Hyperloop

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Hyperloop
Hyperloop all cutaway.png
Sistema Hyperloop
Lugar
Área abastecida California, Flag of the United States.svg Estados Unidos
Descripción
Líneas Los Ángeles-San Francisco
Características técnicas
Longitud 560 km
Electrificación Paneles solares
Características Cápsulas en tubo con aire a baja presión
Velocidad máxima 1200 km/h
Explotación
Estado Proyecto
Nº líneas 1
Nº vagones 1 para 28 pasajeros
Pasajeros 7 400 000 al año
Frecuencia 30 segundos a 2 minutos
[editar datos en Wikidata]

Hyperloop es el nombre comercial registrado por la empresa de transporte aeroespacial SpaceX, para el transporte de pasajeros y mercancías en tubos al vacío a alta velocidad.[1] [2]

Recientemente hubo un resurgimiento en el interés de los sistemas de transporte en tubos al vacío desde que fue presentado el proyecto Hyperloop, usando tecnologías puestas al día, por Elon Musk en julio de 2012 en el evento PandoDaily[3] , incorporando tubos que reducen la presión en las que las cápsulas presurizadas van sobre una bolsa de aire conducido por motores de inducción lineales y compresores de aire.[4]

El esbozo original de Hyperloop fue una idea que se hizo pública mediante un documento de diseño preliminar en agosto de 2013, que incluía una ruta teórica recorriendo la zona de Los Angeles hasta la Área de la Bahía de San Francisco, en la mayor parte de su trayecto paralela a la Interestatal 5. El análisis preliminar indicó que el tiempo estimado para tal ruta podría ser de 35 minutos, queriendo decir que los pasajeros atravesarían la ruta de 560 kilómetros a una velocidad media de alrededor de 970 km./h., con una velocidad máxima de 1.200 km./h. Las estimaciones de gasto de la ruta Los Ángeles - San Francisco que figuran en el documento presentado ascienden a seis mil millones de dólares para el transporte de pasajeros, y siete mil quinientos millones de dólares para versión de transporte de vehículos y pasajeros,[5] la cual necesita un diámetro más grande del tubo de vacío, aunque los analistas del transporte dudan que pueda construirse con ese presupuesto.[6] [7] [8]

La tecnología de Hyperloop ha sido pensada bajo el concepto de hardware libre por Elon Musk y SpaceX, y han animado a otros a poner sus ideas y que el desarrollo sea mayor. Con ese fin, se han creado varias empresas, y docenas de equipos interdisciplinarios llevados a cabo por estudiante que trabajan para avanzar la tecnología.[9] No obstante, algunos expertos son escépticos, diciendo que las propuestas pasan por alto los gastos y los riesgos de desarrollar la tecnología y que la idea es "irrealizable".[10]

La Construcción de un prototipo a escala real, con una vía de 8 kilómetros comenzará en 2016.[11] Además, fueron presentadas las maquetas de las cápsulas en una competición de diseño para un corto recorrido de un kilómetros y seiscientos metros, la pista de prueba fue construida en Nevada y las primeras pruebas del modelo a escala se realizaron en mayo de 2016.[12]

Historia[editar]

La idea general de trenes u otro transporte que viaja remotamente por tubos al vacío, tiene más de un siglo, aunque el ferrocarril atmosférico nunca fuera un éxito comercial. El Hyperloop de Elon Musk puede hacer viable económicamente la idea.[13] [14]

Musk primero mencionó en el acto de PandoDaily, que estaba pensaba en un concepto para "la quinta modalidad de transporte", llamada Hyperloop, en julio de 2012, en la localidad de Santa Mónica, California. Este concepto de transporte de alta velocidad tendría las siguientes características: inmunidad a las inclemencias del tiempo, libre de colisiones, el doble de velocidad que un avión, bajo en consumo de potencia y acumulación de energía para trabajos durante las veinticuatro horas del día.[3] El nombre Hyperloop fue escogido porque esto entraría en un bucle. Musk prevé que las versiones más avanzadas sean capaces de ir a una velocidad hipersónica.[15] En mayo de 2013, Musk compara el Hyperloop con “una mezcla entre el Concorde, un cañón de riel y el hockey de aire.[16]

Desde finales de 2012 hasta agosto de 2013, un grupo de ingenieros tanto de Tesla como de SpaceX trabajó sobre el modelado conceptual de Hyperloop.[17] Un diseño beta del sistema fue publicado en los blogs de Tesla y SpaceX.[5] [18] Musk también ha invitado a comentar "para ver si la gente puede encontrar modos de mejorarlo”. Hyperloop será un diseño de código abierto.[19] Al día siguiente él anunció un plan para demostrar el proyecto.[17]

