M-Bahn comenzó sólo dos meses después del inicio del servicio regular y se completó durante febrero de 1992.

Corea del Sur, 1993-presente

En 1993, Corea del Sur completó el desarrollo de su propio tren maglev, exhibido en la Taejŏn Expo 93, que se desarrolló aún más hasta convertirse en un tren maglev completo capaz de viajar hasta 110 kilómetros por hora (68 mph) en 2006. Este modelo final se incorporó al aeropuerto Maglev de Incheon, que se inauguró el 3 de febrero de 2016, lo que convirtió a Corea del Sur en el cuarto país del mundo en operar su propio maglev de desarrollo propio después del Birmingham del Reino Unido. Aeropuerto Internacional, el M-Bahn de Berlín en Alemania y el Linimo en Japón. Une el aeropuerto internacional de Incheon con la estación y el complejo de ocio de Yongyu en la isla de Yeongjong. Ofrece un traslado al metro metropolitano de Seúl en la estación del aeropuerto internacional de Incheon de AREX y se ofrece de forma gratuita para cualquier persona que viaje, opera entre las 9 am y las 6 pm con intervalos de 15 minutos.

El sistema maglev fue desarrollado conjuntamente por el Instituto de Maquinaria y Materiales de Corea del Sur (KIMM) y Hyundai Rotem. Tiene 6,1 kilómetros (3,8 millas) de largo, seis estaciones y una velocidad de funcionamiento de 110 kilómetros por hora (68 mph).

Están previstas dos etapas más de 9,7 kilómetros (6 mi) y 37,4 kilómetros (23,2 mi). Una vez completado se convertirá en una línea circular.

Alemania/China, 2010-presente

El sistema de transporte Bögl (TSB) es un sistema maglev sin conductor desarrollado por la empresa constructora alemana Max Bögl desde 2010. Su uso principal es para distancias cortas y medias (hasta 30 km) y velocidades de hasta 150 km/h para usos como transporte al aeropuerto. La compañía ha estado realizando pruebas en una pista de pruebas de 820 metros de largo en su sede en Sengenthal, Alto Palatinado, Alemania, desde 2012, registrando más de 100.000 pruebas que cubren una distancia de más de 65.000 km hasta 2018.

En 2018, Max Bögl firmó una empresa conjunta con la empresa china Chengdu Xinzhu Road & Bridge Machinery Co. y su socio chino obtuvieron los derechos exclusivos de producción y comercialización del sistema en China. La empresa conjunta construyó una línea de demostración de 3,5 km (2,2 millas) cerca de Chengdu, China, y dos vehículos fueron transportados por aire hasta allí en junio de 2020. En febrero de 2021, un vehículo en la pista de pruebas china alcanzó una velocidad máxima de 169 km/h (105 mph).

China, 2000-presente

Según la Junta Internacional de Maglev, hay al menos cuatro programas de investigación de Maglev en marcha en China en las siguientes instituciones: Southwest Jiaotong University (Chengdu), Tongji University (Shanghai), CRRC Tangshan-Changchun Railway Vehicle Co. y Chengdu Aircraft Industry. Grupo. El último prototipo de alta velocidad, presentado en julio de 2021, fue fabricado por CRRC Qingdao Sifang.

Velocidad baja a media

El desarrollo de sistemas de velocidad baja a media, es decir, 100-200 km/h (62-124 mph), por parte de la CRRC ha llevado a la apertura de líneas operativas como el Changsha Maglev Express en 2016 y el Línea S1 en Beijing en 2017. En abril de 2020, completó las pruebas un nuevo modelo capaz de alcanzar 160 km/h (99 mph) y compatible con la línea Changsha. El vehículo, en desarrollo desde 2018, tiene un aumento del 30 por ciento en la eficiencia de tracción y un aumento del 60 por ciento en la velocidad con respecto al stock en uso en la línea desde entonces. Los vehículos entraron en servicio en julio de 2021 con una velocidad máxima de 140 km/h (87 mph). CRRC Zhuzhou Locomotive dijo en abril de 2020 que está desarrollando un modelo capaz de alcanzar los 200 km/h (120 mph).

Alta velocidad

Actualmente hay dos esfuerzos en competencia en sistemas maglev de alta velocidad, es decir, 300 a 620 km/h (190 a 390 mph).

• La primera se basa en la tecnología Transrapid utilizada en el tren de Shanghai maglev y es desarrollada por el CRRC bajo licencia de Thyssen-Krupp.
  • En 2006 se desveló el prototipo de Dolphin de 500 km/h (310 mph) CM1 y comenzó a probar una nueva pista de prueba de 1,5 kilómetros (0,93 mi) en la Universidad de Tongji, al noroeste de Shanghai.
  • Un prototipo de vehículo de 600 km/h (370 mph) CRRC 600 fue desarrollado en 2019 y probado desde junio de 2020.
  • En marzo de 2021 un modelo de 300 km/h (190 mph) comenzó los ensayos.
  • En julio de 2021, la CRRC 600 maglev, planeada para viajar hasta 600 km/h (370 mph), fue revelada en Qingdao. Se informó que era el vehículo terrestre más rápido del mundo.
  • En China se está desarrollando una pista de prueba de alta velocidad y, en abril de 2021, se tuvo en cuenta la reapertura del centro de pruebas de Emsland en Alemania.
• Un segundo prototipo incompatible de alta velocidad fue revelado en enero de 2021. Desarrollado en Southwest Jiaotong University en Chengdu, el diseño utiliza imanes superconductores de alta temperatura, está diseñado para 620 km/h (390 mph) y se demostró en una pista de prueba de 165 metros (180 yd).

Tecnología

En la imaginación pública, "maglev" A menudo evoca el concepto de un monorraíl elevado con un motor lineal. Los sistemas Maglev pueden ser monorraíl o de doble carril (el SCMaglev MLX01, por ejemplo, utiliza una vía en forma de trinchera) y no todos los trenes monorraíl son maglev. Algunos sistemas de transporte ferroviario incorporan motores lineales pero utilizan el electromagnetismo únicamente para la propulsión, sin levitar el vehículo. Estos trenes tienen ruedas y no son maglevs. Las vías Maglev, monorraíl o no, también se pueden construir a nivel o bajo tierra en túneles. Por el contrario, las vías que no son maglev, monorraíl o no, también pueden ser elevadas o subterráneas. Algunos trenes maglev incorporan ruedas y funcionan como vehículos de ruedas propulsados por motor lineal a velocidades más lentas, pero levitan a velocidades más altas. Este suele ser el caso de los trenes maglev con suspensión electrodinámica. Los factores aerodinámicos también pueden influir en la levitación de dichos trenes.

Los dos tipos principales de tecnología maglev son:

• Suspensión electromagnética (EMS), electromagnetes controlados electrónicamente en el tren lo atraen a una pista magnéticamente conductiva (generalmente de acero).
• La suspensión electrodinámica (EDS) utiliza electroimanes superconductores o potentes imanes permanentes que crean un campo magnético, que induce corrientes en conductores metálicos cercanos cuando hay movimiento relativo, que empuja y tira el tren hacia la posición de levitación diseñada en el camino guía.

