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Hyperloop, precuela I: cómo España se alzó con un puesto en el podio tecnológico

(Relato publicado originalmente en la web de Ingenio.xyz)

 

En un interesante relato, Miguel Álvarez describe la situación actual (2078) para quienes usan la red de HEY (Hiperloop Español Y puntual) sin reflexionar sobre cómo eran las cosas en los alegres 2020s. Ellos no creían que fueran alegres, pero considerando los niveles de estrés actuales, lo eran. Claro, se pasan por alto así algunos episodios que resultaron fundamentales para entender nuestro urbanismo actual.
Vamos a completar un poco el panorama histórico.



El Hyperloop HEY en pruebas, en Antequera, en 2022 (fuente:
https://www.cambio16.com/ciencia-y-tecnologia/hyperloop-en-el-mundo-espana/)

El primer episodio reseñable ocurrió entre 2024 y 2030. Fue conocido como “La carrera tecnológica mundial H”. En realidad, más que una carrera fue un batiburrillo, pero, en fin, “carrera” es mejor para el marketing. Un gran número de equipos de todo el mundo pugnaban por llegar a una solución viable. No fue fácil, y ocurrieron muchos accidentes. Resultó que los tubos no solían conseguir la regularidad y permanencia requerida para esas velocidades y espacios disponibles. Al fin y al cabo, desde antiguo se sabe que la repulsión magnética es cosa de milímetros, o de algún centímetro, salvo campos extremadamente caros y complejos de mantener a escala métrica, o superior. Tres aproximaciones triunfaron: la alemana del ajuste mecánico continuo, la japonesa de campos magnéticos variables de transición y la española de revestimientos deformables.

Dentro de una tradición histórica de éxito en los transportes, desde las Marinas de Castilla y Aragón, pasando por la muy meritoria del imperio español, y por tercera vez en la historia moderna, después de Leonardo Torres Quevedo y del Talgo de Goicoechea y Oriol, la técnica española era puntera en los transportes comerciales. El secreto fue la adaptación del Grimorio Escutoide, una derivación dinámica del escutoide, postulado en 2018, aplicada al comportamiento de polímeros elásticos diferidos. No fue un camino de rosas. El accidente de Antequera en 2021, a escasos kilómetros de la estación experimental en la que se había desarrollado el HEY Experimental, confirmó que la velocidad comercial de 600 km/h no se podía alcanzar en tubos que cambiaban de situación por milímetros cada cierto tiempo.



El HEY 1 cruzando Almería (fuente: Hyperloop One, en https://www.newcivilengineer.com/world-view/spain-pens-390m-hyperloop-deal-with-virgin/10034191.article

Alejándose de los planteamientos de británicos y norteamericanos, basados en anclajes, cimentaciones y revestimientos de gran rigidez y costes imposibles, el consorcio investigador español se centró en aceptar las deformaciones revistiendo las cápsulas de polímeros deformables controlados a partir de información de una cápsula dron vinculada que circulaba 150 m por delante de las cápsulas comerciales. Un éxito, claramente. Las cápsulas eran bastante más baratas que las alemanas y requerían menos mantenimiento, y más sencillas que las japonesas, en las que mantener un control geográfico muy preciso de los campos electromagnéticos era engorroso. Y, por supuesto, se conseguían las redes más baratas de conductos. El proyecto se hacía con normas y reglamentos relativamente similares a los preexistentes de ferrocarriles y conductos.



El proyecto del Hyperloop se hacía con normas y reglamentos relativamente similares a los preexistentes de ferrocarriles y conductos (Tren Séneca de ADIF, fuente: http://noticiaslogisticaytransporte.com/empresas/08/02/2017/adif-consigue-el-contrato-de-los-ramales-del-ave-en-plasencia/96731.html)

