Transrapid ( alemán: [tʁansʁ̩aˈpiːt] ⓘ ) es un tren monorraíl dealta velocidad desarrollado en Alemaniaque utilizalevitación magnética. La planificación del sistema Transrapid comenzó en 1969 conuna instalación de pruebaDeutsche Bundesbahnaprobó la preparación técnica para la aplicaciónen cooperación con universidades de renombre.[1]
La última versión, el Transrapid 09, está diseñada para una velocidad de crucero de 505 km/h (314 mph) y permite una aceleración y desaceleración de aproximadamente 1 m/s 2 (2,2 mph/s).
En 2002, se completó la primera implementación comercial: el Tren Maglev de Shanghai , que conecta la red de tránsito rápido de la ciudad de Shanghai a 30,5 km (18,95 millas) con el Aeropuerto Internacional Pudong de Shanghai . El sistema Transrapid aún no se ha implementado en una línea interurbana de largo recorrido.
El sistema fue desarrollado y comercializado por Transrapid International, una empresa conjunta de Siemens , ThyssenKrupp y Adtranz .
En 2006, un tren Transrapid chocó con un vehículo de mantenimiento en la vía de pruebas alemana, lo que provocó 23 muertes.
En 2011, la pista de pruebas de Emsland cerró cuando expiró su licencia de funcionamiento. A principios de 2012, se aprobó la demolición y reconversión de todo el sitio de Emsland, incluida la fábrica, pero se retrasó hasta finales de 2023. [2] [3]
El sistema Transrapid Maglev de súper velocidad no tiene ruedas, ejes, transmisiones de engranajes, rieles de acero ni pantógrafos eléctricos elevados . Los vehículos maglev no ruedan sobre ruedas; más bien, flotan sobre la vía, utilizando la fuerza magnética de atracción entre dos conjuntos lineales de bobinas electromagnéticas : un lado de la bobina en el vehículo y el otro lado en la vía, que funcionan juntos como un dipolo magnético. Durante la operación de levitación y desplazamiento, el vehículo Transrapid maglev flota sobre un cojín magnético sin fricción sin contacto mecánico alguno con la vía. Los sistemas electrónicos a bordo del vehículo miden la distancia del espacio dipolo 100.000 veces por segundo para garantizar el espacio entre las bobinas unidas a la parte inferior de la guía y la parte magnética del vehículo envuelta alrededor de los bordes de la guía. Con este control electrónico preciso y constantemente actualizado, la separación dipolar permanece nominalmente constante en 10 milímetros (0,39 pulgadas). Cuando levita, el vehículo maglev tiene aproximadamente 15 centímetros (5,9 pulgadas) de espacio libre sobre la superficie de la vía.
El vehículo Transrapid maglev requiere menos energía para flotar que la que necesita para hacer funcionar su equipo de aire acondicionado a bordo.
En las versiones de vehículos Transrapid TR08 y anteriores, cuando se viajaba a velocidades inferiores a 80 kilómetros por hora (50 mph), el sistema de levitación del vehículo y todos los componentes electrónicos a bordo del vehículo recibían energía a través de conexiones físicas a la vía. A velocidades del vehículo superiores a 80 kilómetros por hora (50 mph), toda la energía a bordo fue suministrada por la oscilación armónica recuperada de los campos magnéticos creados a partir del estator lineal de la pista. (Dado que estas oscilaciones son parásitas, no se pueden utilizar para la propulsión de vehículos). Desde entonces, se ha desarrollado para Transrapid un nuevo sistema de transmisión de energía, versión TR09, en el que los vehículos maglev ahora no requieren contacto físico con la vía para sus necesidades de energía a bordo, independientemente de la velocidad del vehículo maglev. Esta característica ayuda a reducir los costos operativos y de mantenimiento continuo.
En caso de un corte de energía del sistema de propulsión de la pista, el vehículo maglev puede usar baterías de respaldo a bordo para alimentar temporalmente el sistema de levitación del vehículo.