Suspensión electromagnética (EMS)

En sistemas de suspensión electromagnética (EMS), los levitados de tren por atracción a un ferrocarril ferromagnético (generalmente acero) mientras que los electroimanes, unidos al tren, están orientados hacia el ferrocarril desde abajo. El sistema se organiza normalmente en una serie de brazos en forma de C, con la parte superior del brazo adherido al vehículo, y el borde interior inferior que contiene los imanes. El carril está situado dentro de la C, entre los bordes superior e inferior.

La atracción magnética varía inversamente con la plaza de distancia, por lo que los cambios menores en la distancia entre los imanes y el carril producen fuerzas muy variables. Estos cambios en la fuerza son dinámicamente inestables: una ligera divergencia de la posición óptima tiende a crecer, requiriendo sofisticados sistemas de retroalimentación para mantener una distancia constante de la pista (aproximadamente 15 milímetros [0.59 en]).

La principal ventaja de los sistemas maglev suspendidos es que funcionan a todas las velocidades, a diferencia de los sistemas electrodinámicos, que sólo funcionan a una velocidad mínima de unos 30 kilómetros por hora (19 mph). Esto elimina la necesidad de un sistema de suspensión de baja velocidad independiente y puede simplificar el diseño de la pista. El lado negativo es que la inestabilidad dinámica exige tolerancias de vía finas, lo que puede contrarrestar 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 excesivamente grandes. En la práctica, este problema se solucionó mediante sistemas de retroalimentación mejorados, que respaldan las tolerancias requeridas. El entrehierro y la eficiencia energética se pueden mejorar mediante el uso de la llamada "Suspensión Electromagnética Híbrida (H-EMS)", donde la fuerza de levitación principal es generada por imanes permanentes, mientras que el electroimán controla el entrehierro, lo que es llamados imanes electropermanentes. Idealmente, se necesitaría una potencia insignificante para estabilizar la suspensión y, en la práctica, el requisito de potencia es menor de lo que sería si toda la fuerza de suspensión fuera proporcionada únicamente por electroimanes.

Suspensión electrodinámica (EDS)

En la suspensión electrodinámica (EDS), tanto la vía guía como el tren ejercen un campo magnético, y el tren levita gracias a la fuerza de atracción y repulsión entre estos campos magnéticos. En algunas configuraciones, el tren sólo puede levitar mediante fuerza repulsiva. En las primeras etapas del desarrollo del maglev en la pista de pruebas de Miyazaki, se utilizó un sistema puramente repulsivo en lugar del posterior y atractivo sistema EDS. El campo magnético se produce mediante imanes superconductores (como en JR-Maglev) o mediante una serie de imanes permanentes (como en Inductrack). La fuerza de repulsión y atracción en la vía se crea mediante un campo magnético inducido en los cables u otras tiras conductoras de la vía.

Una ventaja importante de los sistemas maglev EDS es que son dinámicamente estables: los cambios en la distancia entre la pista y los imanes crean fuerzas fuertes para devolver el sistema a su posición original. Además, la fuerza de atracción varía de manera opuesta, proporcionando los mismos efectos de ajuste. No se necesita control de retroalimentación activa.

Sin embargo, a bajas velocidades, 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 alguna otra forma de tren de aterrizaje para sostener el tren hasta que alcance la velocidad de despegue. Dado que un tren puede detenerse en cualquier lugar, debido, por ejemplo, a problemas de equipamiento, 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 la pista delante y detrás de los imanes del elevador, que actúa contra los imanes y crea resistencia magnética. Por lo general, esto sólo es una preocupación a bajas velocidades y es una de las razones por las que JR abandonó un sistema puramente repulsivo y adoptó el sistema de levitación en las 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 reaccionario para impulsar el tren, sin necesidad de una reacción separada. placa, como en la mayoría de los sistemas de motores lineales. Laithwaite lideró el desarrollo de este tipo de métodos de "flujo transversal" sistemas en su laboratorio del Imperial College. Alternativamente, se utilizan bobinas de propulsión en la vía para ejercer una fuerza sobre los imanes del tren y hacer que el tren avance. Las bobinas de propulsión que ejercen una fuerza sobre el tren son efectivamente un motor lineal: una corriente alterna a través de las bobinas genera un campo magnético que varía continuamente y que avanza a lo largo de la vía. La frecuencia de la corriente alterna se sincroniza para que coincida con la velocidad del tren. El desplazamiento entre el campo ejercido por los imanes en el tren y el campo aplicado crea una fuerza que mueve el tren hacia adelante.

Pistas

El término "maglev" Se refiere no sólo a los vehículos, sino también al sistema ferroviario, diseñado específicamente para levitación y propulsión magnética. Todas las implementaciones operativas de la tecnología maglev hacen un uso mínimo de la tecnología de trenes con ruedas y no son compatibles con las vías ferroviarias convencionales. Como no pueden compartir la infraestructura existente, los sistemas maglev deben diseñarse como sistemas independientes. El sistema Maglev SPM es interoperable con vías férreas de acero y permitiría que vehículos Maglev y trenes convencionales operen en las mismas vías. MAN en Alemania también diseñó un sistema maglev que funcionaba con rieles convencionales, pero nunca se desarrolló por completo.

Evaluación

Cada implementación del principio de levitación magnética para viajes tipo tren implica ventajas y desventajas.

Ni Inductrack ni el EDS superconductor son capaces de levitar vehículos estando parados, aunque Inductrack proporciona levitación a una velocidad mucho menor; Se requieren ruedas para estos sistemas. Los sistemas EMS no tienen ruedas.

Los maglevs alemán Transrapid, japonés HSST (Linimo) y coreano Rotem EMS levitan parados, y la electricidad se extrae de la guía mediante rieles eléctricos para los dos últimos, y de forma inalámbrica para Transrapid. Si la energía de la guía se pierde en movimiento, el Transrapid aún puede generar levitación a una velocidad de hasta 10 kilómetros por hora (6,2 mph), 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 levitación y propulsión utilizando un motor lineal integrado. Pero los sistemas EDS y algunos sistemas EMS como el Transrapid levitan pero no se impulsan. Estos sistemas necesitan alguna otra tecnología para su propulsión. Una solución es un motor lineal (bobinas de propulsión) montado en la vía. En distancias largas, los costos de las bobinas podrían resultar prohibitivos.

Estabilidad

El teorema de Earnshaw muestra que ninguna combinación de imanes estáticos puede estar en equilibrio estable. Por lo tanto, se requiere un campo magnético dinámico (variable en el tiempo) para lograr la estabilización. Los sistemas EMS se basan en una estabilización electrónica activa que mide constantemente la distancia del rodamiento y ajusta la corriente del electroimán en consecuencia. Los sistemas EDS dependen de campos magnéticos cambiantes para crear corrientes, lo que puede proporcionar estabilidad pasiva.

Debido a que los vehículos maglev esencialmente vuelan, se requiere estabilización de cabeceo, balanceo y guiñada. Además de la rotación, el aumento (movimientos hacia adelante y hacia atrás), el balanceo (movimiento lateral) o el levantamiento (movimientos hacia arriba y hacia abajo) pueden ser problemáticos.

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

Sistema de orientación

Algunos sistemas utilizan sistemas de corriente nula (también llamados a veces sistemas de flujo nulo). Estos utilizan una bobina que está enrollada de modo que entre en dos campos alternos opuestos, de modo que el flujo promedio en el bucle sea cero. Cuando el vehículo está en posición recta, no fluye corriente, pero cualquier movimiento fuera de línea crea un flujo que genera un campo que naturalmente lo empuja o lo vuelve a alinear.