En junio de 2015, SpaceX anunció que construiría una pista de prueba de un kilómetro y seiscientos metros al lado de la instalación de SpaceX en Hawthorne. La pista sería usada para probar diseños de cápsulas suministradas por terceros en la competición.[20] [21] La construcción de una pista de prueba de Hyperloop de 8 kilómetros debe comenzar donde el propietario de Hyperloop Transportation Technologies ubicado en Quay Valley en 2016.[22] [23] En noviembre de 2015, con varias empresas comerciales y docenas de equipos de estudiante que persiguen el desarrollo de la tecnología Hyperloop, The Wall Street Journal afirmó que "el Movimiento Hyperloop, como algunos de sus miembros no afiliados, es oficialmente más grande que el hombre que lo comenzó."[24]

La teoría y el funcionamiento[editar]

La impresión de un artista de una cápsula de Hyperloop: El compresor de aire sobre el frente, el compartimento de pasajeros al medio, el compartimento de las pilas en la espalda, y el echador de aire esquía en el inferior.
Un boceto en 3D de la infraestructura de Hyperloop. Los tubos de acero se muestran transparentes en esta imagen.

Históricamente han sido obstaculizados los avances en los trenes de alta velocidad, debido a la dificultad de manejar la fricción y a la resistencia del aire, que aumenta considerablemente cuando se incremente la velocidad. El concepto teóricamente de tren del tubo en vacío elimina estos obstáculos empleando la levitación magnética en los trenes, eliminando el aire parcial o totalmente en los tubos, permitiendo velocidades de miles de kilómetros por hora. Sin embargo, el alto costo del tren de levitación magnética y la dificultad de mantener el vacío en grandes distancias siempre ha impedido que se construya este tipo de sistema. El Hyperloop se asemeja a un sistema de tren de tubo en vacío, pero funciona aproximadamente a cien pascales de presión.[25]

Concepto de diseño inicial[editar]

El concepto Hyperloop está diseñado para funcionar enviando cápsulas o vainas, por tubos continuos de acero, conservando un vacío parcial. Cada cápsula flota sobre una capa de aire entre 0,5 y 1,3 milímetros, por medio de un elevador de aire o “esquís” que proporciona la presión, similares a como son suspendidos los discos en una mesa de hockey de aire, así se evita el empleo de levitación magnética, teniendo en cuenta que las ruedas no pueden sostenerse a altas velocidades. Los motores lineales de inducción localizados a lo largo del tubo, acelerarían y desacelerarían la cápsula, a la velocidad apropiada para cada sección de la ruta del tubo. Con la resistencia a la rodadura eliminada y la resistencia de aire enormemente reducida, las cápsulas pueden deslizarse en la mayor parte del viaje. En el concepto Hyperloop, tendría una entrada de aire, por medio de un ventilador eléctrico y un compresor de aire, colocados en la parte delantera de la cápsula “transfiriendo la presión del aire desde la cabeza a la cola del tren”, resolviendo el problema de diseño, debido la presión atmosférica, delante del vehículo, y por tanto de frenado. [5] Una fracción del aire es desviada a los esquís para una presión adicional, aumentando pasivamente la propulsión gracias a su forma.

El concepto en su versión alfa, las cápsulas de pasajeros deben tener un diámetro de dos metros y veintitrés centímetros[5] y se proyecta alcanzar una velocidad máxima de mil doscientos veinte kilómetros por hora para mantener la eficiencia aerodinámica; el diseño propuesto para los pasajeros, experimenta una inercia de 0.5 G en su máxima aceleración, unas dos o tres veces más que un avión comercial en su despegue o aterrizaje. En estas velocidades no habría una explosión sónica. [26]

Rutas propuestas[editar]

Han propuesto un número de rutas para los sistemas Hyperloop que encuentran las condiciones de distancia aproximadas para las cuales hipotéticamente un Hyperloop mejoraría el tiempo en el transporte.

La ruta sugerida en el documento de diseño en su versión alfa de 2013 partía de la Área Metropolitana de Los Ángeles hasta la Área de la Bahía de San Francisco. Aquel sistema conceptual comenzaría alrededor de Sylmar, justo al sur de Puerto del Tejón, al norte de la Interestatal 5, y pasaría cerca de Hayward al este de Bahía de San Francisco. También mostraron varias ramas propuestas en el documento de diseño, incluyendo Sacramento, Anaheim, San Diego, y Las Vegas. [5]

En enero de 2016, han propuesto rutas europeas. Delft Hyperloop propuso una ruta de París a Amsterdam.[27] [28] Un grupo de la Universidad Tecnológica de Varsovia evalúa posibles rutas de Cracovia a Gdansk a través de Polonia propuesta por Hyper Poland.[29] En julio de 2016, está en curso la planificación de una ruta desde Helsinki a Estocolmo, a través de un túnel que cruza el Mar Báltico.[30]

Hyperloop Transportation Technologies (HTT) es un grupo que ha estado explorando otras rutas desde Los Angeles a San Francisco.[31] Otra empresa, Hyperloop One (anteriormente llamada Hyperloop Technologies), ha propuesto una ruta desde Los Angeles a Las Vegas.[32]

TransPod explora como posibilidad una ruta Hyperloop, unir las ciudades de Toronto y Montreal.[33] Las dos ciudades, son las más grande de Canadá, unidas actualmente por la Highway 401, la carretera más congestionada de Norteamérica.[34]