El éxito fue de toda la nación, de todos, aunque colectivos políticos, geográficos y hasta de género de toda índole intentaron capitalizarlo, con poco éxito y un notable desperdicio de energía en redes sociales y medios de comunicación. Aun así, se optó por redes interurbanas en valles con espesores considerables de suelos sedimentarios, y rampas de ascenso a la meseta en macizos rocosos de alta calidad. Algunos trayectos sufrieron rodeos por ello, pero la primera fase de despliegue del HEY tenía velocidades comerciales de centro a centro de ciudad de 600 km/h. Esto posibilitó vivir en Valencia y trabajar en el centro de Madrid, o viceversa. Es cierto que el fenómeno no se generalizó, porque los tiempos totales de trayecto superaban ampliamente los 30 minutos postulados por Marchetti. Como ya había ocurrido con Ciudad Real y Madrid al aparecer el AVE, era necesario tener un aliciente adicional. Pero tampoco faltaban: tener un puesto de trabajo provisional, o de plazo medio, querer seguir viviendo en la misma ciudad, navegar o subir a montañas de 2000 m de altitud los fines de semana.

Como siempre en la historia de los transportes, la flexibilidad aumentó la cuota de libertad individual. También como siempre, hubo colectivos que trataban de uniformizar las costumbres a las suyas con cualquier argumento, relevante o no, e incidiendo sobre todo en el ahorro colectivo, por una parte, y la prevalencia de la libertad individual, por otra. Con la alternancia de grupos de interés en el poder y sus inmediaciones, se alcanzó un equilibrio a medio plazo con desplazamientos locales cuando mandaban unos a otros.

Se produjo un fenómeno de núcleos de ciudadanos incrustados los días laborables. Había bares para zaragozanos en Barcelona, y viceversa. Los que querían distinguirse de los “locales” adoptaron ropas o accesorios ligeramente diferentes. Y las cápsulas se especializaron. Las frecuencias eran, en efecto, muy elevadas, y se consolidó un esquema de “salida cuando se llenaba la cápsula”, con unos horarios fijos mínimos. Las cápsulas sin horario fijo tendían a tener más capacidad de viajeros, pero con muy poco equipaje, portafolios y bolsos, alguna bolsa. Sin maletas, o casi. Se daban casos en que gente con dinero o prisa compraba las plazas restantes (a veces todas) para salir inmediatamente. Las cápsulas a horario admitían reservas, y tenían más espacio para equipajes, una media de un trolley grande por persona.



Cápsula para pasajeros, HEY sin horario establecido (parten al llenarse). Se daban casos en que gente con dinero o prosa compraba las plazas restantes (a veces todas) para salir inmediatamente (fuente: Wikipedia)

Pronto se vio que ese esquema se quedaba un poco cojo. Con la captación de viajeros y turistas, hizo falta poder transportar dos piezas voluminosas por viajero. Además, surgió un colectivo que compraba al salir de trabajar, por ser más cómodo, y tener mayor flexibilidad que comprar al llegar: muchos “incrustados” vivían lejos de tiendas y centros comerciales, y comprar al llegar implicaba alargar en exceso el viaje. De hecho, se convertía en superponer tres viajes en transporte local: hasta la estación interurbana, de allí a la compra y de la compra a casa. Más tipos de cápsulas, entonces: de maletas, justo detrás de las de viajeros, y con espacios pensados para productos frescos en recipientes flexibles (estanterías metálicas, básicamente).

El siguiente cuello de botella apareció pronto. ¿Dónde almacenar cápsulas para una demanda flexible, que rápidamente incluyó el privilegio de perder menos tiempo? Los viajes de cápsulas vacías de cocheras a las estaciones ocupaban capacidad de la red, y no poca. Occidente, como ya era costumbre desde los albores de la revolución industrial, resolvió el problema con una acumulación casi indecente de medios materiales y un control automatizado. Y, aunque a escala de siglos las tendencias son únicamente de crecimiento, decadencia o colapso, hubo quien quiso ver en esta época un momento estable del transporte interurbano. En Europa, cada país se transformó en una única área metropolitana, menos densa y con grandes parques nacionales y locales en su interior.

Esta fase terminó cuando los incrustados pidieron poder votar en los dos sitios en elecciones locales, con el argumento de que sufrían o disfrutaban las políticas de los dos, y debían tener poder de decisión en los dos. Con eso se terminó el principio “una persona, un voto”. Pero es ya otra historia, y ahora no toca.