Mejoras tecnológicas propuestas

Tubos de vacío

Algunos sistemas (en particular, el sistema Swissmetro y el Hyperloop) proponen el uso de vactrains: tecnología de tren maglev utilizada en tubos evacuados (sin aire), que elimina la resistencia del aire. Esto tiene el potencial de aumentar enormemente la velocidad y la eficiencia, ya que la mayor parte de la energía de los trenes maglev convencionales se pierde debido a la resistencia aerodinámica.

Un riesgo potencial para los pasajeros de trenes que operan en tubos de vacío es que podrían estar expuestos al riesgo de despresurización de la cabina a menos que los sistemas de monitoreo de seguridad del túnel puedan represurizar el tubo en caso de un mal funcionamiento o accidente del tren, ya que es probable que los trenes operan en o cerca de la superficie de la Tierra, la restauración de emergencia de la presión ambiental debería ser sencilla. La empresa RAND ha presentado un tren de tubos de vacío que, en teoría, podría cruzar el Atlántico o Estados Unidos en unos 21 minutos.

Híbrido ferrocarril-maglev

La startup polaca Nevomo (anteriormente Hyper Polonia) está desarrollando un sistema para transformar las vías ferroviarias existentes en un sistema Maglev, por el que pueden viajar trenes convencionales de ruedas y carriles, así como vehículos Maglev. Los vehículos de este llamado 'magrail' El sistema podrá alcanzar velocidades de hasta 300 kilómetros por hora (190 mph) con costos de infraestructura significativamente más bajos que las líneas Maglev independientes. En 2023, Nevomo realizó las primeras pruebas MagRail en la pista de pruebas de levitación magnética pasiva más larga de Europa, que la empresa había construido previamente en Polonia.

Uso de energía

La energía de los trenes maglev se utiliza para acelerar el tren. La energía se puede recuperar cuando el tren reduce la velocidad mediante el frenado regenerativo. También levita y estabiliza el movimiento del tren. La mayor parte de la energía se necesita para superar la resistencia del aire. Parte de la energía se utiliza para aire acondicionado, calefacción, iluminación y otros gastos varios.

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

La fuerza utilizada para superar la resistencia del aire aumenta con el cuadrado de la velocidad y, por lo tanto, domina a alta velocidad. La energía necesaria por unidad de distancia aumenta en el cuadrado de la velocidad y el tiempo disminuye linealmente. Sin embargo, la potencia aumenta en una proporción del cubo de la velocidad. Por ejemplo, se necesita 2,37 veces más potencia para viajar a 400 kilómetros por hora (250 mph) que a 300 kilómetros por hora (190 mph), mientras que la resistencia aumenta 1,77 veces la fuerza original.

Los aviones aprovechan la menor presión del aire y las temperaturas más bajas navegando a gran altura para reducir el consumo de energía, pero a diferencia de los trenes, necesitan llevar combustible a bordo. Esto ha llevado a la sugerencia de transportar vehículos maglev a través de tubos parcialmente evacuados.

Comparación del maglev de alta velocidad con los trenes de alta velocidad convencionales

El transporte Maglev es eléctrico y sin contacto. Depende menos o nada de las ruedas, cojinetes y ejes comunes a los sistemas ferroviarios con ruedas.

• Velocidad: Maglev permite velocidades superiores más altas que la vía convencional. Si bien los trenes experimentales de alta velocidad basados en ruedas han demostrado velocidades similares, los trenes convencionales sufrirán fricción entre ruedas y pistas y elevarán así el costo de mantenimiento si operan a tal velocidad, a diferencia de los trenes maglev levitados.
• Mantenimiento: Los trenes Maglev actualmente en funcionamiento han demostrado la necesidad de un mantenimiento mínimo de las guías. El mantenimiento del vehículo también es mínimo (basado en horas de funcionamiento, en lugar de en velocidad o distancia viajada). El raíl tradicional está sujeto a desgaste mecánico que aumenta rápidamente con velocidad, también aumentando el mantenimiento. Por ejemplo: el desgaste de frenos y el desgaste de alambre de sobremesa han causado problemas para el tren Fastech 360 Shinkansen. Maglev eliminaría estos problemas.
• El tiempo: En teoría, los trenes maglev no deben ser afectados por nieve, hielo, frío intenso, lluvia o vientos altos. Sin embargo, hasta ahora ningún sistema maglev ha sido instalado en un lugar con un clima tan duro.
• Aceleración: Los vehículos Maglev aceleran y desaceleran más rápido que los sistemas mecánicos, independientemente de la inclinación de la guía o la pendiente del grado, porque son sistemas no de contacto.
• Pista: Los trenes Maglev no son compatibles con la vía convencional, por lo que requieren infraestructura personalizada para toda su ruta. Por el contrario, los trenes convencionales de alta velocidad, como el TGV, pueden funcionar, aunque a velocidades reducidas, en la infraestructura ferroviaria existente, reduciendo así los gastos en los que la nueva infraestructura sería particularmente costosa (como los enfoques finales de las terminales municipales), o en extensiones en las que el tráfico no justifica la nueva infraestructura. John Harding, antiguo científico jefe maglev de la Administración Federal del Ferrocarril, afirmó que la infraestructura maglev separada más que paga por sí misma con niveles más altos de disponibilidad operacional y costos nominales de mantenimiento. Estas reclamaciones todavía no se han probado en un entorno operativo intenso y no consideran los mayores costos de construcción de maglev. Sin embargo, en países como China, se discuten la construcción de algunos túneles o puentes de alta velocidad convencionales clave a un estándar que les permitiría actualizar a maglev.
• Eficiencia: Barril convencional es probablemente más eficiente a velocidades más bajas. Pero debido a la falta de contacto físico entre la pista y el vehículo, los trenes maglev no experimentan resistencia a la rodadura, dejando sólo resistencia al aire y arrastre electromagnético, potencialmente mejorando la eficiencia energética. Algunos sistemas, sin embargo, como la Central Japan Railway Company SCMaglev utilizan neumáticos de goma a baja velocidad, reduciendo los aumentos de eficiencia.
• Peso: Los electroimanes en muchos diseños de EMS y EDS requieren entre 1 y 2 kilovatios por tonelada. El uso de imanes superconductores puede reducir el consumo energético de los electroimanes. Un vehículo transrapido de 50 toneladas puede levantar 20 toneladas adicionales, por un total de 70 toneladas, que consume 70–140 kilovatios (94–188 hp). La mayoría del uso de energía para el TRI es para la propulsión y superación de la resistencia al aire a velocidades superiores a 100 millas por hora (160 km/h).
• Carga de peso: Carril de alta velocidad requiere más soporte y construcción para su carga de rueda concentrada. Los coches Maglev son más ligeros y distribuyen el peso más uniformemente.
• Noise: Debido a que la principal fuente de ruido de un tren maglev proviene del aire desplazado en lugar de de las ruedas que tocan carriles, los trenes maglev producen menos ruido que un tren convencional a velocidades equivalentes. Sin embargo, el perfil psicoacústico del maglev puede reducir este beneficio: un estudio concluyó que el ruido maglev debe ser calificado como tráfico de carretera, mientras que los trenes convencionales experimentan un "bonus" de 5-10 dB, ya que se encuentran menos molestos en el mismo nivel de ruido.
• Fiabilidad magnética: Los imanes superconductores generalmente se utilizan para generar los poderosos campos magnéticos para levitar y propulsar los trenes. Estos imanes deben mantenerse por debajo de sus temperaturas críticas (esto varía de 4.2 K a 77 K, dependiendo del material). Nuevas aleaciones y técnicas de fabricación en superconductores y sistemas de refrigeración han ayudado a abordar este problema.
• Sistemas de control: No se necesitan sistemas de señalización para el maglev de alta velocidad, porque estos sistemas están controlados por ordenador. Los operadores humanos no pueden reaccionar lo suficientemente rápido para administrar trenes de alta velocidad. Los sistemas de alta velocidad requieren derechos específicos de manera y son generalmente elevados. Dos torres de microondas sistema maglev están en contacto constante con trenes. Tampoco hay necesidad de silbidos o cuernos de tren.
• Terrain: Maglevs son capaces de ascender grados superiores, ofreciendo más flexibilidad de enrutamiento y menor túnel.