Los observadores y analistas han comenzado a intervenir sobre algunas de estas rutas potenciales. Para la ruta sugerida en el diseño alfa, los observadores han notado que una vez terminada la construcción de la ruta Hyperloop, causaría unos significativos costes económicos en las dos franjas de las Áreas metropolitanas de Los Angeles y de San Francisco, esto requeriría que los pasajeros de las comunidades más lejanas de Sylmar y Hayward, tendrían que desplazarse en otro medio de transporte hasta el Centro de Los Ángeles y San Francisco, para alcanzar su destino final. Esto considerablemente alargaría el tiempo total de los destinos de esos viajes.[35]

Un problema similar, ya afecta en el presente al viaje en avión, donde sobre rutas cortas (como Los Ángeles - San Francisco) el tiempo de vuelo es sólo una pequeña parte del tiempo del punto de partida al punto de final de viaje. Los críticos han argumentado que esto reducirá considerablemente el presupuesto propuesto y/o el ahorro de tiempo por parte de Hyperloop, comparado con el proyecto de Tren de Alta Velocidad de California, que atenderá tanto la estación del centro de San Francisco como la estación del centro de Los Angeles.[36] [37] [38] Los pasajeros que viajan de centro financiero a centro financiero, como se estima, ganan aproximadamente dos horas, tomando Hyperloop, en vez de conducir por carretera.[39]

Otros se preguntaron por las estimaciones del coste para la ruta sugerida en California. Algunos ingenieros de transporte argumentaron en 2013 que ellos encontraron las estimaciones de costos de diseño de nivel alfa poco realistas, debido a que la tecnología no ha sido probada a escala. La tecnológica y el estudio de viabilidad de la idea no está probada y es un argumento significativo de debate.[6] [7] [8] [35]

HTT firmó un acuerdo con el gobierno de Eslovaquia en marzo de 2016 para realizar estudios de impacto, con conexiones potenciales entre Bratislava, Viena y Budapest.[40]

Desde mayo de 2016, la empresa estatal Ferrocarriles Rusos ha estado trabajando junto a la empresa privada americana Hyperloop One para planificar una ruta que una las ciudades de Moscú y San Petersburgo, principalmente para transportes de mercancías.[41] [42]

Una oferta de carreteras de Dubái y la agencia de transporte para un sistema elevado Hyperlink se está evaluando, para unir las ciudades y los puertos de la región.[43]

Evolución del diseño en código abierto[editar]

En septiembre de 2013, Ansys Corporation controló simulaciones de dinámica de fluidos computacionales, para modelar la aerodinámica de la cápsula y las fuerzas de tensión de corte, a las cuales estarían sujetas la cápsula. La simulación mostró, que el diseño de cápsula tendría que estar considerablemente reformado, para evitar crear una corriente de aire supersónica, y que el hueco entre la pared del tubo y la cápsula tendría que ser más grande. El empleado de Ansys, Sandeep Sovani, dijo que la simulación mostró que Hyperloop tiene grandes desafíos, pero él está convencido que son factibles.[44] [45]

En octubre de 2013, el equipo de desarrollo de la estructura de software OpenMDAO liberó un modelo inacabado, un concepto de código abierto de las partes del sistema de propulsión Hyperloop. El equipo afirmó, que el modelo conceptual es viable, aunque el tubo tuviera que ser de 4 metros de diámetro,[46] considerablemente más grande que lo proyectado inicialmente. Sin embargo, el modelo del equipo no es un modelo real del sistema de propulsión, como esto no representó una gran variedad de factores tecnológicos requeridos para construir físicamente Hyperloop basado en el concepto de Musk, y en particular no tenía ningún componente con un valor de peso importante.[47]

En noviembre de 2013, MathWorks analizó la oferta de la ruta sugerida y concluyó que la ruta era en su mayor parte factible. El análisis se enfocó, en la aceleración que experimentarían los pasajeros y las desviaciones necesarias de las carreteras públicas, para conservar razonablemente las aceleraciones; destacando que continuar con la trayectoria de la I-580 al este de San Francisco en las velocidades planificadas, no era posible, sin la desviación significativa de las áreas densamente pobladas.[48]

En enero de 2015, un papel basado en la NASA del modelo fuente abierta OpenMDAO, reiteró la necesidad de un tubo de diámetro más grande y reducir la velocidad de crucero, dejándola más cerca a Mach 0.85. Esto recomendó quitar los intercambiadores de calor de a bordo basados en modelos térmicos de las interacciones entre el ciclo del compresor, el tubo, y el entorno ambiental. El ciclo de compresión sólo contribuiría el 5 % del calor añadido al tubo, con el 95 % del calor atribuido a la radiación y a la convección dentro del tubo. El peso y la cantidad de penalización de los transformadores de calor de a bordo no valdrían para contrarrestar la pequeña ventaja que aportan, y a pesar de toda la temperatura fija en el tubo sólo alcanzaría los 17-22 °C por encima de la temperatura ambiental.[49]

Según Musk, varios aspectos de Hyperloop tienen aplicaciones tecnológicas a otros intereses de Musk, incluyendo el transporte a la superficie de Marte y el motor a reacción propulsado por electricidad.[50] [51]