 

Hyperloop – Las cápsulas

(En construcción)

Las cápsulas (en inglés "pods", que se traducen mejor como vainas) que usarán el Hyperloop serán de mercancías y pasajeros

Concurso anual

https://www.spacex.com/hyperloop

Cápsulas de mercancías

  • diseñada la de Hyperloop One (Virgin)
  •  

https://hyperloop-one.com/

https://hyperloop-one.com/our-story#new-funding-and-speed-record

https://electrek.co/2018/04/30/virgin-hyperloop-one-new-cargo-system-dp-world/

https://transpod.com/en/transpod-system/freight-transportation/

 

Usos en mercancías

https://www.cnbc.com/2018/04/29/virgins-branson-and-dubai-port-operator-announce-cargo-hyperloop.html

https://newatlas.com/cargospeed-virgin-hyperloop-one-cargo/54408/

https://www.freightwaves.com/news/technology/hyperloop-for-freight-could-be-faster-and-cheaper-than-air

https://hyperloop-one.com/blog/hyperloop-ones-transport-economist-makes-freight-case
 

Cápsulas de pasajeros

La cápsula española (septiembre de 2018)

  • es a escala real
  • se hace para HTT
  • es solo el exterior sin tracción
  • será empleada en pruebas en Francia

https://es.gizmodo.com/nos-subimos-a-la-primera-capsula-real-de-hyperloop-y-n-1829499192

https://www.20minutos.es/noticia/3454688/0/hyperloop-terminada-cadiz-primera-capsula-viajeros-tren-supersonico/

https://www.diariodecadiz.es/provincia/tren-supersonico-parte-Cadiz_0_1287471820.html

https://www.lavanguardia.com/economia/20181002/452146592259/hyperloop-primera-capsula.html

 

 

 

El Hyperloop. Novedades en 2018

El Hyperloop. Novedades en 2018

Manuel G. Romana

Profesor Titular de Universidad

Departamento de Ingeniería Civil- Transporte y territorio

Escuela de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos

Universidad Politécnica de Madrid

@MRGdeviaje

 

Julio
  •     Se celebra la Competición Space X Hyperloop 2018, en las afueras de Hawtorne, California, en lel cuartel general de Space X. Es una prueba a escala (diámetro del tubo menor que el del sistema) en el que se premia la velocidad máxima alcanzada y deceleración con ésito (si u vehíclo no logra parar por sí mismo es descalificado).  Compitieron 20 equipos de estudiantes de ingeniería (uno de la UPV, quedaron en 8º puesto). El tubo es de acero, construido por Space X,  de algo más de 1 km de longitud. Las vainas son de fibra de carbono, y emplean como suministro la energía eléctrica. Cada equipo es responsable de las comunicaciones con la vaina (pod).
  • La instalación de pruebas no es a escala final, sino reducida (ver fotograma extraído de https://www.youtube.com/watch?v=vF_zCjc_hWY )

  • La velocidad máxima alcanzada es de 457 km/h, eso sí, con una vaina muy reducida en comparación con las que serlan necesarias en el sistema. El ganador fue el equipo alemán denominado WARR Hyperloop, de la Universidad Técnica de Munich (TUM).
  • Las vainas que participan ocupan una parte de la sección mucho menor ue la del sistema final.

 

 

 
Agosto
 
Septiembre
  •     Virgin Hyperloop presenta en Las Vegas su app para planificación y compra de billetes en sus líneas de hyperloop (que de momento no existen, es únicamente una herramienta de propaganda y gestión de marca)
  • La universidad de Delft ofrece un curso gratuito sobre hyperloop, que empezará en noviembre

     

 
Resumen
  • En septiembre de 2017 se anunció que se habían sobrepasado los 295 millones de dólares en financiación para una sola empresa, el Hyperloop One, con participación, entre otros, de Virgin. 
  • A lo largo del año se han anunciado estudios para construir líneas de hyperloop o, al menos, estudios de viabilidad, en

     

     