Comparación de maglev de alta velocidad con aviones

Diferencias entre viajes en avión y maglev:

• Eficiencia: En el caso de los sistemas maglev, la relación de elevación a carga puede superar la de los aviones (por ejemplo, Inductrack puede acercarse a 200:1 a alta velocidad, mucho más alta que cualquier aeronave). Esto puede hacer maglevs más eficiente por kilómetro. Sin embargo, a altas velocidades de crucero, la arrastre aerodinámica es mucho más grande que la arrastre inducida por ascensor. Los aviones accionados por Jet aprovechan la baja densidad de aire a altas alturas para reducir significativamente el arrastre aéreo. Por lo tanto, a pesar de su desventaja de relación de elevación a carga, pueden viajar más eficientemente a altas velocidades que los trenes maglev que operan a nivel del mar.
• Routing: Maglevs ofrecen tiempos de viaje competitivos para distancias de 800 kilómetros (500 mi) o menos. Además, los maglevs pueden servir fácilmente destinos intermedios.
• Disponibilidad: Los Maglevs son poco afectados por el clima.
• Tiempo de viaje: Maglevs no se enfrentan a los protocolos de seguridad extendidos que enfrentan los viajeros de aire ni es tiempo consumido para el taxi, o para hacer cola para el despegue y aterrizaje.

Economía

A medida que se despliegan más sistemas maglev, los expertos esperan que los costos de construcción caigan empleando nuevos métodos de construcción y de economías de escala.

Sistemas de alta velocidad

La línea de demostración de Shanghai maglev costó 1.200 millones de dólares para construir en 2004. Este total incluye costos de capital como el despejado de la derecha de la carretera, la conducción de pilas extensas, la fabricación de guías in situ, la construcción de muelles in situ a 25 metros (82 pies) intervalos, una instalación de mantenimiento y patio de vehículos, varios interruptores, dos estaciones, operaciones y sistemas de control, sistema de alimentación eléctrica, cables e inversores, y capacitación operacional. Ridership no es un foco primario de esta línea de demostración, ya que la estación Longyang Road está en las afueras orientales de Shanghai. Una vez que la línea se extiende a la estación de tren de South Shanghai y a la estación del aeropuerto de Hongqiao, que puede no ocurrir debido a razones económicas, se esperaba que la conducción cubrira los costos de operación y mantenimiento y generara ingresos netos significativos.

Se esperaba que la ampliación del sur de Shanghai costara aproximadamente 18 millones de dólares por kilómetro. En 2006, el gobierno alemán invirtió $125 millones en el desarrollo de reducción de costos de vías guía que produjo un diseño modular totalmente de concreto que es más rápido de construir y es un 30% menos costoso. También se desarrollaron otras nuevas técnicas de construcción que colocaron el maglev a un precio igual o inferior al de la nueva construcción de trenes de alta velocidad.

La Administración Federal de Ferrocarriles de los Estados Unidos, en un informe de 2005 al Congreso, estimó el costo por milla entre 50 y 100 millones de dólares. La Declaración de Impacto Ambiental de la Administración de Tránsito de Maryland (MTA) estimó un precio de 4.900 millones de dólares para la construcción y 53 millones de dólares al año para las operaciones de su proyecto.

Se estima que la construcción del Chuo Shinkansen Maglev propuesto en Japón costará aproximadamente 82 mil millones de dólares, y su ruta requerirá túneles largos. Una ruta Tokaido maglev que reemplace el Shinkansen actual costaría 1/10 del costo, ya que no se necesitaría un nuevo túnel, pero los problemas de contaminación acústica hicieron que esto fuera inviable.

Sistemas de baja velocidad

La construcción del Linimo HSST japonés costó aproximadamente 100 millones de dólares por kilómetro. Además de ofrecer mejores costos de operación y mantenimiento en comparación con otros sistemas de transporte, estos maglevs de baja velocidad brindan niveles ultra altos de confiabilidad operativa, introducen poco ruido y generan cero contaminación del aire en entornos urbanos densos.

Récords

La velocidad maglev más alta registrada es de 603 kilómetros por hora (375 mph), alcanzada en Japón por el maglev superconductor L0 de JR Central el 21 de abril de 2015, 28 kilómetros por hora (17 mph) más rápido que el TGV convencional. Récord de velocidad rueda-carril. Sin embargo, las diferencias operativas y de rendimiento entre estas dos tecnologías tan diferentes son mucho mayores. El récord del TGV se logró acelerando un ligero descenso de 72,4 kilómetros (45 millas), que requirió 13 minutos. Luego, el TGV tardó otros 77,25 kilómetros (48 millas) en detenerse, lo que requirió una distancia total de 149,65 kilómetros (93 millas) para la prueba. El récord L0, sin embargo, se logró en la pista de pruebas de Yamanashi de 42,8 kilómetros (26,6 millas), menos de 1/3 de la distancia. En realidad, no se ha intentado ninguna operación comercial de levitación magnética o carriles de ruedas a velocidades superiores a 500 kilómetros por hora (310 mph).

Historia de los récords de velocidad del maglev

Sistemas

Sistemas operativos

Alta velocidad

Shanghái Maglev (2003)

El tren Maglev de Shanghai, una implementación del sistema alemán Transrapid, tiene una velocidad máxima de 300 kilómetros por hora (190 mph). La línea es el primer maglev de alta velocidad comercialmente operativo y más rápido. Conecta el aeropuerto internacional de Shanghai Pudong y las afueras del centro de Pudong, Shanghai. El servicio cubre una distancia de 30,5 kilómetros (19,0 millas) en sólo 8 minutos.

En enero de 2001, los chinos firmaron un acuerdo con Transrapid para construir una línea maglev de alta velocidad EMS para unir el aeropuerto internacional de Pudong con la estación de metro Longyang Road en el extremo sureste de Shanghai. Esta línea de demostración del Tren Maglev de Shanghai, o Segmento Operativo Inicial (IOS), ha estado en operaciones comerciales desde abril de 2004 y ahora opera 115 viajes diarios (frente a 110 en 2010) que atraviesan los 30 kilómetros (19 millas) entre las dos estaciones en 8 minutos, alcanzando una velocidad máxima de 300 kilómetros por hora (190 mph) y un promedio de 224 kilómetros por hora (139 mph). Antes de mayo de 2021, los servicios operaban a hasta 431 kilómetros por hora (268 mph), y tardaban solo 7 minutos en completar el viaje. En una prueba de puesta en servicio del sistema el 12 de noviembre de 2003, alcanzó 501 kilómetros por hora (311 mph), su velocidad de crucero máxima diseñada. El maglev de Shanghai es más rápido que la tecnología de Birmingham y tiene una confiabilidad puntual (al segundo) superior al 99,97%.