Marte[editar]

Según Musk, Hyperloop sería útil en Marte, ya que no se necesitarían tubos porque la atmósfera de Marte es aproximadamente el 1% de la densidad de la Tierra.[52] [53] Para que el concepto Hyperloop funcione en la Tierra, se requieren tubos de baja presión para reducir la resistencia del aire. Sin embargo, si se construyera en Marte, la menor resistencia del aire permitiría crear un Hyperloop sin tubos, sólo una pista.[54]

Grupos que adquieren fondos y materiales de construcción[editar]

Hyperloop One[editar]

Hyperloop One fue incluido en 2014 y ha construido un equipo de 200 ingenieros, técnicos, soldadores y maquinistas para construir el primer sistema comercial Hyperloop del mundo. Ha recaudado más de 160 millones de dólares de fondos de capitales de inversores como Dubai Ports World, Sherpa Capital, Formation 8, 137 Ventures, Caspian Venture Capital, Fast Digital, GE Ventures y SNCF.[55]

El presidente ejecutivo de Hyperloop One, Shervin Pishevar, un capitalista de riesgo con fuertes conexiones con Elon Musk, es uno de los dos cofundadores, junto con Josh Giegel, ingeniero principal de SpaceX de Musk. A pesar de que Elon Musk no tiene asociación comercial con Hyperloop One, hay muchas otras conexiones con Musk en toda la compañía. David Sacks está en la junta directiva y trabajó bajo Musk en PayPal.[56]

El 11 de mayo de 2016, Hyperloop One realizó el primer ensayo en vivo de la tecnología Hyperloop, demostrando que su motor eléctrico lineal personalizado podría propulsar un trineo de 0 a 110 millas por hora en poco más de un segundo.[57]

En julio de 2016, Hyperloop One lanzó un estudio preliminar que sugirió que sería viable una conexión Hyperloop entre Helsinki y Estocolmo, reduciendo el tiempo de viaje entre las ciudades a media hora. Los costes de construcción se estimaban en unos 19 000 millones de euros.[58]

En noviembre de 2016, Hyperloop One reveló que estableció una relación de trabajo de alto nivel con los gobiernos de Finlandia y los Países Bajos para estudiar la viabilidad de construir centros de operaciones para realizar pruebas Hyperloop en esos países. Hyperloop One también tiene un estudio de factibilidad en marcha con la Autoridad de Carreteras y Transporte de Dubai para sistemas de pasajeros en los Emiratos Árabes Unidos.[59] Otros estudios de factibilidad están en curso en Rusia, Los Ángeles y Suiza.

Hyperloop Transportation Technologies[editar]

Hyperloop Transportation Technologies (HTT) es un grupo de 500 ingenieros a tiempo parcial, ubicados en los Estados Unidos, que colaboran a través de teleconferencias semanales. En lugar de ser pagados directamente, los miembros trabajan a cambio de una opción financiera. La compañía está proyectando la finalización de un estudio de factibilidad técnica en 2015, pero han dicho que está lejos de que Hyperloop opere comercialmente, por lo menos a diez años vista.[60]

HTT anunció en mayo de 2015, que se había llegado un acuerdo con los propietarios del terreno, para construir una pista de prueba de 8 kilómetros, a lo largo de un tramo de la carretera, cerca de la Interestatal 5, entre Los Ángeles y San Francisco.[61] Más tarde, en 2015, HTT anunció asociaciones con Oerlikon Leybold Vacuum y AECOM para ayudar en el desarrollo y construcción de la pista de prueba,[62] ubicada en la comunidad planificada de Quay Valley, a partir de noviembre de 2015 y se estimaba que tardaría 32 meses en completarse, con un coste de 150 millones de dólares.[63] Las cápsulas de pasajeros acelerarían a 260 kilómetros por hora, mientras que las cápsulas vacías se probarán a 1.220 kilómetros por hora,[64] HTT afirmó a principios de 2016 que comenzaría la construcción a lo largo del año, pero aún no ha presentado su proyecto ambiental y ni ha dado una nueva fecha para comenzar la construcción.[65]

TransPod[editar]

TransPod en 2016 introdujo un nuevo diseño del prototipo de la cápsula como vehículo en la prueba de campo. En marzo de 2016, TransPod anunció que presentará un concepto de diseño a gran escala en el InnoTrans Rail Show de Berlín en septiembre de 2016.[66]

El vehículo está siendo diseñado para alcanzar velocidades superiores a 1000 kilómetros por hora, basadas en un control remoto, con una infraestructura capaz de ser alimentada por energía solar.[67] TransPod ha anunciado un plan para producir un vehículo comercial para el año 2020[68] y trabajar con agencias reguladoras para la aprobación de sus primeras líneas Hyperloop entre 2020-25.[69] El corredor Montreal - Toronto es una de las líneas bajo consideración por TransPod,[70] ya que tiene su sede en Toronto. Está colaborando con empresas aeroespaciales, investigadores universitarios y una firma de arquitectura en Europa.[71] [72]

