La tecnología Maglev Superconductor (SCMAGLEV) ofrece a los trenes el potencial de alcanzar de forma segura velocidades inimaginables, superando todos los avances ferroviarios de alta velocidad anteriores. En 2015, un tren SCMAGLEV operado por Central Japón Railway Compania(JR Central) rompió el récord mundial de velocidad del tren al registrarse a 603 km/h (374 mph) en la línea Yamanashi Maglev cerca del monte Fuji. Con esta tecnología, la industria y la sociedad tienen la capacidad de revolucionar y mejorar las redes de transporte congestionadas en todo el mundo, mientras que su viaje diario, ocio y negocios una experiencia mucho más agradable.
A medida que esta industria crece, es probable que escuche más sobre ella en los próximos años. A partir de 2027 SCMAGLEV conectará Tokio y Nagoya en 40 minutos, y el noreste de Maglev está trabajando para hacer que los viajes entre Washington, DC y Nueva York en una hora sean una realidad.
I. ¿Qué es Maglev y Cómo Funciona?
Maglev es la abreviatura de «levitación magnética». En lugar de los trenes tradicionales propulsados por ruedas sobre acero y motores, los trenes maglev son suspendidos y propulsados por imanes. Los trenes flotan aproximadamente cinco pulgadas por encima de una guía, creando así cero fricciones y permitiendo velocidades más rápidas sin vibración y ruido gravosos.
Acuerdo de JR Central, las claves de la alta velocidad y aceleración del sistema SCMAGLEV son las fuerzas magnéticas que actúan entre potentes imanes superconductores situados a bordo de los trenes y dos conjuntos de bobinas que se instalan en las paredes de la guía.
Los motores eléctricos convencionales contienen piezas móviles (rotor) y piezas estacionarias (estator). Cuando se electrifica mediante una corriente alterna, el estator genera un campo magnético con polos alternos. Debido a que el rotor contiene imanes con polos fijos, se generan fuerzas de atracción y repelente entre el estator y el rotor. Esas fuerzas hacen que el rotor gire continuamente alrededor de su eje durante el tiempo que se suministra energía.
El sistema SCMAGLEV utiliza un motor lineal – imagen de un motor eléctrico tradicional que se ha dividido abierto y dispuesto en una línea que se extiende a lo largo de la guía.
Al igual que un motor convencional, el motor lineal del SCMAGLEV se compone de piezas móviles (imanes superconductores en el tren móvil) y piezas estacionarias (bobinas de propulsión en la guía), pero cuando se aplica la corriente, el tren se impulsa a lo largo de la guía, en lugar de girar sobre un eje.
II. Orígenes de Maglev
Como estudiante de posgrado en física en 1909 Robert H. Goddard, el famoso científico de cohetes estadounidense que más tarde sería honrado por la NASA por su invención del cohete de combustible líquido, fue el primero en plantear la idea de un magnéticamente tren levitado. A finales de la década de 1940, un ingeniero eléctrico británico en el Imperial Colegio de Londres llamado Eric Laithwaite desarrolló el primer modelo de trabajo de tamaño completo de inducción lineal del motor. Este concepto y su potencial fueron refinados en la década de 1960. La primera patente que detalla la física de un tren maglev fue otorgada en 1967 a dos físicos estadounidenses, el Dr. Gordon T. Danby y el Dr. James R. Powell, que entonces trabajaban en el Laboratorio Nacional Brookhaven. La idea inicial de un tren maglev le ocurrió al Dr. Powell en 1960 mientras estaba atascado en el tráfico de automóviles en el Throgs Neck Bridge en ruta a Boston. El Dr. Powell informó a su colega Brookhaven, el Dr. Danby, de la idea. Después de haber utilizado anteriormente imanes para diseñar el acelerador de partículas más potente del mundo, el Sincrotrón de Degradado Alternativo, el Dr. Danby y el Dr. Powell ya eran defensores entusiastas de la fuerza magnética. Su diseño pretendía que los electroimanes superconductores generaran «una fuerza de suspensión, para flotar el tren sobre el suelo», y era utilizar una «hélice, chorro, [o] cohete» para lograr empuje. En 2000, recibieron la Medalla Benjamin Franklin en Ingeniería por su trabajo.
III. ¿Dónde opera Maglev aparte de Japón?
Aparte de la línea Maglev de la prefectura de Yamanashi en Japón (la pista de 26 millas antes mencionada fuera del área metropolitana de Tokio), hay un sistema maglev urbano de baja velocidad, llamado Linimo en Japón, y actualmente hay otros dos líneas maglev comerciales en servicio: una línea maglev de baja velocidad en Corea del Sur que conecta Incheon con el aeropuerto internacional de Incheon y una línea maglev de alta velocidad en China que conecta Shanghai con el aeropuerto internacional de Shanghai Pudong. Además, el despliegue de líneas comerciales maglev no es un desarrollo reciente. En las décadas de 1980 y 1990, había líneas de maglev operativas cortas en Gran Bretaña y Alemania.
En 1984, el primer maglev comercial llegó en línea en Birmingham, Inglaterra. De 1984 a 1995, un maglev de baja velocidad conectó el Aeropuerto Internacional de Birmingham con la estación de tren internacional de Birmingham. Sólo atravesó 600 metros y viajó lentamente. Aunque fue popular al principio, la falta de mejoras llevó a un potencial insatisfecho y eventual obsolescencia.