Los planes para ampliar la línea hasta la estación de tren Sur de Shanghai y el aeropuerto de Hongqiao en el extremo noroeste de Shanghai están en suspenso. Después de que el ferrocarril de pasajeros Shanghai-Hangzhou entró en funcionamiento a finales de 2010, la extensión maglev se volvió algo redundante y podría cancelarse.

Baja velocidad

Linimo (Tobu Kyuryo Line, Japan) (2005)

El sistema comercial automatizado "Urban Maglev" El sistema comenzó a funcionar en marzo de 2005 en Aichi, Japón. La línea Tobu Kyuryo, también conocida como línea Linimo, cubre 9 kilómetros (5,6 millas). Tiene un radio de operación mínimo de 75 metros (246 pies) y una pendiente máxima del 6%. El tren de motor lineal levitado magnéticamente tiene una velocidad máxima de 100 kilómetros por hora (62 mph). Más de 10 millones de pasajeros utilizaron este "maglev urbano" línea en sus primeros tres meses de operación. A 100 kilómetros por hora (62 mph), es lo suficientemente rápido como para realizar paradas frecuentes, tiene poco o ningún impacto acústico en las comunidades circundantes, puede circular por derechos de paso de radios cortos y opera durante condiciones climáticas adversas. Los trenes fueron diseñados por Chubu HSST Development Corporation, que también opera una vía de prueba en Nagoya.

Exposición Maglev de Daejeon (2008)

Las primeras pruebas de prueba de maglev utilizando suspensión electromagnética abiertas al público fueron el HML-03, fabricado por Hyundai Heavy Industries para la Expo Daejeon en 1993, después de cinco años de investigación y fabricación de dos prototipos, HML-01 y HML-02. La investigación gubernamental sobre maglev urbano utilizando suspensión electromagnética comenzó en 1994. El primer maglev urbano operativo fue el UTM-02 en Daejeon a partir del 21 de abril de 2008 después de 14 años de desarrollo y un prototipo; UTM-01. El tren recorre una vía de 1 kilómetro (0,6 mi) entre Expo Park y el Museo Nacional de Ciencias, que se ha acortado con la remodelación del Expo Park. Actualmente la pista finaliza en la calle paralela al museo de ciencias. Mientras tanto, UTM-02 realizó la primera simulación de levitación magnética del mundo. Sin embargo, el UTM-02 sigue siendo el segundo prototipo de un modelo final. El modelo UTM final del maglev urbano de Rotem, UTM-03, se utilizó para una nueva línea que se inauguró en 2016 en la isla Yeongjong de Incheon que conecta el Aeropuerto Internacional de Incheon (ver más abajo).

Maglev del aeropuerto de Incheon (2016)

El Aeropuerto Maglev de Incheon comenzó sus operaciones comerciales el 3 de febrero de 2016. Fue desarrollado y construido a nivel nacional. En comparación con Linimo, tiene un diseño más futurista gracias a que es más liviano y los costos de construcción se reducen a la mitad. Conecta el aeropuerto internacional de Incheon con la estación Yongyu, lo que reduce el tiempo de viaje. Cubre una distancia de 6,1 km.

Changsha Maglev (2016)

El gobierno provincial de Hunan inició la construcción de una línea maglev entre el aeropuerto internacional de Changsha Huanghua y la estación de tren de Changsha Sur, cubriendo una distancia de 18,55 km. La construcción comenzó en mayo de 2014 y se completó a finales de 2015. Las pruebas comenzaron el 26 de diciembre de 2015 y las operaciones de prueba comenzaron el 6 de mayo de 2016. Hasta el 13 de junio de 2018, el maglev de Changsha había cubierto una distancia de 1,7 millones de kilómetros y había transportado casi 6 millones de pasajeros. Se ha producido una segunda generación de estos vehículos que alcanzan una velocidad máxima de 160 km/h (99 mph). En julio de 2021, el nuevo modelo entró en servicio operando a una velocidad máxima de 140 km/h (87 mph), lo que redujo el tiempo de viaje en 3 minutos.

Línea S1 de Pekín (2017)

Beijing ha construido la segunda línea maglev de baja velocidad de China, la Línea S1 del Metro de Beijing, utilizando tecnología desarrollada por la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa. La línea se abrió el 30 de diciembre de 2017. La línea opera a velocidades de hasta 100 kilómetros por hora (62 mph).

Fenghuang Maglev (2022)

Fenghuang Maglev (凤凰磁浮) es una línea maglev de velocidad media a baja en el condado de Fenghuang, Xiangxi, provincia de Hunan, China. La línea opera a velocidades de hasta 100 kilómetros por hora (62 mph). La primera fase tiene 9,12 kilómetros (5,67 millas) con 4 estaciones (y 2 estaciones de relleno futuras más). La primera fase se inauguró el 30 de julio de 2022 y conecta la estación de tren de Fenghuanggucheng en el ferrocarril de alta velocidad Zhangjiajie-Jishou-Huaihua con el Jardín Folclórico de Fenghuang.

Maglevs en construcción

Chūō Shinkansen (Japón)

El Chuo Shinkansen es una línea maglev de alta velocidad en Japón. La construcción comenzó en 2014 y se esperaba que las operaciones comerciales comenzaran en 2027. El objetivo de 2027 se abandonó en julio de 2020. El proyecto Linear Chuo Shinkansen tiene como objetivo conectar Tokio y Osaka a través de Nagoya, la ciudad capital de Aichi, en aproximadamente una hora., menos de la mitad del tiempo de viaje de los trenes bala más rápidos existentes que conectan las tres metrópolis. Originalmente se esperaba que la vía completa entre Tokio y Osaka estuviera terminada en 2045, pero el operador ahora apunta a 2037.

El tipo de tren de la serie L0 está siendo sometido a pruebas por parte de la Central Japan Railway Company (JR Central) para su eventual uso en la línea Chūō Shinkansen. Estableció un récord mundial de velocidad con tripulación de 603 kilómetros por hora (375 mph) el 21 de abril de 2015. Está previsto que los trenes circulen a una velocidad máxima de 505 kilómetros por hora (314 mph), ofreciendo tiempos de viaje de 40 minutos entre Tokio (Estación Shinagawa) y Nagoya, y 1 hora y 7 minutos entre Tokio y Osaka (estación Shin-Ōsaka).

Qingyuan Maglev (China)

Qingyuan Maglev (清远磁浮旅游专线) es una línea maglev de velocidad media a baja en Qingyuan, provincia de Guangdong, China. La línea operará a velocidades de hasta 100 kilómetros por hora (62 mph). La primera fase tiene 8,1 km con 3 estaciones (y 1 futura estación de relleno más). La primera fase estaba originalmente programada para abrirse en octubre de 2020 y conectará la estación de tren Yinzhan en el ferrocarril interurbano Guangzhou-Qingyuan con el parque temático Qingyuan Chimelong. A largo plazo la línea tendrá una longitud de 38,5 km.

Pistas de prueba

AMT pista de prueba – Powder Springs, Georgia, EE.UU.