Competición de la cápsula Hyperloop[editar]

Una serie de equipos de estudiantes y no estudiantes están participando en una competencia de cápsulas Hyperloop en 2015-16, y al menos 22 de ellos construirán hardware para competir en una pista de pruebas patrocinada por Hyperloop a mediados de 2016.[12]

En junio de 2015, SpaceX anunció que patrocinaría un concurso de diseño de la cápsula Hyperloop y construiría una pista de prueba a una subescala de 1,6 km de longitud cerca de la sede de SpaceX en Hawthorne, California para el evento competitivo en 2016.[73] [74] SpaceX declaró en su anuncio, "Ni SpaceX ni Elon Musk está afiliados a ninguna compañía de Hyperloop. Aunque no estamos desarrollando un Hyperloop comercial nosotros mismos, estamos interesados en ayudar a acelerar el desarrollo de un prototipo funcional de Hyperloop".[75]

Más de 700 equipos habían presentado solicitudes preliminares para julio,[76] y las reglas detalladas de la competencia fueron publicadas en agosto.[77] Las intenciones de competir fueron enviadas en septiembre de 2015 con un tubo más detallado y especificaciones técnicas lanzadas por SpaceX en octubre. En noviembre de 2015 se llevó a cabo una reunión preliminar de diseño en la que se seleccionaron más de 120 equipos de ingeniería estudiantil para presentar paquetes de diseño final que debían presentarse antes del 13 de enero de 2016.[78]

El Desing Weekend se llevó a cabo en la Universidad de Texas A&M del 29 al 30 de enero de 2016, para todos los participantes invitados.[79] Ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts fueron nombrados los ganadores de la competición. La segunda fue la Universidad Técnica de Delft de los Países Bajos, seguida por la Universidad de Wisconsin-Madison, Instituto Politécnico y Universidad Estatal de Virginia y la Universidad de California en Irvine.[80] Mientras que el equipo del MIT tomó mejor en general, la Universidad de Delft ganó el Pod Innovation Award.[81] 22 equipos serán invitados a construir hardware y competir en pruebas de tiempo más tarde en 2016 en Hawthorne, California.[12]

Críticas y consideraciones del factor humano[editar]

Algunos críticos de Hyperloop, se enfocan en la experiencia -posiblemente desagradable y aterradora- de montar en una cápsula estrecha, sellada y sin ventanas dentro de un túnel de acero sellado, que está sujeta a significativas fuerzas de aceleración; altos niveles de ruido debido al aire comprimido y conducido alrededor de la cápsula a velocidades casi sónicas; y la vibración y empujones.[82] Incluso si el tubo es inicialmente liso, el terreno puede desplazarse debido a la actividad sísmica. A velocidades cercanas a los 270 metros por segundo, las desviaciones de 1 milímetro de una trayectoria recta añadirían considerables zarandeos y vibraciones, sin provisiones para que los pasajeros se paren, se muevan dentro de la cápsula, usen un baño durante el viaje, u obtener asistencia o alivio en caso de enfermedad o mareo por movimiento.[83] Esto se suma a las preguntas prácticas y logísticas sobre cómo tratar mejor el mal funcionamiento del equipo, los accidentes y las evacuaciones de emergencia.

El profesor John Hansman ha citado problemas, como la manera en que se compensaría una ligera desalineación en el tubo y la posible interacción entre el cojín de aire y el aire de baja presión. También se preguntaba qué pasaría si la electricidad se apagara y el vagón estuviera a kilómetros de distancia de una ciudad. El profesor Richard Muller, también ha discutido las preocupaciones acerca de la "novedad y vulnerabilidad de sus tubos, sería un objetivo tentador para los terroristas" y que el sistema podría ser interrumpido por la suciedad y la mugre cotidiana.[10]

Consideraciones políticas y económicas[editar]

La versión alfa proyectaba que los ahorros del coste comparados con el ferrocarril convencional, provendrían de una combinación de varios factores. El pequeño perfil y la naturaleza elevada de la ruta alfa permitirían que Hyperloop se construyera principalmente en la mediana de la Interestatal 5. Sin embargo, es una cuestión de debate si esto sería realmente factible. El perfil bajo reduciría los requerimientos de perforación de túneles y el ligero peso de las cápsulas que se proyecta para reducir los costos de construcción en el tren convencional de pasajeros. Se afirmó que habría menos oposición de derecho de vía e impacto ambiental debido a su perfil pequeño, sellado y elevado en comparación con el de servidumbre de tránsito;[5] sin embargo, otros comentaristas sostienen que una huella más pequeña no garantiza menos oposición.[35] Al criticar esta suposición, el escritor de transporte público Alon Levy dijo:[84] "En realidad, un sistema de todo-elevado (que es lo que Musk propone con Hyperloop) es un error en lugar de una característica. La tierra del Valle Central es barata, los pilones son caros, se puede ver fácilmente por los costos de carreteras elevadas y trenes en todo el mundo.“[85] Michael Anderson, profesor de economía agrícola y de recursos en la Universidad de California en Berkeley, predijo que los costos ascenderían a alrededor de 100 mil millones de dólares.[86]