Alemania comenzó a probar la tecnología de trenes maglev ya en 1979. En julio de 1989 Berlín inauguró el M-Bahn, una línea elevada de maglev de baja velocidad de una milla con tres estaciones diseñadas para llenar los huecos de la red de transporte creada por el edificio del Muro de Berlín. Sin embargo, el M-Bahn fue despedido apenas dos años más tarde con la reunificación de Alemania.
Siemens y ThyssenKrupp, ambos reconocidos gigantes de la industria alemana, emprendieron la más ambiciosa complejidad de Alemania. Formaron una empresa conjunta maglev de alta velocidad llamada Transrapid. De 1984 a 2012, Transrapid operó una pista de pruebas de 20 millas en Emsland en Baja Sajonia. Uno sería negligente hablar de Transrapid sin discutir un accidente fatal en 2006 cuando un tren de prueba chocó con un vehículo de mantenimiento. El accidente fue dictaminado como resultado de un error humano derivado de un fallo de comunicación y no de un defecto en la tecnología maglev. A diferencia de lo que sucedería con un tren de rueda de acero convencional, el tren maglev no descarrilaba después de la colisión.
Mientras que Transrapid finalmente dejó de operar en Alemania unos años más tarde, Transrapid diseñó los conjuntos de trenes para el maglev de Shanghai. Aunque Maglev no duró en Europa, el conocimiento y la perspicacia de ingeniería desarrollados por Alemania en la segunda mitad del siglo XX resultaron fundamentales para el éxito del maglev chino.
IV. Maglev en Japón
Acuerdo de JR Central, la investigación sobre un sistema ferroviario de propulsión de motor lineal levitación magnéticamente en 1962 como el unión ultrarrápido de próxima generación entre Tokio y Osaka con un tiempo de viaje de 1 hora. La primera carrera de levitación exitosa en el M100 se realizó en el Instituto de Investigación Técnica Ferroviaria en 1972. Una pista de pruebas Maglev fue construida en Miyazaki en 1977, y en 1979 el primer vehículo de prueba ML-500 logró un récord mundial de velocidad en el momento de 321 mph. En 1980, la guía fue modificada de una forma de tipo T invertida a una forma de tipo U, y las pruebas continuaron en el MLU001 y MLUL002N con tripulación. Aunque se llevaron a cabo pruebas fundamentales sobre el rendimiento básico del Maglev en la pista de pruebas De Zaki Maglev, esta pista era sólo una pista sin túneles, pendientes pronunciadas o curvas estrechas. Se requería una nueva línea de prueba con estas características. En 1989, se decidió construir la línea Yamanashi Maglev.
En 2014, el gobierno japonés reconoció que se habían completado los avances tecnológicos necesarios para el servicio de ingresos, y ahora está ampliando el sistema para introducir el servicio de ingresos entre Tokio y Nagoya. Eventualmente, el sistema se extenderá a Osaka. Aproximadamente la misma distancia que Washington, DC a Nueva York, se espera que la porción de Tokio a Nagoya esté completa para 2027.
V. Historia de Maglev en los Estados Unidos
Generalmente, las velocidades de los trenes en los Estados Unidos no han aumentado mucho desde la administración Warren G. Harding. De hecho, en muchos casos, los trenes de hoy son más lentos que en la década de 1920. La rara excepción a esta regresión es la línea Amtrak Acela a lo largo del Corredor Noreste; sin embargo, estos trenes funcionan a la velocidad más lenta de cualquier «tren de alta velocidad» en el mundo. Donde los trenes bala en España, Francia, China y Japón viajan rutinariamente tan rápido como 200 mph, el Acela sólo alcanza velocidades de 150 mph durante partes especialmente rectas de su vía.
En el pasado se han realizado esfuerzos para mejorar las lentas redes ferroviarias de pasajeros de los Estados Unidos, pero éstas sólo trajeron una mejora marginal. A principios de la década de 1970, el presidente Richard Nixon ordenó una revisión del potencial del ferrocarril de alta velocidad con sede en Estados Unidos. Posteriormente, el Departamento de Transporte concluyó que los automóviles y aviones satisfarían las necesidades de transporte de Estados Unidos en las próximas décadas. En cambio, especialmente a lo largo del Corredor Noreste, los esfuerzos resultaron en una congestión mayor. Amtrak dio a conocer recientemente su plan NEC Futuro que pedía trenes de alta velocidad de nueva generación, mejoras en Union Station en Washington DC y inversiones en infraestructura, incluyendo un nuevo túnel ferroviario bajo el río Hudson para aliviar tráfico en la región de Nueva York y Nueva Jersey. A pesar de los encomiables esfuerzos de Amtrak, las realidades duales del aumento de la población y la infra inversión crónica pasada mantendrán al Corredor noreste en una región de movimiento lento y congestionada para el futuro previsible.
Durante las décadas de 1970 y 1980, Maglev también recibió atención de funcionarios públicos con visión de futuro. En 1989, el senador Daniel Patrick Moynihan escribió en un artículo en Ciencias Americanas que los trenes levitados magnéticamente «definirán el siglo venido como el ferrocarril definió el último y el automóvil y el avión han definido este.» El futuro predicho por el senador Moynihan no era entonces inminente, pero a través de la visión y el trabajo de JR Central y El Maglev Noreste, ese futuro se hará realidad.