Un segundo prototipo de sistema en Powder Springs, Georgia, Estados Unidos, fue construido por American Maglev Technology, Inc. La pista de prueba es de 610 metros (2.000 pies) de largo con una curva de 168,6 metros (553 pies). Los vehículos funcionan hasta 60 kilómetros por hora (37 mph), por debajo del máximo operacional propuesto de 97 kilómetros por hora (60 mph). Un examen de junio de 2013 de la tecnología pidió que se llevara a cabo un amplio programa de pruebas para garantizar que el sistema cumple con varios requisitos regulatorios, incluyendo la American Society of Civil Engineers (ASCE) People Mover Standard. La revisión señaló que la pista de prueba es demasiado corta para evaluar la dinámica de los vehículos a las velocidades máximas propuestas.

Programa UMTD de FTA, EE.UU.

En EE. UU., el programa de demostración de tecnología Maglev urbano de la Administración Federal de Tránsito (FTA) financió el diseño de varios proyectos de demostración de maglev urbano de baja velocidad. Evaluó HSST para el Departamento de Transporte de Maryland y tecnología maglev para el Departamento de Transporte de Colorado. La FTA también financió el trabajo de General Atomics de la Universidad de California en Pensilvania para evaluar el sistema EDS superconductor MagneMotion M3 y Maglev2000 de Florida. Otros proyectos de demostración de maglev urbano destacados en Estados Unidos son el LEVX en el estado de Washington y el Magplane, con sede en Massachusetts.

San Diego, California, EE. UU.

General Atomics tiene una instalación de prueba de 120 metros (390 pies) en San Diego, que se utiliza para probar el transbordador de carga Union Pacific de 8 kilómetros (5 mi) en Los Ángeles. La tecnología es "pasiva" (o "permanente"), utilizando imanes permanentes en una matriz Halbach para ascensor y sin necesidad de electroimanes para levitación o propulsión. General Atomics recibió 90 millones de dólares en fondos de investigación del gobierno federal. También están considerando su tecnología para servicios de pasajeros de alta velocidad.

SCMaglev, Yamanashi Japón

Japón tiene una línea de demostración en la prefectura de Yamanashi, donde el tren de prueba Shinkansen SCMaglev Serie L0 alcanzó los 603 kilómetros por hora (375 mph), más rápido que cualquier tren con ruedas. La línea de demostración pasará a formar parte del Chūō Shinkansen que unirá Tokio y Nagoya, que se encuentra actualmente en construcción.

Estos trenes utilizan imanes superconductores, que permiten un espacio más grande, y una suspensión electrodinámica (EDS) de tipo repulsivo/atractivo. En comparación, Transrapid utiliza electroimanes convencionales y suspensión electromagnética de tipo atractivo (EMS).

El 15 de noviembre de 2014, la Compañía de Ferrocarriles de Japón Central realizó ocho días de pruebas para el tren Shinkansen maglev experimental en su pista de pruebas en la prefectura de Yamanashi. Cien pasajeros recorrieron una ruta de 42,8 kilómetros (26,6 millas) entre las ciudades de Uenohara y Fuefuki, alcanzando velocidades de hasta 500 kilómetros por hora (310 mph).

Sengenthal, Alemania y Chengdu, China

Transport System Bögl, una división de la empresa constructora alemana Max Bögl, ha construido una pista de pruebas en Sengenthal, Baviera, Alemania. En apariencia, se parece más al M-Bahn alemán que al sistema Transrapid. El vehículo probado en pista está patentado en EE.UU. por Max Bögl. La empresa también forma parte de una empresa conjunta con una empresa china. Se construyó una línea de demostración de 3,5 km (2,2 millas) cerca de Chengdu, China, y dos vehículos fueron transportados por aire hasta allí en junio de 2000. En abril de 2021, un vehículo en la pista de pruebas china alcanzó una velocidad máxima de 169 km/h (105 mph)..

Universidad Jiaotong del Suroeste, China

El 31 de diciembre de 2000, el primer maglev superconductor de alta temperatura tripulado fue probado con éxito en la Universidad Southwest Jiaotong, Chengdu, China. Este sistema se basa en el principio de que los superconductores a granel de alta temperatura pueden levitar de forma estable por encima o por debajo de un imán permanente. La carga era de más de 530 kilogramos (1170 libras) y el espacio de levitación de más de 20 milímetros (0,79 pulgadas). El sistema utiliza nitrógeno líquido para enfriar el superconductor.

Campus Jiading de la Universidad de Tongji, China

Una pista de pruebas de levitación magnética de 1,5 km (0,93 mi) ha estado en funcionamiento desde 2006 en el campus de Jiading de la Universidad de Tongji, al noroeste de Shanghai. La pista utiliza el mismo diseño que el Shanghai Maglev en funcionamiento. La velocidad máxima está restringida a 120 km/h (75 mph) debido a la longitud de la vía y su topología.

Pista de pruebas MagRail, Polonia

En el primer trimestre de 2022, la startup tecnológica polaca Nevomo completó la construcción de la pista de pruebas más larga de Europa para levitación magnética pasiva. La vía férrea de 700 metros de longitud en el voivodato subcarpático de Polonia permite a los vehículos que utilizan el sistema MagRail de la empresa viajar a velocidades de hasta 160 km/h. La instalación de todo el equipo necesario en el camino se completó en diciembre de 2022 y las pruebas comenzaron en la primavera de 2023.

Sistemas maglev propuestos

Se han propuesto muchos sistemas maglev en América del Norte, Asia y Europa. Muchas se encuentran en las primeras etapas de planificación o fueron rechazadas explícitamente.

Australia

Sydney-Illawarra

Se propuso una ruta maglev entre Sydney y Wollongong. La propuesta saltó a la fama a mediados de los años 1990. El corredor de cercanías Sydney-Wollongong es el más grande de Australia, con más de 20.000 personas viajando cada día. Los trenes actuales utilizan la línea Illawarra, entre el acantilado de la escarpa de Illawarra y el Océano Pacífico, con tiempos de viaje de aproximadamente 2 horas. La propuesta reduciría los tiempos de viaje a 20 minutos.

Melbourne

A finales de 2008, se presentó una propuesta al Gobierno de Victoria para construir una línea maglev operada y financiada de forma privada para dar servicio al área metropolitana del Gran Melbourne en respuesta al Informe de Transporte de Eddington que no investigaba las opciones de transporte en superficie. El maglev daría servicio a una población de más de 4 millones y la propuesta costó 8 mil millones de dólares australianos.

Sin embargo, a pesar de la congestión de las carreteras y del mayor espacio vial per cápita de Australia, el gobierno desestimó la propuesta a favor de una ampliación de la carretera que incluía un túnel de carretera de 8.500 millones de dólares australianos, una extensión de 6.000 millones de dólares del Eastlink a la carretera de circunvalación occidental y una 700 millones de dólares en Frankston Bypass.

Canadá

Zoológico de Toronto: Magnovate, con sede en Edmonton, ha propuesto un nuevo sistema de transporte y atracción en el Zoológico de Toronto que reactivará el sistema Domain Ride del Zoológico de Toronto, que se cerró después de dos accidentes graves en 1994. El Zoológico El consejo de administración de la empresa aprobó por unanimidad la propuesta el 29 de noviembre de 2018.