El sistema Transrapid Maglev utiliza un motor lineal de estator largo síncrono tanto para la propulsión como para el frenado. Funciona como un motor eléctrico giratorio cuyo estator se "desenrolla" a lo largo de la parte inferior del carril-guía; en lugar de producir un par (rotación), produce una fuerza lineal a lo largo de su longitud. Los electroimanes del vehículo maglev que lo levantan también funcionan como el equivalente de la parte de excitación ( rotor ) de este motor eléctrico lineal. Dado que el campo magnético viajero funciona en una sola dirección, si hubiera varios trenes maglev en una sección de vía determinada, todos viajarían en la misma dirección, reduciendo así la posibilidad de colisión entre trenes en movimiento.
El consumo de energía normal del Transrapid es de aproximadamente 50 a 100 kilovatios (67 a 134 hp) por sección para levitación, desplazamiento y control del vehículo. El coeficiente de resistencia del Transrapid es de aproximadamente 0,26. La resistencia aerodinámica del vehículo, que tiene una sección transversal frontal de 16 m 2 (172 pies cuadrados), [ cita necesaria ] requiere un consumo de energía, a 400 km/h (249 mph) o 111 m/s (364 pies/ s) velocidad de crucero, dada por la siguiente fórmula:
El consumo de energía se compara favorablemente con otros sistemas ferroviarios de alta velocidad. Con una eficiencia de 0,85, la potencia necesaria es de unos 4,2 MW. El consumo de energía para fines de levitación y guiado equivale aproximadamente a 1,7 kW/t. Como el sistema de propulsión también es capaz de funcionar en sentido inverso, durante el frenado se transfiere energía de nuevo a la red eléctrica . Una excepción a esto es cuando se realiza una parada de emergencia utilizando los patines de aterrizaje de emergencia debajo del vehículo, aunque este método de detener el vehículo está pensado sólo como último recurso en caso de que fuera imposible o indeseable mantener el vehículo levitando hacia atrás. potencia hasta una parada natural.
En comparación con las líneas ferroviarias clásicas, Transrapid permite velocidades y pendientes más altas con menos desgaste y menores consumos de energía y necesidades de mantenimiento. La vía Transrapid es más flexible y se adapta más fácilmente a circunstancias geográficas específicas que un sistema de tren clásico. La carga está restringida a una carga útil máxima de 15 toneladas (14,8 toneladas largas ; 16,5 toneladas cortas ) por automóvil. Transrapid permite velocidades máximas de 550 km/h (342 mph), colocándolo entre los trenes de alta velocidad convencionales (200-320 km/h o 124-199 mph) y el tráfico aéreo (720-990 km/h o 447-615 mph) . El generador de campo magnético, una parte importante del motor que forma parte de la vía, limita la capacidad del sistema.
Desde el punto de vista de la competencia, Transrapid es una solución patentada. Como la vía forma parte del motor, solo se pueden operar los vehículos y la infraestructura Transrapid de una sola fuente. No está previsto ningún abastecimiento múltiple en lo que respecta a los vehículos ni a los cruces y desvíos sumamente complicados. A diferencia de los ferrocarriles clásicos u otras redes de infraestructura, administradas conjuntamente por la Agencia Federal de Redes (Bundesnetzagentur) en Alemania, un sistema Transrapid no permite ninguna competencia directa.
El Transrapid es un medio de transporte eléctrico, limpio, de alta velocidad y de alta capacidad [ cita necesaria ] capaz de establecer conexiones de pasajeros punto a punto en entornos geográficamente desafiantes. Esto debe compararse con el impacto sobre las áreas de protección del patrimonio o del paisaje (compárese con el puente Waldschlösschen ). Cualquier impacto de las emisiones debe tener en cuenta la fuente de energía eléctrica. La reducción de gastos, ruido y vibraciones de un sistema Transrapid exclusivo para personas versus una vía de tren de carga no es directamente comparable. La reutilización de las vías existentes y la interconexión con las redes existentes es limitada. El Transrapid compite indirectamente por recursos, espacio y vías en el entorno urbano con los sistemas de transporte urbano clásicos y los trenes de alta velocidad.
