Hyperloop es un modo de transporte conceptual propuesto por Elon Musk, que vería a cápsulas relativamente pequeñas viajar a través de tubos herméticos que han sido parcialmente evacuados de aire. Al viajar en un entorno de presión reducida, puede alcanzar y mantener velocidades cercanas a la velocidad de suena mucho más fácilmente que al aire libre, lo que permite un transporte rápido y con eficiencia energética durante mucho tiempo distancias.
Problemas con el transporte moderno de alta velocidad
Las plataformas modernas de transporte de alta velocidad, como los aviones y los trenes de alta velocidad, tienen principalmente una velocidad limitada por la resistencia del aire y la resistencia. Cuanto más rápido viaje, más aire encontrará en un período de tiempo determinado. Correr hacia este aire adicional actúa como una fuerza de resistencia que intenta frenarlo. Para combatir la resistencia adicional, se debe usar cada vez más potencia para aumentar aún más la velocidad, lo que da como resultado una mayor quema de combustible y el aumento asociado de las emisiones.
La forma principal de minimizar la resistencia del aire es diseñar formas altamente aerodinámicas que permitan que el aire fluya suavemente sobre un objeto. un flujo suave de aire de alta velocidad permite minimizar la resistencia del aire y los efectos de arrastre. Los aviones minimizan aún más la resistencia del aire que enfrentan, al volar a altitudes con presión de aire reducida, con menos aire para empujar fuera del camino, se requiere menos fuerza para viajar a la misma velocidad.
Cómo funcionará Hyperloop
Hyperloop está diseñado para funcionar en un tubo sellado al que se le ha succionado la mayor parte del aire. La presión propuesta a la que funcionaría un tubo Hyperloop es de un milibar. Un milibar de presión equivale aproximadamente a una milésima parte de la presión del aire al nivel del mar, o la presión del aire a una altitud de 48 kilómetros.
Nota: A modo de comparación, la altitud de crucero estándar más alta para un 747 es de 12,5 km, donde la presión del aire es de 179 milibares.
Habiendo reducido el factor limitante de velocidad principal, el siguiente problema es la fricción con el suelo. La mayoría de los vehículos terrestres utilizan ruedas, que producen fricción y sufren desgaste. La principal alternativa a esto es la levitación magnética o maglev, esto funciona bien en los sistemas de trenes en los que se ha implementado, pero tiene un alto costo. La alternativa propuesta por Musk es utilizar un juego de esquís con ruedas de aire, que involucran a la cápsula flotando sobre un colchón de aire. Este método debería ser significativamente más económico que el uso de tecnologías de levitación magnética y al mismo tiempo ayudar a minimizar el problema de la compresión de aire en el tubo.
Como una cápsula viaja a lo largo del tubo que es solo un poco más ancha de lo que es, no hay mucho espacio para que el aire circule por el exterior. Esto puede llevar a que la cápsula actúe esencialmente como una jeringa, comprimiendo el aire frente a ella cada vez más. Al incluir un ventilador de compresor en la parte delantera de la cápsula, el aire entrante se puede redirigir a los esquís de ruedas neumáticas según sea necesario y el resto se puede empujar fuera de la parte trasera de la cápsula para ayudar a mantener la velocidad.
Los motores de inducción lineales similares a los que se encontrarían en un tren maglev o en un cañón de riel son el método propuesto de aceleración y desaceleración. Con la resistencia minimizada, las cápsulas esencialmente pueden deslizarse durante la mayoría de sus viajes.
Todo el concepto de Hyperloop ha sido de código abierto con la idea de alentar a la comunidad de ingenieros a proponer todas y cada una de las mejoras que se les ocurran. Esto debería conducir a un producto final superior, pero significa que el concepto actual puede cambiarse antes de su forma final.
Problemas con el concepto de hiperloop
El principal problema con Hyperloop es que requiere un tubo completamente hermético desde el origen hasta el destino. La presión de 1 milibar se considera un término medio realista y efectivo en el que un vacío fuerte sería demasiado difícil, sin embargo, esto aún depende de que el tubo permanezca hermético. Hay poca explicación de lo que sucedería si un tubo se dañara en situaciones como un ataque terrorista o un terremoto.
Aunque la presión de aire en el tubo es baja, las cápsulas Hyperloop deben diseñarse teniendo en cuenta la aerodinámica. Esto es para evitar posibles corrientes de aire supersónicas cuando se viaja a velocidades cercanas a la velocidad del sonido. Incluso con una presión de aire de solo un milibar, la velocidad del sonido es un límite de velocidad clave. Para viajar de manera realista a velocidades supersónicas, el tubo tendría que estar bajo vacío.
La cápsula debe pasar a un entorno de presión estándar tanto para el embarque como para el desembarque. Esto se suma a la complejidad del sistema y al tiempo requerido para el transporte.
El tren SCMaglev diseñado específicamente en Japón ha demostrado una velocidad máxima de 603 km / h, aproximadamente la mitad que la propuesta de Hyperloop (1220 km / h). Sin las complejidades añadidas de los tubos presurizados y con la relativa facilidad con la que se puede aumentar la capacidad de los trenes, esta puede ser una tecnología de viaje de alta velocidad más factible que Hyperloop.