por Kevin Bonsor - traduzido por HowStuffWorks Brasil
Introdução
Se você esteve em um aeroporto recentemente, na certa notou que a viagem aérea se torna mais e mais congestionada. Apesar dos atrasos freqüentes, os aviões ainda propiciam a maneira mais rápida de viajar centenas ou milhares de quilômetros. A viagem aérea revolucionou a indústria de transporte no último século, permitindo que pessoas percorram grandes distâncias em uma questão de horas em vez de dias ou semanas.
 Foto cedida pelo Instituto de Pesquisa Técnica de Ferrovias Os trens maglev podem viajar em velocidades de até 500 km/h |
Alguns países estão usando o poderoso eletroímã para desenvolver trens de alta velocidade, chamados trens maglev. O maglev é pequeno para possibilitar a levitação magnética, o que significa que esses trens vão flutuar sobre um trilho usando os princípios básicos dos ímãs para substituir as antigas rodas de aço e trens de trilhos. Neste artigo, você vai saber como funcionam a propulsão eletromagnética e os 3 tipos específicos de trens maglev e onde você pode andar em um desses trens.
Suspensão eletromagnética (SEM)
Se já brincou com ímãs, sabe que polos opostos se atraem e polos iguais se repelem. Este é o princípio básico por trás da propulsão eletromagnética. Os eletroímãs são similares a outros ímãs em que atraem objetos de metal, mas a força de atração do ímã é temporária. Leia Como funcionam os eletroímãs e descubra como você poderá criar facilmente um pequeno eletroímã conectando as pontes de um fio de cobre às pontas negativas e positivas de uma bateria AA, C ou D-cell. Isto cria um pequeno campo magnético. Se você desconectar alguma ponta do fio da bateria, o campo magnético irá embora.
O campo magnético criado neste experimento fio-bateria é a idéia simples por trás de um sistema de trilho de trem maglev. Há 3 componentes para este sistema:
- uma grande fonte de energia elétrica;
- cabos de metal formando um trilho guia ou trilho;
- grandes ímãs orientados ligados à parte inferior do trem.
 Foto cedida pelo Instituto de Pesquisa Técnica de Ferrovias |
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A bobina magnética ao longo dos trilhos, chamada de trilho guia, repele os grandes ímãs sob o trem, permitindo que este levite entre 1 a 10 cm sobre o trilho guia. Uma vez que o trem esteja levitando, a energia é suprida pelas bobinas dentro das paredes do trilho para criar um sistema único de campos magnéticos que puxam e empurram o trem pelo trilho guia. A corrente elétrica fornecida às bobinas nas paredes do trilho guia é constantemente alternada para mudar a polaridade da bobina magnetizada. Esta mudança na polaridade leva o campo magnético na parte frontal do trem a puxar o veículo para frente, enquanto o campo magnético atrás do trem adiciona mais um empurrão para frente.
Os trens maglev flutuam em uma almofada de ar, eliminando a fricção. Esta falta de fricção juntamente com os projetos aerodinâmicos permitem que esses trens alcancem velocidades de transporte terrestre surpreendentes de mais de 500 km/h ou 2 vezes tão rápido quanto o trem mais rápido de transporte da Amtrak. Em comparação, um avião comercial Boeing-777 usado para vôos a longa distância pode atingir a uma velocidade máxima de 905 km/h. Os desenvolvedores dizem que os trens maglev vão finalmente ligar as cidades que estão separadas em até 1.609 km. A 500 km/h, você podia viajar de Paris a Roma em pouco mais de 2 horas.
Atualmente, a Alemanha e o Japão estão desenvolvendo a tecnologia de trem maglev e estão testando protótipos de seus trens. (A empresa alemã "Transrapid International" também tem um trem em uso comercial, mais sobre isso na próxima seção.) Embora sejam baseados em conceitos semelhantes, os trens alemães e japoneses têm diferenças. Na Alemanha, os engenheiros desenvolveram um sistema de suspensão eletrodinâmica (SEM), chamado Transrapid. Neste sistema, a base do trem envolve um trilho guia de aço. Os eletroímãs colocados sob o trem estão polarizados em direção ao trilho guia, que levita o trem em torno de 1 cm sobre os trilhos guia e mantêm o trem levitando mesmo quando não está em movimento. Outros ímãs guias embutidos no corpo do trem o mantêm estável durante a viagem. A Alemanha demonstrou que o trem maglev Transrapid pode atingir 480 km/h com pessoas a bordo.
Suspensão de eletrodinâmica (SED)
Foto cedida pelo Instituto de Pesquisa Técnica de Ferrovias O trem maglev MLX01 do Japão |
Outra diferença entre os sistemas é que os trens japoneses levitam mais ou menos 10 cm sobre os trilhos. Uma dificuldade no uso do sistema SED é que os trens maglev devem rodar sobre pneus de borracha até que ele alcance a velocidade de 100 km/h. Os engenheiros japoneses dizem que as rodas são uma vantagem se uma falha de energia causasse a queda do sistema. O trem Transrapid alemão está equipado com um suprimento de energia de emergência. Também os passageiros com marca-passo deveriam ser protegidos contra os campos magnéticos gerado pelos eletroímãs super-condutores.