La compañía construirá y operará el sistema de $25 millones en la antigua ruta del Domain Ride (conocido localmente como Monorail, a pesar de no ser considerado tal) sin costo alguno para el zoológico y lo operará durante 15 años, dividiendo las ganancias. con el Zoológico. El viaje ofrecerá un circuito unidireccional alrededor de los terrenos del zoológico, dará servicio a cinco estaciones y probablemente reemplazará el actual servicio de tranvía turístico Zoomobile. Se prevé que esté operativo a más tardar en 2022 y, en caso de ser aprobado, se convertirá en el primer sistema maglev operativo comercialmente en América del Norte.

China

Línea Pekín – Guangzhou

Una línea de prueba de levitación magnética que unirá Xianning, en la provincia de Hubei, y Changsha, en la provincia de Hunan, comenzará a construirse en 2020. La línea de prueba tiene aproximadamente 200 kilómetros (120 millas) de longitud y podría ser parte de la línea de levitación magnética Beijing-Guangzhou en la planificación a largo plazo.. En 2021, el gobierno de Guangdong propuso una línea Maglev entre Hong Kong y Guangzhou vía Shenzhen y más allá hasta Beijing.

Otras líneas propuestas

Shanghai – Hangzhou

China planeaba ampliar el tren Maglev de Shanghai existente, inicialmente unos 35 kilómetros (22 millas) hasta el aeropuerto Hongqiao de Shanghai y luego 200 kilómetros (120 millas) hasta la ciudad de Hangzhou (tren Maglev Shanghai-Hangzhou). Si se construye, esta sería la primera línea ferroviaria interurbana de levitación magnética en servicio comercial.

El proyecto fue controvertido y se retrasó repetidamente. En mayo de 2007, los funcionarios suspendieron el proyecto, supuestamente debido a la preocupación del público sobre la radiación del sistema. En enero y febrero de 2008, cientos de residentes se manifestaron en el centro de Shanghai porque la ruta de la línea se acercaba demasiado a sus hogares, citando preocupaciones sobre enfermedades debido a la exposición al fuerte campo magnético, el ruido, la contaminación y la devaluación de las propiedades cercanas a las líneas. La aprobación final para construir la línea se otorgó el 18 de agosto de 2008. Originalmente programada para estar lista para la Expo 2010, los planes exigían su finalización para 2014. El gobierno municipal de Shanghai consideró múltiples opciones, incluida la construcción de la línea subterránea para disipar los temores del público. Este mismo informe señalaba que la decisión final debía ser aprobada por la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma.

En 2007, el gobierno municipal de Shanghai estaba considerando construir una fábrica en el distrito de Nanhui para producir trenes maglev de baja velocidad para uso urbano.

Shanghai – Beijing

Una línea propuesta habría conectado Shanghai con Beijing, a lo largo de una distancia de 1.300 kilómetros (800 millas), a un costo estimado de £15.5 mil millones. No se habían revelado proyectos hasta 2014.

Alemania

El 25 de septiembre de 2007, Baviera anunció un servicio maglev-rail de alta velocidad desde Munich a su aeropuerto. El gobierno bávaro firmó contratos con Deutsche Bahn y Transrapid con Siemens y ThyssenKrupp para el proyecto de 1.850 millones de euros.

El 27 de marzo de 2008, el ministro de Transporte alemán anunció que el proyecto había sido cancelado debido al aumento de los costos asociados con la construcción de la vía. Una nueva estimación sitúa el proyecto entre 3.200 y 3.400 millones de euros.

Hong Kong

En marzo de 2021, un funcionario del gobierno dijo que Hong Kong se incluiría en una red maglev planificada en toda China, que operaría a 600 km/h (370 mph) y comenzaría a abrirse en 2030.

Hong Kong ya está conectado a la red ferroviaria de alta velocidad china mediante el enlace ferroviario expreso Guangzhou-Shenzhen-Hong Kong, que se inauguró el domingo 23 de septiembre de 2018.

India

Mumbai – Delhi: Una empresa estadounidense presentó un proyecto al entonces ministro de ferrocarriles indio (Mamata Banerjee) para conectar Mumbai y Delhi. Entonces el Primer Ministro Manmohan Singh dijo que si el proyecto de la línea tenía éxito, el gobierno indio construiría líneas entre otras ciudades y también entre Mumbai Central y el Aeropuerto Internacional Chhatrapati Shivaji.

Mumbai – Nagpur: El estado de Maharashtra aprobó un estudio de viabilidad para un tren maglev entre Mumbai y Nagpur, a unos 1.000 kilómetros (620 millas) de distancia.

Chennai – Bangalore – Mysore: en diciembre de 2012 se debía preparar y presentar un informe detallado sobre una línea que conectaría Chennai con Mysore a través de Bangalore a un costo de 26 millones de dólares por kilómetro y alcanzaría velocidades de 350. kilómetros por hora (220 mph).

Irán

En mayo de 2009, Irán y una empresa alemana firmaron un acuerdo para utilizar maglev para conectar Teherán y Mashhad. El acuerdo fue firmado en el recinto de la Feria Internacional de Mashhad entre el Ministerio de Carreteras y Transporte iraní y la empresa alemana. La línea de 900 kilómetros (560 millas) posiblemente podría reducir el tiempo de viaje entre Teherán y Mashhad a aproximadamente 2,5 horas. Schlegel Consulting Engineers, con sede en Munich, dijo que habían firmado el contrato con el Ministerio de Transporte iraní y el gobernador de Mashad. "Se nos ha encomendado liderar un consorcio alemán en este proyecto", afirmó. dijo un portavoz. "Estamos en una fase preparatoria." El proyecto podría tener un valor de entre 10 000 y 12 000 millones de euros, afirmó el portavoz de Schlegel.

Italia

Una primera propuesta fue formalizada en abril de 2008, en Brescia, por el periodista Andrew Spannaus que recomendó una conexión de alta velocidad entre el aeropuerto de Malpensa a las ciudades de Milán, Bérgamo y Brescia.

En marzo de 2011, Nicola Oliva propuso una conexión maglev entre el aeropuerto de Pisa y las ciudades de Prato y Florencia (estación de tren Santa Maria Novella y aeropuerto de Florencia). El tiempo de viaje se reduciría de la típica 1 hora y 15 minutos a unos 20 minutos. La segunda parte de la línea sería una conexión con Livorno, para integrar los sistemas de transporte marítimo, aéreo y terrestre.

Malasia/Singapur

Un consorcio liderado por UEM Group Bhd y ARA Group, propuso tecnología maglev para unir ciudades de Malasia con Singapur. La idea fue propuesta por primera vez por YTL Group. Entonces se decía que su socio tecnológico era Siemens. Los altos costos hundieron la propuesta. Resurgió el concepto de un enlace ferroviario de alta velocidad desde Kuala Lumpur a Singapur. Fue citado como una propuesta de "alto impacto" proyecto del Programa de Transformación Económica (ETP) que se dio a conocer en 2010. Se ha aprobado el proyecto ferroviario de alta velocidad Kuala Lumpur-Singapur, pero no utiliza tecnología maglev.

Filipinas

El proyecto Cebu Monorail del Philltram Consortium se construirá inicialmente como un sistema de monorraíl. En el futuro, se actualizará a una tecnología maglev patentada denominada Tren de levitación magnética de la ley de Lenz inducida por giro.