    • el corredor de la I-70 en Missouri, entre Kansas City y Saint Louis
    • en el estado de Maharastra (India), entre Pune y Mumbay (antiguo Bombay), con parada en el Aeropuerto Internacional de Navi
    • el corredor entre Chicago, Columbus y Pittsburgh. auspiciado por la entidad Mid-Ohio Regional Planning Commission (MORPC), como parte de su iniciativa de conexión rápida entre estas ciudades (Rapid-Speed Transportation Initiative [RSTI]). 
    • en el área metropolitana de Dallas- Fort Worth, en la línea Dallas – Arlington – Fort Worth, y en la línea Fort Worth – Laredo
    • en la conexiuón entre el Aeropuert Internacional de Denver con el área conocida como Front Range y los centros de esquí y montaña de las Montañas Rocosas.
    • en Dubai, entre Dubai y Abu Dabi
 
 
Para 2019:
 
 

THE OFFICIAL SPACEX HYPERLOOP POD COMPETITION

 

 

SpaceX announced the Hyperloop Pod Competition in 2015. The competition’s goal is to support the development of functional prototypes and encourage innovation by challenging student teams to design and build the best high-speed Pod. The first three competitions were held in January 2017, August 2017, and July 2018, and were the first of their kind anywhere in the world.

 

 

Based on these successes, SpaceX has moved forward with the fourth installment: the 2019 Hyperloop Pod Competition. As with previous competitions, the competition will be judged solely on one criteria: maximum speed with successful deceleration (i.e. without crashing), and all Pods must be self-propelled. The key updates to the rules for the 2019 competition are:
  1. Teams must use their own communications system. SpaceX will not provide an on-Pod communications system, otherwise known as the Network Access Panel (NAP).
  2. Pods must be designed and tested to propel themselves to within 100 feet of the far end of the tube before stopping. This can take the form of a single main run to that point, or a “slow crawl” after the Pod’s main run has been completed.
 
 
Enlaces:
 
 
 

El Hyperloop. Una aproximación.

El Hyperloop. Una aproximación.

Manuel G. Romana

Profesor Titular de Universidad

Departamento de Ingeniería Civil- Transporte y territorio

Escuela de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos

Universidad Politécnica de Madrid

@MRGdeviaje

 

¿Qué es hyperloop? ¿Cómo funciona?

El hyperloop es una idea de un sistema de transporte que tuvo Elon Musk, famoso emprendedor, extrapolando sistemas existentes a otra escala mucho menor, y que ha decidido no explotar él mismo. Es, en esencia, una cápsula que se mueve dentro de un tubo herméticamente cerrado, y la clave es conseguir de alguna manera un rozamiento muy pequeño entre cápsula y tubo. En un sistema así, el transporte podría ser muy barato y muy rápido.

El sistema, en esencia, es similar al que se emplea en muchos grandes edificios hoy para mover documentos o dinero. Son sistemas movidos por aire (esto quiere decir el término neumáticos) en el que cápsulas de plástico pueden moverse por la red y llegar de un punto a otro.

Lo que se plantea en estos momentos como visión final es un sistema de cápsulas de la capacidad de un autobús para mover pasajeros que podrían salir y llegar al centro de las ciudades y moverse a velocidades similares a las de un avión.

 ¿A qué se debe el interés de crear este tipo de transporte?

El interés viene de varios aspectos, en mi opinión. Primero, la novedad. Históricamente cada vez que un modo nuevo de transporte se ha desarrollado lo ha hecho muy rápidamente, y ha cambiado sensiblemente la sociedad en uno o varios aspectos. Segundo, competir con el avión, que es un modo de transporte caro, que causa tiempos adicionales de desplazamiento y que tiene un impacto ambiental elevado en términos de emisiones. Este impacto se va reduciendo, claro, pero sigue siendo elevado, y cada vez más gente desea y puede viajar, afortunadamente. Tercero, disponer de un sistema que pueda competir en la distribución de mercancías con el ferrocarril y la carretera.

¿Qué hace falta para crear este aparato y que sea factible?

En primer lugar, hay que pasar de una idea a un sistema completo. Eso llevará años y pruebas en tramos pequeños. En términos de sociedad, pueden ser pocos, pero las fechas que se están dando pueden resultar muy optimistas comparadas con  la realidad.

Hay que resolver cuestiones técnicas no menores, crear un marco legal adecuado, asumir como sociedad los nuevos riesgos y encontrar un punto de equilibrio que la sociedad pueda pagar. Es lo que ya hemos hecho históricamente, con el transporte ferroviario, el transporte por carretera, el aéreo y el transporte público urbano e interurbano.  No es difícil, pero llevará tiempo.