El Shanghai Maglev completamente elevado se construyó a un costo de 1,33 mil millones de dólares en una longitud de 30,5 kilómetros (19,0 millas), incluidos trenes y estaciones. Así, el costo por kilómetro de doble vía fue de 43,6 millones de dólares, incluidos trenes y estaciones. Este fue el primer uso comercial de la tecnología. Desde entonces, las vías rápidas convencionales se han producido en masa en China por entre 4,6 y 30,8 millones de dólares por kilómetro, principalmente en zonas rurales. (Ver Tren de alta velocidad en China ).
En 2008, Transrapid Australia cotizó al gobierno del estado de Victoria 34 millones de dólares australianos por kilómetro para la doble vía. [4] Esto supuso que el 50% de la vía estaba a nivel y el 50% estaba elevado. En comparación, el enlace ferroviario regional de 47 kilómetros (29 millas) que se construirá en Victoria costará 5 mil millones de dólares australianos, o 105 millones de dólares australianos por kilómetro, incluidas dos estaciones.
De lo anterior no es posible decir si la vía rápida transrapid o convencional sería más barata para una aplicación particular.
La mayor velocidad de funcionamiento del sistema maglev dará como resultado que más pasajeros recorran la misma distancia en un tiempo determinado. La capacidad del sistema Transrapid para manejar giros más cerrados y pendientes más pronunciadas podría influir en gran medida en la comparación de costos para un proyecto en particular.
En 2008, Transrapid Australia cotizó al gobierno del estado de Victoria entre 16,5 millones de dólares australianos (cercanías) y 20 millones de dólares australianos (lujo) por sección o vagón de tren. [4] Debido al ancho de 3,7 m (12 pies 2 pulgadas) de los vagones Transrapid, tienen una superficie de aproximadamente 92 metros cuadrados (990 pies cuadrados). Esto equivale a entre 179.000 y 217.000 dólares australianos por metro cuadrado.
En comparación, InterCityExpress , que también construye Siemens , cuesta alrededor de 6 millones de dólares australianos por vagón. Debido a los 2,9 m (9 pies 6 pulgadas) de ancho de los vagones ICE, tienen una superficie de aproximadamente 72 metros cuadrados (775 pies cuadrados). Esto equivale a unos 83.000 dólares australianos por metro cuadrado.
Esto muestra que los trenes Transrapid probablemente cuesten más del doble que los trenes rápidos convencionales ICE 3 en este momento. Sin embargo, cada conjunto de trenes Transrapid es más del doble de eficiente debido a su velocidad de operación y aceleración más rápidas según UK Ultraspeed . En su estudio de caso, sólo se necesita el 44% de la cantidad de trenes Transrapid para transportar el mismo número de pasajeros que los trenes de alta velocidad convencionales.
Transrapid afirma que su sistema tiene costos de mantenimiento muy bajos en comparación con los sistemas ferroviarios de alta velocidad convencionales debido a la naturaleza sin contacto de su sistema. [5]
La única implementación comercial hasta el momento fue en 2000, cuando el gobierno chino ordenó la construcción de una vía Transrapid que conectara Shanghai con su aeropuerto internacional de Pudong . Fue inaugurado en 2002 y los viajes diarios regulares comenzaron en marzo de 2004. La velocidad de viaje es de 431 km/h (268 mph), que el tren Maglev mantiene durante 50 segundos ya que la vía corta de 30,5 km (18,95 mi) sólo permite el crucero. La velocidad debe mantenerse durante un breve periodo de tiempo antes de que deba comenzar la desaceleración. El número medio de pasajeros por día (14 horas de funcionamiento) es de unos 7.500, mientras que la capacidad máxima de asientos por tren es 440. El precio de un billete de segunda clase de unos 50 RMB ( renminbi ) (unos 6 euros ) es cuatro veces el precio de el autobús del aeropuerto y diez veces más caro que un billete de metro comparable.
El proyecto fue patrocinado por los préstamos alemanes Hermes con 200 millones de marcos alemanes. Se cree que el coste total es de 1.330 millones de dólares.