El libro blanco de Hyperloop sugiere que 20 dólares cada billete de trayecto unidireccional entre Los Ángeles y San Francisco serían suficientes para cubrir los costes iniciales de capital, sobre la base de amortizar el costo de Hyperloop en 20 años con proyecciones de 7.4 millones de pasajeros por año, sin incluir los costes de operación (aunque la propuesta afirma que los costes eléctricos estarían cubiertos por paneles solares). No se sugirió ningún precio del billete en el diseño de la versión alfa.[5] Dan Sperling, director del Instituto de Estudios sobre el Transporte de la Universidad de California en Davis, dijo a Al Jazeera América que "no hay manera de que la economía en esto se resuelva".[7]

Las primeras estimaciones de costes del Hyperloop son un tema de debate. Varios economistas y expertos en transporte han expresado la creencia de que el precio de 6 mil millones de dólares, subestima dramáticamente el coste de diseñar, desarrollar, construir y probar una forma totalmente nueva de transporte.[6] [7] [35] [85] The Economist dijo que es improbable que las estimaciones "sean inmunes a la eutrofización del coste (sobrecoste) que cualquier otro gran proyecto de infraestructura parece condenado a sufrir".[86]

Los impedimentos políticos para la construcción de tal proyecto en California serán muy grandes. Hay una gran cantidad de "capital político y de reputación" invertido en el megaproyecto existente del Tren de Alta Velocidad de California.[86] No será sencillo sustituir un diseño diferente, dada la situación económica en California. Texas se ha sugerido como alternativa, siendo su ambiente político y económico más favorable.[86]

La construcción de un proyecto exitoso de demostración a subescala de Hyperloop podría reducir los impedimentos políticos y mejorar las estimaciones de costes. Musk ha sugerido que puede estar personalmente involucrado en la construcción de un prototipo de demostración del concepto Hyperloop, incluyendo el financiamiento del esfuerzo de desarrollo.[17] [86]

Musk planea instalar paneles solares a lo largo del sistema Hyperloop, lo que ha sido criticado por el profesor Roger Goodall, ya que no es lo suficientemente factible como para devolver suficiente energía para alimentar el sistema Hyperloop, argumentando que las bombas de aire y la propulsión requerirían mucha más energía que los paneles solares podrían generar.[10]

Descripción general[editar]

Diagrama de la cápsula
Diagrama de la cápsula

Hyperloop es un modo de transporte nuevo que busca cambiar el paradigma actual al ser rápido y barato para personas y mercancías. Hyperloop es un concepto de diseño abierto, similar a Linux, en el que los aportes de la comunidad pueden hacer avanzar el diseño y hacerlo una realidad. Es un sistema rápido, barato, con salidas casi inmediatas para el viajero y sostenible ambientalmente.[87]

Consiste en un tubo que contiene aire a baja presión por el que unas cápsulas circulan sobre un colchón de aire. El morro de la cápsula contiene un compresor eléctrico que transfiere alta presión de aire desde el morro a la cola de la cápsula. El compresor proporciona levitación y en menor grado propulsión.[87]

Cápsulas[editar]

Hay dos tipos de cápsulas. Una para 28 pasajeros y otra que además transporta tres vehículos.[87]

El diámetro de la cápsula es conceptualmente de 2.23 m, para la versión de pasajeros.

Las cápsulas viajan a 1220 km/h, Mach 0.91 a 20℃.[87]

La potencia aerodinámica para alcanzar los 1130 km/h es de unos 134 CV (100 kW) con una resistencia aerodinámica de 320 N.

El peso de cada cápsula sencilla es de unos 3100 kg. El coste sería inferior a los 245 000 USD.

El interior de la cápsula consta de asientos, sistemas de seguridad, compartimentos para equipaje, pantallas de entretenimiento. El peso sería de unos 2500 kg. El coste de los componentes interiores sería inferior a 255 000 USD.[87]

La cápsula grande podría transportar vehículos SUV tan grandes como el Tesla Model X.

La potencia aerodinámica para alcanzar los 1130 km/h es de unos 382 CV (285 kW) con una resistencia aerodinámica de 910 N.

El peso de cada cápsula grande es de unos 3500 kg. El coste sería inferior a los 275 000 USD.

El peso de los componentes interiores de la cápsula grande sería de unos 2700 kg.

De igual modo que los aviones suben a gran altitud para viajar en aire menos denso, Hyperloop lleva las cápsulas en un tubo a baja presión. La presión es 1/6 de la que hay en la superficie de Marte. Es una presión de 100 Pascales (0.015 psi, 0.75 torr). Esto reduce 1000 veces la resistencia aerodinámica en relación a la existente a nivel del mar. Es equivalente a volar a 45 700 metros de altitud. Se evita usar soluciones basadas en presiones cercanas al vacío porque son mucho más caras y dificultosas de mantener comparadas con las soluciones basadas en bajas presiones.[87]

Cada cápsula lleva un paquete de baterías de unos 1 500 kg que proporciona 45 minutos de electricidad al compresor. Las baterías se cambian en las estaciones por otras cargadas.[87]

Propulsión[editar]

Para acelerar la cápsula hasta velocidades subsónicas se usa un motor eléctrico lineal externo. Es como un motor eléctrico cilíndrico pero desenrollado y aplanado. También proporciona impulsos periódicos cada 113 km. Este motor se instala en solo el 1 % de la longitud del tren, por lo que no es particularmente costoso. El rotor lineal se encuentra dentro de la cápsula.[87]

Las cápsulas y motores eléctricos son la parte menos costosa del proyecto. La mayor parte del coste es la construcción del tubo.

