Un vacotren (o tren de tubos de vacío ) es un diseño propuesto para el transporte ferroviario de muy alta velocidad . Es una línea de levitación magnética ( maglev ) que utiliza tubos o túneles parcialmente evacuados . La resistencia reducida del aire podría permitir que los vacotrens viajen a velocidades muy altas ( hipersónicas ) con relativamente poca potencia: hasta 6400–8000 km/h (4000–5000 mph). Esto es 5–6 veces la velocidad del sonido en la atmósfera de la Tierra a nivel del mar. [1]
En 1799, George Medhurst , de Londres, ideó y patentó un ferrocarril atmosférico que podía transportar personas o mercancías a través de tubos presurizados o de vacío. Los primeros ferrocarriles atmosféricos y sistemas de transporte por tubos neumáticos (como el Ferrocarril Atmosférico de Dalkey ) dependían de la energía del vapor para su propulsión.
En 1888, Michel Verne , hijo de Julio Verne , imaginó un sistema de transporte neumático submarino que podría propulsar una cápsula de pasajeros a velocidades de hasta 1.800 km/h (1.100 mph) bajo el Océano Atlántico (un túnel transatlántico ) en un cuento llamado "Un expreso del futuro". [2]
El vacotrain propiamente dicho fue inventado por Robert H. Goddard cuando era estudiante de primer año en el Instituto Politécnico de Worcester en los Estados Unidos en 1904. [3] Goddard posteriormente perfeccionó la idea en un cuento de 1906 llamado "La apuesta de alta velocidad", que fue resumido y publicado en un editorial de Scientific American en 1909 llamado "El límite del tránsito rápido". Esther, su esposa, obtuvo una patente estadounidense para el vacotrain en 1950, cinco años después de su muerte. [4]
En 1909, el profesor ruso Boris Weinberg construyó el primer modelo del mundo de su versión propuesta del vactrain en la Universidad Politécnica de Tomsk . [5] [6] Más tarde publicó un concepto de vactrain en 1914 en el libro Movimiento sin fricción (vía eléctrica sin aire) .
En 1955, el escritor de ciencia ficción polaco Stanisław Lem, en su novela La nebulosa de Magallanes , escribió sobre un tren de vacío intercontinental llamado "organowiec", que se desplazaba en un tubo transparente a una velocidad superior a 1.666 km/h (1.035 mph). Más tarde, en abril de 1962, el tren de vacío aparece en el relato "Mercenary" de Mack Reynolds , [7] donde menciona de pasada el transporte por tubos de vacío.
Durante la década de 1970, un destacado defensor del tren de vacío, Robert M. Salter de RAND Corporation , publicó una serie de elaborados artículos de ingeniería. [8] [9]
En el Los Angeles Times (11 de junio de 1972) apareció una entrevista con Robert Salter , en la que analizaba en detalle la relativa facilidad con la que el gobierno de Estados Unidos podía construir un sistema de transporte por tubos utilizando las tecnologías disponibles en aquel momento. Como el sistema de levitación magnética estaba poco desarrollado en aquel momento, propuso ruedas de acero. Se abriría la puerta de la cámara que daba al tubo y entraría suficiente aire por detrás para acelerar el tren hacia el interior del tubo. La gravedad aceleraría aún más el tren que salía hasta el nivel de crucero. Al elevarse desde el nivel de crucero, el tren que llegaba desaceleraría comprimiendo el aire enrarecido que tenía delante, que se ventilaría. Las bombas en las estaciones compensarían las pérdidas debidas a la fricción o al aire que se escapaba por los bordes del tren, ya que el tren en sí no necesitaba motor. Esta combinación de tren de gravedad modificado (superficial) y propulsión ferroviaria atmosférica consumiría poca energía pero limitaría el sistema a velocidades subsónicas, por lo que se propusieron rutas iniciales de decenas o cientos de millas o kilómetros en lugar de distancias transcontinentales. [10]
Los trenes no necesitarían acopladores , cada vagón estaría soldado, atornillado o conectado firmemente de alguna otra manera al siguiente, y la ruta no requeriría más flexiones de las que la flexibilidad del acero pudiera soportar fácilmente. Al final de la línea, el tren se movería lateralmente hacia la cámara final del tubo de retorno. El ferrocarril tendría un tubo de vacío interno y un túnel externo. A la profundidad de crucero, el espacio entre ellos tendría suficiente agua para hacer flotar el tubo de vacío, suavizando el viaje. [ cita requerida ]
Se trazó una ruta a través de la megalópolis del noreste , con nueve estaciones, una en Washington DC , Maryland , Delaware , Pensilvania , Nueva York , Rhode Island , Massachusetts y dos en Connecticut . Se trazaron sistemas de trenes de cercanías para las áreas de San Francisco y Nueva York; la versión de cercanías tendría trenes más largos y pesados, que serían impulsados menos por aire y más por gravedad que la versión interurbana. El sistema de Nueva York tendría tres líneas, que terminarían en Babylon , Paterson , Huntington , Elizabeth , White Plains y St. George . [ cita requerida ]