O Inductrack é um dos tipos mais novos de SED que usa ímãs permanentes em temperatura para produzir campos magnéticos em vez de eletroímãs energizados ou ímãs super-condutores resfriados. O Inductrack usa uma fonte de energia para acelerar o trem somente até o início da levitação. Se a força falhar, o trem pode descer gradativamente e parar sobre suas rodas auxiliares.
O trilho é, em geral, um arranjo de curto circuitos elétricos contendo fios isolados. Em um projeto, esses circuitos são alinhados como degraus em uma escada. Conforme o trem se move, um campo magnético o repele, fazendo o trem levitar.
Há 2 projetos do Inductrack: Inductrack I e Inductrack II. O inductrack I é projetado para altas velocidades, enquanto o segundo é apropriado para baixas velocidades. Os trens Inductrack podem levitar mais alto com maior estabilidade. Contanto que se mova alguns quilômetros por hora, esse trem vai levitar em torno de 2,54 cm sobre o trilho. Uma grande falha sobre o trilho que significa que o trem não requereria sistemas complexos de sensores para manter a estabilidade.
Os ímãs permanentes não foram usados antes porque os cientistas achavam que eles não criariam força gravitacional suficiente. O projeto Inductrack suplanta este problema ao organizar os ímãs em um arranjo Halbach. Os ímãs são configurados para que a intensidade do campo magnético se concentre acima do arranjo, e não abaixo. Eles são feitos de um material mais novo compreendendo uma liga de baron, aço e neodímo, que gera um campo magnético mais forte. O projeto Inductrack II incorpora 2 arranjos Halbach para gerar um campo magnético mais forte em velocidade mais baixa.
Dr. Richard Post no Laboratório Nacional Livermore (em inglês) na Califórnia desenvolveu este conceito em resposta a preocupações de segurança e custo. Os testes do protótipo chamou a atenção da NASA, que premiou com um contrato o Dr. Post e sua equipe com um contrato para explorar a possibilidade de usar o sistema Inductrack no lançamento de satélites em órbita.
A tecnologia maglev em uso
Enquanto o transporte maglev foi proposto há mais de um século, o primeiro trem comercial maglev construído teve sua inauguração em Xangai, China, em 2002 - clique aqui (em inglês) para saber mais-, usando o trem desenvolvido pela companhia alemã Transrapid International. Esta linha fez sua primeira viagem comercial aberta ao público um ano mais tarde, em dezembro de 2003. Atualmente, a linha Xangai Transrapid liga a estação Longyan Road, no centro da cidade, ao aeroporto Pudong. Viajando a uma velocidade média de 430 km/h, os 30 km de jornada levam menos que 10 minutos no trem maglev em comparação a uma hora de corrida de táxi. A China está construindo uma extensão da linha de Xangai de 160 km até Hangzhou. A construção foi iniciada no final de 2006 e deve estar pronta na Expo de Xangai, em 2010. Esta linha será a primeira linha de Maglev ligando duas cidades.
 Foto cedida Licença de documentação livre GNU Um trem Transrapid em Emsland, instalação de teste na Alemanha |
Muitos outros países têm planos para construir seus próprios trens, mas a linha do aeroporto de Xangai permanece a única linha de maglev comercial. As cidades norte-americana de Los Angeles e Pittsburgh têm planos de implantar uma linha maglev, mas a verba para a construção do sistema de transporte maglev tem sido vetada. A administração da Universidade Old Dominion, na Virgínia, tinha esperanças de ter um super meio de transporte para que os alunos chegassem e saíssem do campus no final de 2002, mas o trem permaneceu imóvel enquanto as pesquisas continuam. A American Maglev Company construiu um protótipo com tecnologia similar na Georgia e planejava terminá-lo até o final de 2006.
Para mais informações sobre trens de levitação magnética e tópicos relacionados, verifique os links na próxima página.
Em 22 de setembro de 2006, um trem teste da Transrapid na Emsland, Alemanha tinha 29 pessoas a bordo durante o teste quando bateu em um carro de manutenção que tinha sido acidentalmente deixado nos trilhos. O trem estava indo a pelo menos 133 km desta vez. A maioria dos passageiros morreu, foi o primeiro acidente fatal envolvendo um trem maglev. |
Mais informações
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Mais links interessantes (em inglês)
Fontes (em inglês)- Os trens levantam vôo levitando magneticamente - outubro de 2004
- O declínio da linha de trem maglv da China - 13/05/04
- Super trem de Xangai faz primeira viagem - 12/31/02
- A levitação magnética é possível?
- Visão do RandD Maglev
- Sistema de transporte maglev na Universidade Old Dominion
- Relatório final sobre início do maglev nacional