Suiza

SwissRapide: SwissRapide AG, junto con el consorcio SwissRapide, planificó y desarrolló el primer sistema de monorraíl Maglev para el tráfico interurbano entre las principales ciudades del país. SwissRapide iba a ser financiada por inversores privados. A largo plazo, el SwissRapide Express debía conectar las principales ciudades al norte de los Alpes entre Ginebra y San Galo, incluidas Lucerna y Basilea. Los primeros proyectos fueron Berna – Zurich, Lausana – Ginebra y Zurich – Winterthur. La primera línea (Lausana – Ginebra o Zurich – Winterthur) podría entrar en servicio ya en 2020.

Swissmetro: En un proyecto anterior, Swissmetro AG imaginó un maglev (un vactrain) subterráneo parcialmente evacuado. Al igual que SwissRapide, Swissmetro concibió conectar entre sí las principales ciudades de Suiza. En 2011, Swissmetro AG se disolvió y los derechos de propiedad intelectual de la organización pasaron a la EPFL de Lausana.

Reino Unido

Londres – Glasgow: En Reino Unido se propuso una línea de Londres a Glasgow con varias opciones de ruta a través de Midlands, Noroeste y Noreste de Inglaterra. Se informó que estaba bajo consideración favorable por parte del gobierno. El enfoque fue rechazado en el Libro Blanco del Gobierno Conseguir un ferrocarril sostenible publicado el 24 de julio de 2007. Se planeó otro enlace de alta velocidad entre Glasgow y Edimburgo, pero la tecnología seguía sin resolverse.

Estados Unidos

De Washington, D.C. a la ciudad de Nueva York: Utilizando la tecnología Superconducting Maglev (SCMAGLEV) desarrollada por Central Japan Railway Company, el Northeast Maglev conectaría en última instancia los principales aeropuertos y centros metropolitanos del noreste recorriendo más de 480 kilómetros. por hora (300 millas por hora), con el objetivo de un servicio de una hora entre Washington, D.C. y la ciudad de Nueva York. La Administración Federal de Ferrocarriles y el Departamento de Transporte de Maryland están preparando actualmente una Declaración de Impacto Ambiental (EIS) para evaluar los impactos potenciales de la construcción y operación del primer tramo del sistema entre Washington, DC y Baltimore, Maryland, con una parada intermedia en BWI. Aeropuerto.

Transportador de carga Union Pacific: el operador ferroviario estadounidense Union Pacific tiene planes de construir un transbordador de contenedores de 7,9 kilómetros (4,9 millas) entre los puertos de Los Ángeles y Long Beach, con UP' Instalación intermodal de transferencia de contenedores. El sistema se basaría en sistemas "pasivo" tecnología, especialmente adecuada para el transporte de mercancías, ya que no se necesita energía a bordo. El vehículo es un chasis que se desliza hacia su destino. El sistema está siendo diseñado por General Atomics.

Maglev interestatal California-Nevada: Se están estudiando líneas maglev de alta velocidad entre las principales ciudades del sur de California y Las Vegas a través del Proyecto Maglev Interestatal California-Nevada. Este plan se propuso originalmente como parte de un plan de expansión de la I-5 o la I-15, pero el gobierno federal dictaminó que debe separarse de los proyectos de obras públicas interestatales.

Después de la decisión, grupos privados de Nevada propusieron una línea que vaya desde Las Vegas a Los Ángeles con paradas en Primm, Nevada; panadero, California; y otros puntos en todo el condado de San Bernardino hasta Los Ángeles. Los políticos expresaron su preocupación de que una línea ferroviaria de alta velocidad fuera del estado llevaría el gasto fuera del estado junto con los viajeros.

El Proyecto Pensilvania: El corredor del Proyecto Maglev de Alta Velocidad de Pensilvania se extiende desde el Aeropuerto Internacional de Pittsburgh hasta Greensburg, con paradas intermedias en el centro de Pittsburgh y Monroeville. Se afirmó que este proyecto inicial prestaría servicios a aproximadamente 2,4 millones de personas en el área metropolitana de Pittsburgh. La propuesta de Baltimore compitió con la propuesta de Pittsburgh por una subvención federal de 90 millones de dólares.

Aeropuerto de San Diego-Condado Imperial: En 2006, San Diego encargó un estudio para una línea maglev hasta un aeropuerto propuesto ubicado en el condado de Imperial. SANDAG afirmó que el concepto sería un "aeropuertos [sic] sin terminales", que permitiría a los pasajeros registrarse en una terminal en San Diego ("terminales satélite"), tomar el tren hasta el aeropuerto y abordar directamente el avión. Además, el tren tendría potencial para transportar mercancías. Se solicitaron más estudios aunque no se acordó financiación.

Aeropuerto Internacional de Orlando al Centro de Convenciones del Condado de Orange: En diciembre de 2012, el Departamento de Transporte de Florida dio aprobación condicional a una propuesta de American Maglev para construir un aeropuerto privado de 14,9 millas (24 km), 5 -línea de estación desde el Aeropuerto Internacional de Orlando hasta el Centro de Convenciones del Condado de Orange. El Departamento solicitó una evaluación técnica y dijo que se emitiría una solicitud de propuestas para revelar cualquier plan en competencia. La ruta requiere el uso de un derecho de vía pública. Si la primera fase tuviera éxito, American Maglev propondría dos fases más (de 4,9 y 19,4 millas [7,9 y 31,2 km]) para llevar la línea a Walt Disney World.

San Juan – Caguas: Se propuso un proyecto de levitación magnética de 16,7 millas (26,9 km) que une la estación Cupey del Tren Urbano en San Juan con dos estaciones propuestas en la ciudad de Caguas, al sur. de San Juan. La línea maglev discurriría a lo largo de la autopista PR-52, conectando ambas ciudades. Según American Maglev, el costo del proyecto sería de aproximadamente 380 millones de dólares.

Incidentes

Dos incidentes involucraron incendios. Un tren de pruebas japonés en Miyazaki, el MLU002, fue completamente consumido por un incendio en 1991.

El 11 de agosto de 2006, se produjo un incendio en el comercial Shanghai Transrapid poco después de llegar a la terminal de Longyang. Las personas fueron evacuadas sin incidentes antes de que el vehículo fuera desplazado aproximadamente 1 kilómetro para evitar que el humo llenara la estación. Los funcionarios de NAMTI recorrieron las instalaciones de mantenimiento de SMT en noviembre de 2010 y descubrieron que la causa del incendio fue una "fuga térmica" en una bandeja de batería. Como resultado, SMT consiguió un nuevo proveedor de baterías, instaló nuevos sensores de temperatura y aisladores y rediseñó las bandejas.

El 22 de septiembre de 2006, un tren Transrapid chocó con un vehículo de mantenimiento durante un recorrido de prueba/publicidad en Lathen (Baja Sajonia/noroeste de Alemania). Veintitrés personas murieron y diez resultaron heridas; estas fueron las primeras muertes en accidentes de maglev. El accidente fue causado por un error humano. Se presentaron cargos contra tres empleados de Transrapid después de una investigación que duró un año.

La seguridad es una preocupación mayor en el transporte público de alta velocidad debido a la posibilidad de que se produzcan fuertes impactos y un gran número de víctimas. En el caso de los trenes maglev, así como de los trenes convencionales de alta velocidad, un incidente podría deberse a un error humano, incluida la pérdida de energía, o a factores fuera del control humano, como el movimiento del suelo causado por un terremoto.