¿Cuáles son sus particularidades técnicas? ¿Y sus características? (Fuente de energía/ velocidad/ dimensiones, etcétera)

La fuente de energía de base sería la electricidad, de cualquier origen, por lo que parece en estos momentos. Esa energía eléctrica hay que transformarla en mecánica. Si todo se resuelve bien, la velocidad comercial (la de todo el viaje) podría estar en torno a los 800 kilómetros por hora, con velocidades normales de unos 1000 km/h y un máximo de 1200 km/h. Las cápsulas tendrían unos 20 a 25 m de longitud, para llevar a unas 20 personas.

Los tubos (haría falta uno para casa sentido) podrían estar enterrado o sobre pilares, como largos puentes o viaductos.

 ¿Cuáles son las complejidades en las que se está trabajando actualmente para lograr su funcionamiento?

Hace falta resolver problemas técnicos que requieren el desarrollo de nuevas tecnologías completas, algunas nuevas y otras desarrollos particulares de técnicas existentes. En la mayoría de los casos que se dan a continuación, las respuestas que tenemos no son válidas. Por decir las principales, y no son pocas, hay que resolver

  • cómo conseguir el vacío dentro del tubo (o, al menos, una presión muy baja), a la vez que se conecta a las estaciones
  • cómo conseguir que en este medio la cápsula flote sobe un cojín de aire
  • cómo conseguir la estanquidad del tubo en distancias enormes
  • cómo resolver evacuaciones y rescates en caso de avería o emergencia médica de los pasajeros (en viajes largos)
  • cómo sacar cápsulas del sistema en caso de avería
  • cómo resolver accesos de emergencia en caso de accidente
  • cómo conseguir frenar y acelerar en el sistema sin perder capacidad
  • cómo disipar el calor generado por los frenados
  • cómo hacer que el viaje en un tubo cerrado y bajo tierra sea soportable y distraído para los viajeros (este es probablemente el más resuelto hoy)

En estos momentos se está trabajando sobre el terreno en conseguir a una escala reducida (en tamaño) o en una distancia de prueba (muy pequeña) el problema principal: una cápsula que es capaz de acelerar y frenar en un tubo metálico construido sobre el terreno, no subterráneo, y llegar a velocidades por encima de los 600 km/h. Además, hay trabajos teóricos y de ingeniería de científicos de todas las procedencias (incluso la NASA) para resolver los aspectos técnicos, y para imaginar el sistema completo. La documentación más completa se ha producido  para la idea de hacer un hyperloop entre Dubai y Abu Dhabi.

¿Qué mecanismos de seguridad son necesarios para este tipo de transporte?

Eso depende de los riesgos que la sociedad acepte, y la peligrosidad percibida. En principio, sería imprescindible frenar de manera eficaz y cómoda, y, luego, establecer cómo se produce la parada de emergencia de una cápsula, estaciones intermedias de emergencia (como tienen los ferrocarriles, y sistemas de evacuación de los pasajeros en caso de accidente.

Como sistema, hay que distinguir entre tres situaciones: que un pasajero esté en peligro, por una crisis médica, por ejemplo, lo que ya ocurre en trenes y aviones; que la cápsula esté en riesgo, por fallo propio (mecánico, incendio…) o alteración del tubo en el tramo siguiente; o que una cápsula tenga que hacer una parada no programada por una incidencia en otra parte de la línea. Todas ellas llevan a sistemas de frenado de emergencia de las cápsulas, pero en condiciones muy diferentes.

¿Qué empresas destacarías como las que están realizando los principales avances? ¿Qué están realizando?

En estos momentos SpaceX (empresa de Elon Musk) ha construido una instalación con un tubo de algo menos de 2 km en Nevada para facilitar pruebas. A día de hoy, SpaceX está ayudando, pero no desarrollará soluciones. Existen “startups” como Hyperloop One y Hyperloop Transportation Technologies que  quieren desarrollar el sistema completo, y explotarlo. Otras empresas industriales y de ingeniería se han unido con contribuciones particulares, como Aecom, u Oerlikon Leybold Vacuum. Finalmente, hay equipos de desarrollo no comerciales en universidades y centros tecnológicos. Cabe mencionar a un equipo exitoso de la Universidad Politécnica de Valencia, desde aquí les felicito.