El sistema de propulsión incluye 2500 kg de baterías, el compresor, el refrigerante y otros componentes electrónicos. El coste de estos componentes sería inferior a 150 000 USD para la cápsula sencilla y de 200 000 USD para la grande.

Tubos[editar]

El tubo de acero se monta en secciones sobre pilotes prefabricados. La soldadura se hace con soldadoras de cordón orbitales. Se montan dos tubos sobre cada pilote, uno para cada sentido de viaje. Los pilotes están separados entre sí 30 metros y la mayoría tienen unos seis metros de altura. Otros pilotes serían de 15 y 30 m.[87]

Las afectaciones al terreno son mínimas comparadas con la anchura mínima de 30 metros dedicada a la vía de un tren. El tren también necesita vallas que impidan a los animales, personas y vehículos cruzar la vía.

Al construir sobre pilotes el tubo no está fijado rígidamente a ningún punto. Esto reduce el riesgo por terremotos y evita la necesidad de juntas de expansión. Dentro de cada pilote se colocan dos amortiguadores laterales (XY) y un amortiguador vertical (Z). Los amortiguadores absorben los cambios entre pilotes. Si la tierra se asienta con el tiempo, el punto neutro del amortiguador se puede ajustar.[87]

En algunas zonas será preciso tunelar para evitar montañas. El coste de la construcción e instalación de pilotes sería inferior a 2550 millones de USD para la versión sencilla y de 3150 millones de USD para la versión grande. El coste de los túneles estaría entre los 600 millones de USD y los 700 millones de USD. El coste de tunelar un kilómetro sería de unos 31 millones de USD debido al pequeño diámetro en comparación con los túneles para trenes o automóviles.[87]

El diámetro interior del tubo tiene 2,23 m.[87]

El espesor del tubo es de 20 a 23 mm. El coste del tubo sería inferior a 650 millones de USD. Esto incluye las secciones de tubo reforzadas y las salidas de emergencia.[87]

El par de tubos está cubierto por paneles solares en el techo que generan más de la energía que necesita para operar. Los paneles solares tienen una anchura de 4,25 m y cubren una distancia de 563 km. Con una producción de energía solar de 120 W/m2 se espera que el sistema produzca un pico máximo de 285 MW de producción solar.[87]

El sistema en conjunto consume una media de 21 MW. Esto incluye la energía necesaria para la propulsión, resistencia aerodinámica, recarga de baterías y bombas de vacío. Los paneles solares proporcionarían una media de 57 MW, que es más que suficiente para operar el Hyperloop.[87]

Almacenamiento de energía[editar]

El sistema almacena energía en paquetes de baterías que le permiten operar con tiempo nublado y de noche. La energía sobrante también se puede almacenar en forma de aire comprimido que más tarde puede mover una turbina para producir electricidad.[87]

Ruta Los Ángeles a San Francisco[editar]

El estudio se hace sobre la ruta entre Los Ángeles y San Francisco. El tiempo de viaje es de unos 35 minutos. Las cápsulas parten cada 30 segundos en horas punta, y cada dos minutos el resto del tiempo. Llevan 28 personas cada una.[87]

Las cápsulas circulan separadas una media de 37 km.

Tiene el potencial de trasladar a 840 pasajeros por hora, lo que hace unos 7,4 millones de viajeros en cada sentido al año.[87]

Amortiguación[editar]

El sistema de amortiguación por aire pesa unos 2800 kg e incluye compresores, depósito de aire, tuberías y suspensión. El coste de estos componentes sería inferior a 475 000 USD para la cápsula sencilla y de 565 000 USD para la grande.

Costes[editar]

El coste total de una cápsula sencilla sería de 1,35 millon de USD incluyendo los costes de fabricación y montaje. Para la demanda esperada se requieren 40 cápsulas con un coste total de 54 millones de USD, que representa un 1 % del presupuesto total del sistema.

El coste total de una cápsula grande sería de unos 1525 millones de USD incluyendo los costes de fabricación y montaje.

El coste de las estaciones estaría entre 125 y 225 millones de USD.