Una extensión planificada de la línea hasta el aeropuerto Hongqiao de Shanghai (35 km o 22 millas) y luego hasta la ciudad de Hangzhou (175 km o 109 millas) se ha retrasado repetidamente. Originalmente se planeó que estuviera listo para la Expo 2010 , la aprobación final se otorgó el 18 de agosto de 2008 y se programó que la construcción comenzara en 2010 y finalizara en 2014. [6] Sin embargo, el plan se canceló, posiblemente debido a la construcción del tren de alta velocidad de Shanghai. –Ferrocarril de pasajeros de Hangzhou . [7]
Las instalaciones de pruebas de Emsland eran la única pista Transrapid en Alemania. [ cita necesaria ] Se ha desactivado y está programado para ser desmontado. Sin embargo, hay planes para utilizarlo como instalación de pruebas para el CRRC 600 o reconstruirlo para que sirva como pista Hyperloop . [8] [9]
En 2007, Irán y una empresa alemana llegaron a un acuerdo sobre el uso de trenes maglev para unir las ciudades de 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. [ cita necesaria ] 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 un portavoz. "Estamos en una fase preparatoria". El próximo paso será formar un consorcio, proceso que se espera que se lleve a cabo "en los próximos meses", afirmó el portavoz. El proyecto podría costar entre 10.000 y 12.000 millones de euros, según el portavoz de Schlegel. Siemens y ThyssenKrupp, los desarrolladores de un tren maglev de alta velocidad, llamado Transrapid, dijeron que desconocían la propuesta. El portavoz de Schlegel afirmó que Siemens y ThyssenKrupp actualmente "no participan" en el consorcio. [10]
SwissRapide AG, en cooperación con el consorcio SwissRapide, está desarrollando y promoviendo un sistema de monorraíl de levitación magnética sobre el suelo (Maglev), basado en la tecnología Transrapid. Los primeros proyectos previstos son las líneas Berna – Zúrich , Lausana – Ginebra y Zúrich – Winterthur . [11] [12]
Transrapid es una de varias empresas que buscan construir un sistema de tránsito de alta velocidad de 190 km (120 millas) paralelo a la Interestatal I-70 en el estado estadounidense de Colorado. [13] Las comunicaciones presentadas dicen que el maglev ofrece un rendimiento significativamente mejor que el ferrocarril, dado el duro clima y el terreno. En noviembre de 2013 no se había preferido ninguna tecnología, aunque la construcción estaba prevista para comenzar en 2020. [14]
El proyecto Maglev de la Interestatal California-Nevada es una línea propuesta de 433 km (269 mi) desde Las Vegas, Nevada hasta Anaheim, California. Un segmento iría desde Las Vegas hasta Primm, Nevada, con un servicio propuesto al próximo aeropuerto Ivanpah Valley del área de Las Vegas. La velocidad máxima sería de 500 km/h (310 mph). En agosto de 2014, los patrocinadores del plan buscaban reactivar el interés en él. [15] [16]
Se han realizado varias otras evaluaciones en los EE. UU., incluidas de Washington DC a Baltimore , de Chattanooga a Atlanta y de Pittsburgh a Filadelfia. [17] Hasta el momento no se ha iniciado la construcción de ningún proyecto. Ver lista de propuestas de trenes maglev en Estados Unidos .
Se ha propuesto un sistema de dos líneas y 120 kilómetros de longitud para la isla de Tenerife , visitada por cinco millones de turistas al año. Conectaría la capital de la isla, Santa Cruz, en el norte, con Costa Adeje en el sur y Los Realejos en el noroeste con una velocidad máxima de 270 km/h (169 mph). El coste estimado es de 3.000 millones de euros. Transrapid tiene ventajas sobre los planes ferroviarios convencionales que requerirían el 35% de su recorrido en túneles debido al terreno empinado de la isla. [18] [19]
El Transrapid surgió como uno de varios conceptos competitivos para el nuevo transporte público terrestre de alta velocidad desarrollado en Alemania. En esta competición, el Transrapid compitió principalmente con el InterCityExpress (ICE), un sistema ferroviario de alta velocidad basado en tecnología ferroviaria "tradicional". El ICE “ganó” porque fue adoptado en todo el país en Alemania, pero el desarrollo de Transrapid continuó. Después de la entrada en servicio del ICE se llevaron a cabo varios estudios para posibles líneas Transrapid, incluida una línea de larga distancia entre Hamburgo y Berlín.
