Innovación

Trenes y vuelos supersónicos: los viajes de alta velocidad se reinventan

Tren alta velocidad Hyperloop
Escrito por Redacción TICbeat

Nuevas y creativas ideas han tomado fuerza estos años en la industria de los viajes de alta velocidad y en el diseño de vehículos supersónicos, que podrían hacer posible que viajáramos más rápido que nunca. Descubre cuál podría ser el transporte del futuro.

Después de la retirada del Concorde en el año 2003 los viajes de alta velocidad parecían haber quedado en el olvido. Su excesivo costo y los altos niveles de ruido fueron puntos clave en su fracaso, pero los trenes Hyperloop junto con los vuelos supersónicos y los viajes hipersónicos irrumpen con gran fuerza aportando nuevas ideas y perspectivas de futuro. Hacemos un repaso por estos proyectos de futuro:

Trenes Hyperloop

Hyperloop es un nuevo medio de transporte ideado por Elon Musk, fundador de SpaceX y Boring Company, y uno de los principales visionarios de nuestro tiempo. Se trata de un proyecto de “código abierto” que tiene como objetivo poder realizar viajes de más de 1.000 km/h.

De momento Hyperloop está en fase de desarrollo y las primeras pruebas con esta tecnología han finalizado con viajes por debajo de los 400 km/h.  El funcionamiento es muy sencillo de entender. Hyperloop es un tubo sellado con muy poca resistencia al aire, por el cual se desplaza una cápsula  (el vehículo) a velocidades muy altas. Digamos que es un tren de levitación magnética en un tubo de vacío.

Sin mebargo, a pesar de la ilusión que muchos muestran hacia este proyecto, también tiene sus detractores, como el profesor de la Escuela de Ingeniería Mecánica Aeroespacial y Civil de la Universidad de Manchester, Mark, Quinn, que afirma que “han habido bastantes intentos de hacer esto en el pasado, pero nunca superaron los límites de la infraestructura. Para que sea de alguna manera escalable, debes ser capaz de reducir la presión en un tubo enormemente largo. Para hacer eso, solo estás presionando los costos de energía, que son más necesarios en otros lugares”.

Quinn hizo también alusión al marco regulatorio que aún no existe sobre este tipo de vehículos como un problema más que sumarle: “Elon Musk propuso una solución al tener un compresor grande en la parte delantera de su tren Hyperloop que tomaba el aire desde la parte delantera y lo empujaba hacia atrás, lo cual es posible, pero entonces esencialmente te estás atando a un motor a reacción que es volando a través de un tubo subterráneo “, dijo Quinn, agregando que aún no existe un marco regulatorio en ninguna parte del mundo.

Así es la primera cápsula de Hyperloop, el tren ultrarrápido ideado por Elon Musk

Otra de las barreras que se encuentra el tren Hyperloop es la geográfica. Si el territorio donde se construye es geológicamente activo, el movimiento de las placas tectónicas causaría graves daños y no sería viable.

El ruido también es otro problema al que se enfrentaría este vehículo, ya que a más velocidad, más cerca de la velocidad del sonido se encuentra el vehículo, y por tanto los ruidos son mayores, la presión aumenta y se produce gran vibración y dificultad de control del mismo. De momento estos problemas no tienen una solución eficaz que los minimice ni los elimine.

Vuelo supersónico

La compañía Boom Supersonic está intentando realizar un vuelo supersónico con el respaldo de Richard Branson, según informa la BBC. Desde que se desarrolló el Concorde la tecnología ha avanzado y esta vez los aviones tendrán tres motores en vez de cuatro, con lo cual el coste del combustible será menor.

El principal problema de este transporte es nuevamente el ruido, que es extremadamente fuerte. La NASA ha intentado encontrar una manera más silenciosa de conseguirlo con su proyecto QUESST (QUIET SuperSonic Technology) como informa en su web oficial, construyendo un avión supersónico de pasajeros más silencioso: “Desarrollar, construir y probar en vuelo un silencioso avión X supersónico es el siguiente paso lógico en nuestro camino para permitir la decisión de la industria de abrir un viaje supersónico para el público volador”, dijo Jaiwon Shin, administrador asociado de la Misión de Investigación Aeronáutica de la NASA en 2016 .

En abril de 2018, una compañía de aeronáutica llamada Lockheed Martin, se anunció como la empresa adjudicataria del contrato para construir, diseñar y probar el X-Plane experimental de la NASA.

Viaje hipersónico

Estos viajes se enmarcan dentro de áreas de investigación de velocidades de Mach 5, que significa ‘cinco veces mayores que la velocidad del sonido’, y se utiliza principalmente para la industria de los misiles. En Alemania se trabaja en un nuevo concepto llamado SpaceLiner, un avión espacial hipersónico para pasajeros, pero la inversión necesaria es muy alta y no cuentan con dinero suficiente, aunque aún con los fondos necesarios tardarían décadas en desarrollarlo y el factor de sonido seguiría sin resolverse. Aunque según afirma la BBC la tecnología scramjet y ramjet podrían ser claves para que los viajes de alta velocidad tomen forma en el futuro.

Un ramjet utiliza el movimiento hacia delante del motor o las ondas de choque para comprimir el aire entrante sin necesidad de usar un compresor, que alcanza una temperatura extremadamente alta durante el flujo supersónico.

“Esto suena muy bien en teoría”, afirma Quinn. “El problema es que a medida que avanzas más y más rápido, tus ondas de choque generan más y más calor. Una vez que alcanzas los 2000 Kelvin, comienzas a terminar en un escenario donde ya no estás agregando temperatura o energía al flujo quemando combustible, estás comenzando a separar el oxígeno o nitrógeno en el aire “.

Otra de las soluciones propuestas es un scramjet (que es un ramjet de combustión supersónica). En lugar de desacelerar el aire a velocidades subsónicas utilizando fuertes ondas de choque, utiliza menos ondas de choque más débiles para retener el flujo supersónico, lo que limita el aumento de la temperatura, según explica la BBC.

La huella de carbono es algo a tener en cuenta en estos viajes de alta velocidad, y el uso de hidrógeno como combustible como una posible alternativa tampoco es muy viable ya que los costes de energía serían muy altos.

“Si hay una fuente de electricidad que es suficientemente abundante y limpia (energías renovables o fusión, por ejemplo), entonces el hidrógeno se puede electrolizar del agua para producir combustible”, afirma Quinn, “pero esto está muy lejos de suceder”.

Aunque las soluciones a estos problemas no terminan por llegar de forma definitiva, las investigaciones van abriendo puertas poco a poco y el futuro de los viajes hipersónicos cada día se acerca más.

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