Salter señaló que un sistema de este tipo ayudaría a reducir el daño ambiental que la aviación y el transporte terrestre provocan a la atmósfera. Calificó el transporte subterráneo de muy alta velocidad (transbordadores de metro) como el "próximo paso lógico" de su país. Los planes nunca pasaron a la siguiente etapa. [ cita requerida ]
En el momento en que se publicaron estos informes, el prestigio nacional era un problema, ya que Japón había estado operando su shinkansen de exhibición durante varios años y la investigación del tren de levitación magnética era una tecnología de moda. El Planetran estadounidense establecería un servicio de metro transcontinental en los Estados Unidos y proporcionaría un viaje de Los Ángeles a la ciudad de Nueva York en una hora. El túnel estaría enterrado a una profundidad de varios cientos de pies en formaciones rocosas sólidas. La construcción haría uso de láseres para asegurar la alineación y utilizaría sondas de tungsteno para fundir a través de formaciones rocosas ígneas . El túnel mantendría un vacío parcial para minimizar la resistencia . Un viaje promediaría 4.800 km/h (3.000 mph) y sometería a los pasajeros a aceleraciones de hasta 1,4 veces la de la gravedad, lo que requeriría el uso de compartimentos con cardán . Los enormes costos de construcción (estimados en hasta 1 billón de dólares estadounidenses) fueron la razón principal por la que la propuesta de Salter nunca se construyó. [ cita requerida ]
A finales de la década de 1970 y principios de la de 1980, se propuso el Swissmetro para aprovechar la invención del tren maglev experimental alemán Transrapid y operar en grandes túneles reducidos a la altitud de presión de 21.000 m (68.000 pies) a la que el Concorde SST estaba certificado para volar. [ cita requerida ]
En la década de 1980, Frank P. Davidson, fundador y presidente del proyecto del Túnel del Canal , y el ingeniero japonés Yoshihiro Kyotani abordaron los problemas transoceánicos con una propuesta de hacer flotar un tubo sobre el fondo del océano, anclado con cables (un túnel flotante sumergido ). El tubo de tránsito permanecería al menos 300 m (1000 pies) por debajo de la superficie del océano para evitar la turbulencia del agua. [ cita requerida ]
El 18 de noviembre de 1991, Gerard K. O'Neill presentó una solicitud de patente para un sistema de vacotren. Llamó a la compañía que quería formar VSE International , por su velocidad, silencio y eficiencia. [11] Sin embargo, al concepto en sí lo llamó Magnetic Flight . Los vehículos, en lugar de circular sobre un par de vías, se elevarían utilizando fuerza electromagnética mediante una única vía dentro de un tubo (imanes permanentes en la vía, con imanes variables en el vehículo), y serían propulsados por fuerzas electromagnéticas a través de túneles. Estimó que los trenes podrían alcanzar velocidades de hasta 4.000 km/h (2.500 mph), aproximadamente cinco veces más rápido que un avión de pasajeros a reacción, si se evacuara el aire de los túneles. [12] Para obtener tales velocidades, el vehículo aceleraría durante la primera mitad del viaje y luego desaceleraría durante la segunda mitad del viaje. Se planeó que la aceleración fuera un máximo de aproximadamente la mitad de la fuerza de la gravedad. O'Neill planeó construir una red de estaciones conectadas por estos túneles, pero murió dos años antes de que se le concediera su primera patente. [11]
En 2001, James R. Powell –co-inventor del maglev superconductor en la década de 1960– comenzó a dirigir una investigación sobre la posibilidad de utilizar un tren de vacío de maglev para el lanzamiento espacial , denominado StarTram . Teóricamente, esto implicaría un costo dos órdenes de magnitud menor que los cohetes actuales. La propuesta del StarTram haría que los vehículos alcancen hasta 14.300 a 31.500 km/h (8.900 a 19.600 mph) dentro de un largo túnel de aceleración. [13]
ET3 afirma haber logrado un trabajo que dio como resultado una patente sobre "tecnología de transporte por tubo de vacío", que se le concedió en 2009. [14] Presentaron su idea en 2013 en el escenario público. [15]
En agosto de 2013, Elon Musk , director ejecutivo de Tesla y SpaceX, publicó el documento Hyperloop Alpha, en el que proponía y examinaba una ruta que iba desde la región de Los Ángeles hasta el área de la bahía de San Francisco , siguiendo aproximadamente el corredor de la Interestatal 5. [16] El concepto de Hyperloop ha sido explícitamente "de código abierto" por Musk y SpaceX, y se ha alentado a otros a tomar las ideas y desarrollarlas aún más.
Con ese fin, se han formado algunas empresas y varios equipos interdisciplinarios dirigidos por estudiantes están trabajando para hacer avanzar la tecnología. [17] SpaceX construyó una pista a subescala de aproximadamente 1 milla de largo (1,6 km) para su concurso de diseño de cápsulas en su sede en Hawthorne, California . [18]