El proyecto de línea Transrapid alemán más reciente, y el que estuvo más cerca de construirse, habiendo sido previamente aprobado, fue una vía de conexión del aeropuerto desde la Estación Central de Múnich hasta el Aeropuerto de Múnich , un proyecto de 40 kilómetros (25 millas). La conexión entre la estación de tren y el aeropuerto estaba a punto de construirse, pero el gobierno alemán la canceló el 27 de marzo de 2008 debido a un enorme sobrecoste. Antes de la cancelación, el partido gobernante, la Unión Socialcristiana de Baviera (CSU), enfrentó resistencia interna y local, en particular de las comunidades a lo largo de la ruta propuesta . El CSU tenía previsto posicionar a Transrapid como ejemplo de tecnología e innovación del futuro en Baviera. El ministro federal de transporte alemán, Wolfgang Tiefensee, anunció la decisión después de una reunión de crisis en Berlín en la que representantes de la industria supuestamente revelaron que los costos habían aumentado de 1.850 millones de euros a más de 3.000 millones de euros (4.700 millones de dólares). [20] Sin embargo, este aumento de los costes previstos se debió principalmente a las estimaciones de costes de la construcción del túnel y la ingeniería civil relacionada después de que el operador designado Deutsche Bahn AG transfiriera la mayor parte del riesgo compartido a sus subcontratistas, y no a la Costo de la tecnología Maglev. [ ¿ investigacion original? ]
El Transrapid fue rechazado en 2007 [21] [22] por el gobierno del Reino Unido para un enlace maglev llamado UK Ultraspeed entre Londres y Glasgow , vía Birmingham, Liverpool/Manchester, Leeds, Teesside, Newcastle y Edimburgo. [21]
El 22 de septiembre de 2006, un tren Transrapid chocó con un vehículo de mantenimiento a 170 km/h (106 mph) en la pista de pruebas de Lathen, Alemania. El vehículo de mantenimiento destruyó la primera sección del tren, luego se salió de la vía para completar dos rotaciones completas antes de aterrizar sobre una pila de escombros previos a la explosión. Este fue el primer accidente importante que involucró a un tren Transrapid. Los medios de comunicación informaron de 23 muertes y de que varias personas resultaron gravemente heridas, siendo estas las primeras muertes en cualquier maglev. [23] El accidente fue causado por un error humano: se permitió que el primer tren saliera de la estación antes de que el vehículo de mantenimiento se saliera de la vía. Esta situación podría evitarse en un entorno de producción instalando un sistema automático de prevención de colisiones.
El 11 de agosto de 2006, un tren Transrapid que circulaba por la línea Maglev de Shanghai se incendió. El incendio fue rápidamente extinguido por los bomberos de Shanghai. Se informó que las baterías a bordo del vehículo pudieron haber provocado el incendio.
En abril de 2006, nuevos anuncios de funcionarios chinos que planeaban reducir los costos del ferrocarril Maglev en un tercio provocaron algunos comentarios fuertes por parte de varios funcionarios alemanes y más declaraciones diplomáticas de preocupación por parte de funcionarios de Transrapid. Deutsche Welle informó que el China Daily había citado al Consejo de Estado alentando a los ingenieros a "aprender y absorber tecnologías avanzadas extranjeras mientras realizan más innovaciones". Los chinos niegan cualquier plagio tecnológico. La Corporación de la Industria de Aviación de China ha dicho que el nuevo tren magnético chino "Zhui Feng" no depende de tecnología extranjera. Es mucho más liviano que el producto Transrapid, dijo la compañía, y presenta un diseño mucho más avanzado. [24]