Se han celebrado concursos internacionales para desarrollar soluciones técnicas para el sistema. Este último agosto de 2017, un equipo alemán compuesto por estudiantes de la TUM (Múnich) ha conseguido velocidades por encima de los 300 km/h en las pruebas, ganando el concurso.

¿Cómo cambiaría esto la industria del transporte? ¿Y los hábitos de la sociedad?

El cambio más grande probablemente se dé en la industria del transporte aéreo de pasajeros. Con velocidades de unos 1000 km/h el avión tendrá que competir con el hyperloop como ya pasa con distancias de menos de 500 km con el tren de alta velocidad. Los viajes de negocios claramente se repartirán, y habrá ajustes en capacidad, frecuencia y precio. Se podrá ir más lejos para ocio de forma más segura, y más sostenible.

Es difícil saber cómo cambiaría la industria del transporte, en su conjunto, mientras no se tenga una idea de precios. Por ejemplo, los precios de los viajes en tren de alta velocidad están subsidiados por los gobiernos de todo el mundo, y eso es clave para el número de viajeros. Claramente, muchos gobiernos creen que interesa invertir en tener este sistema para su desarrollo de la sociedad con un uso del suelo compatible.

El efecto mayor y más inmediato será sobre las empresas y medios de transporte que cubren viajes de distancias entre 200 y 1000 km. Esos tendrán un nuevo competidor, y tendrán que adaptarse. En el largo plazo, un sistema como este podría influir en la estructura urbana, permitiendo hacer megalópolis mejor interconectadas y con más espacios abiertos. La población urbana no hace más que crecer, y el hyperloop podrá contribuir a hacer que núcleos más espaciados y pequeños funcione igual.

Los hábitos sociales probablemente no cambien por la introducción de este medio de transporte. Lo que ocurrirá es que podrá viajar más gente, si el precio es barato, y vivir más lejos del interés del viaje (trabajo, estudio, compras, ocio). Una sociedad que viaja más cambia para mejor. A los que nacieron bastante antes de cada cambio hay partes del cambio que no les gusta, pero los más jóvenes siempre se hacen a ello con rapidez, y descubren nuevas maneras de vivir con esas ventajas.

¿Estamos preparados para la implantación de un transporte así?

Sí y no. Hay demanda hoy para un sistema nuevo, y este tiene algunas ventajas de necesidad de espacio y corredores. Y sin saber muchos detalles no es posible prepararse. Quizá la pega más grande sea convencer a la gente de que viaje por un tubo pequeño, cerrado y opaco. Pero esto es hoy. Nadie dice que no se desarrollarán materiales transparentes o translúcidos para que se pueda mejorar este aspecto, y los ciudadanos usan metros subterráneos por millones cada día. Sin detalles del sistema, no sabemos cómo nos cambiará. Y, con ellos, será difícil predecir la intensidad del cambio. Cuando Jobs desarrolló el primer Smartphone estoy seguro de que tuvo una intuición clara de para qué serviría, pero no de cómo nos ha cambiado la vida cuando lo ha tenido casi todo el mundo que lo quiere.

Arthur C. Clarke dijo dos cosas muy importantes, que hoy se conocen como las primeras dos de sus tres leyes. La primera es que “cuando un científico respetable pero mayor dice que algo es imposible, muy probablemente se equivoca” (When a distinguished but elderly scientist states that something is impossible, he is very probably wrong), y la segunda reza “la única manera de descubrir los límites de lo posible es llegar un poco más lejos hasta encontrarse con lo imposible” (The only way of discovering the limits of the possible is to venture a little way past them into the impossible). Y Gregory Benford escribió que “cualquier tecnología que no parezca magia no es tan avanzada” (Any technology that does not appear magical is insufficiently advanced). Y son científicos que han destacado por escribir ciencia ficción y por ser muy buenos científicos.

El hyperloop no nos parece magia, y es perfectamente posible. Otra cosa es que el precio sea suficientemente barato como para que nos interese como sociedad como medio de transporte en masa. No parece magia, y es posible. Estamos preparados, aunque no sepamos muy bien para qué.