El coste total sería de 6000 millones de USD para la versión sencilla y de 7500 millones de USD para la versión grande con capacidad de transportar coches. Amortizando este capital en 20 años y añadiendo los costes de operación cada billete sencillo saldría por unos 20 USD.[87]

Seguridad[editar]

A diferencia de otros sistemas de transporte, Hyperloop es un sistema único que incorpora el vehículo, el sistema de propulsión, la gestión de la energía, los horarios y la ruta. Las cápsulas viajan en un ambiente cuidadosamente controlado y mantenido. El sistema es inmune al viento, la lluvia, la niebla y el hielo. El sistema de propulsión está integrado en el tubo y solo puede acelerar a la cápsulas a las velocidades que son seguras en cada sección. Se eliminan los errores humanos y las contingencias atmosféricas.[87]

Una emergencia que requiriese llevar a un pasajero al hospital sería más rápida de resolver que si produjera en el despegue de un avión, ya que el viaje completo dura 35 minutos.

En caso de un corte de suministro eléctrico las baterías dentro de las cápsulas permiten terminar el viaje.

En caso de un terremoto las cápsulas usarían los frenos de emergencia.

Comparativa con el tren de alta velocidad[editar]

El proyecto de tren de alta velocidad propuesto por California High Speed Rail entre el norte y el sur de California tiene las características:

  • Coste propuesto de 68 400 millones de USD.
  • Velocidad media de 264  km/h.
  • Tiempo de recorrido de 2 horas y 38 minutos. En avión es 1 hora y 15 minutos. En coche son 5 horas y 30 minutos.
  • Coste de un billete sencillo de 105 USD. En avión son 158 USD por billete de ida y vuelta (septiembre 2013).[87]

La versión sencilla de Hyperloop cuesta un 9 % de lo que costará el tren de alta velocidad propuesto.

La versión grande de Hyperloop con capacidad de transportar coches cuesta un 11 % de lo que costará el tren de alta velocidad propuesto.[87]

Citas[editar]

Este sistema que tengo en mente, [...] qué le parecería si existiera algo que nunca se estrellase, que fuera inmune al tiempo meteorológico, que anduviera tres o cuatro veces más rápido que el tren bala [...] que fuera a una velocidad promedio que duplica la de un avión. Sería posible ir desde el centro de la ciudad de Los Ángeles al centro de la ciudad de San Francisco en menos de 30 minutos. Costaría mucho menos que un billete de avión o que cualquier otro medio de transporte. Creo que podríamos hacer que se auto-abasteciese de energía si se instalasen en él paneles solares, se generaría más energía que la que se consumiría en el sistema. Es posible almacenar la energía de tal modo que funcionase 24/7 sin necesidad de baterías. Sí, esto es posible, absolutamente.

Elon Musk, 12 de julio de 2012[3]

"Lo que se necesita es algo que nunca se estrelle, que sea el doble de rápido que un avión, que esté alimentado por energía solar y que parta hacia su destino en cuanto uno haya llegado, de modo que no haya que esperar por una determinada hora de salida", dice Musk. Sus amigos aseguran que Musk hizo el descubrimiento del Hyperloop durante el verano. "Me gustaría hablar sobre él con el gobernador y con el presidente", prosigue Musk. "Porque el tren bala que se ha propuesto para California, que costaría sesenta mil millones de dólares, sería el tren bala más lento del mundo y el de mayor coste por milla. Intentan batir récords en la dirección equivocada." El coste del Hyperloop entre San Francisco y Los Ángeles estaría en torno a los seis mil millones de dólares, dice Musk.[88]

Construcción[editar]

No hay una fecha definida para su construcción. Elon Musk se centrará en su trabajo en Tesla Motors y SpaceX.[89] Los primeros mecanismos en funcionamiento serán bajo open source, revelados en fase preliminar en agosto de 2013 y que darán sugerencias sobre su uso.[90]

En enero de 2015 Elon Musk anunció que se construiría una pista de pruebas para el Hyperloop en Texas para que compañías y estudiantes probaran sus diseños.[91] En mayo de 2015 la empresa Hyperloop Transportation Technologies comenzó la construcción de una pista de pruebas para el Hyperloop en California[92] La empresa de transporte anunció que, antes de crear la esperada ruta que una San Francisco a Los Ángeles en menos de media hora, construirían un modelo de ocho kilómetros en Quay Valley, una localidad artificial dedicada al turismo, entretenimiento y compras. La construcción comenzará en 2016 y se espera que en 2018 esté abierto al público.[93]

31 enero 2016 tuvo lugar la competición organizada en la Universidad A&M Texas por SpaceX, con los siguientes resultados:

MIT Hyperloop Team: Categoría de diseño y construcción "Premio al Mejor diseño completo"[1]

Hyperloop Makers UPV Team: Categoría de diseño conceptual "Premio al Mejor diseño conceptual" y premio de excelencia técnica al "Subsistema de Propulsión/Compresión"[2]

Otras universidades galardonadas fueron:

Delft University of Technology | Delft Hyperloop

University of Wisconsin, Madison | BadgerLoop

Virginia Tech | Hyperloop at  Virginia Tech

University of California, Irvine | HyperXite

9 marzo 2016 el Gobierno Eslovaco firmó con la empresa Hyperloop Technology un documento sobre el estudio del proyecto de transportación entre la capital eslovaca Bratislava y la capital de Austria Viena.[94]

Véase también[editar]

Referencias[editar]

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