Muchos de ustedes saben lo que es el maglev: levitación magnética, un fenómeno físico y una tecnología del futuro. Se crea cuando dos polos iguales de imanes clásicos se acercan entre sí, y fascina a todos los niños que juegan con imanes. Por supuesto, la levitación magnética se utiliza desde hace tiempo para muchas aplicaciones técnicas de la vida cotidiana en conjunción con el electromagnetismo.

Crucial para el futuro es su uso junto con la superconductividad de los conductores, un fenómeno por el que a bajas temperaturas los conductores pierden resistencia térmica y esto permite crear campos magnéticos más fuertes que con los imanes convencionales. Este fenómeno se conoce desde hace mucho tiempo, desde 1911, y sus descubridores son la física Heike Kamerlingh Onnes y su equipo de Leiden. La dificultad durante mucho tiempo fue la necesidad de garantizar temperaturas muy bajas de 4 K a nivel de helio líquido, por lo que sólo se ha realizado en unos pocos laboratorios del mundo. El cambio no se produjo hasta 1987, cuando se descubrieron los materiales YBaCuO (YBCO) y BiSrCaCuO (BSCCO), que permitieron enfriar con nitrógeno líquido comúnmente disponible hasta 97 K y, por encima, hasta 110 K. Esto dio pie a aplicaciones prácticas impensables hasta entonces, una de las cuales es el maglev.

Qué utilizan estas aplicaciones:

  1. Imanes fuertes (aplicaciones más comunes)
    Los imanes superconductores generan campos magnéticos extremadamente fuertes con una pérdida de energía mínima. Se utilizan en:
    Imágenes por resonancia magnética (IRM y RMN) - análisis médico (diagnóstico) y químico.
    Reactores de fusión (ITER, tokamaks): mantener el plasma en fusión.
    Aceleradores de partículas (CERN, LHC): guiado y curvado de haces de partículas.
    Trenes maglev: flotan por encima de la vía gracias a la levitación magnética (por ejemplo, el SC Maglev japonés).
  2. Transporte de energía y electricidad
    Cables superconductores: transmisión de corriente sin pérdidas (probados en proyectos como SuperGrid).
    Generadores y motores superconductores: mayor eficiencia (por ejemplo, para turbinas eólicas o barcos).
    FES (Flywheel Energy Storage): los cojinetes superconductores permiten almacenar energía casi sin pérdidas.
  3. Tecnologías cuánticas
    Qubits en ordenadores cuánticos (por ejemplo, IBM, Google): circuitos superconductores como base de algunos procesadores cuánticos.
    SQUID (dispositivo superconductor de interferencia cuántica): sensores de campo magnético extremadamente sensibles (medicina, geofísica).

Pero sigue siendo una tecnología dependiente de la refrigeración por nitrógeno líquido

En la siguiente parte del documento, me centraré en las implementaciones del maglev en el transporte que están cerca de la aplicación para los ciudadanos de a pie. El primer proyecto es el tren de levitación magnética Transrapid de Shangai (China), que funciona comercialmente. Es un proyecto construido en colaboración con los alemanes en 2004 y tiene 30,5 km de longitud. Se basa en electroimanes convencionales con bobinas de cobre que requieren un suministro constante de electricidad y tiene una velocidad máxima: 430 km/h (velocidad de funcionamiento). El segundo proyecto es el japonés SC Maglev, basado en la levitación magnética superconductora pero sin reducir la presión del aire alrededor del tren.

Plánovaná trasa: Tokio (Shinagawa) - Nagoya - Osaka
Délka: 438 km (de los cuales 90 % en túneles bajo montañas, incluidos los Alpes japoneses).
Rychlost: 505 km/h (máximo de 603 km/h en las pruebas).
Čas jízdy: Tokio-Nagoya (286 km): 40 minutos (hoy 1,5 horas en tren de alta velocidad Shinkansen).
Apertura prevista: 2027
Tokio-Osaka: 67 minutos (2,5 horas hoy). Apertura prevista: 2037

El santo grial del ferrocarril es el hyperloop, un tren de alta velocidad sobre una vía en forma de tubo en la que se bombea aire para reducir la resistencia del aire y las turbulencias del tren. En China, los trenes circulan normalmente a 350 km/h y pronto lo harán a 450 km/h, y a estas velocidades la resistencia del aire (fuerza de frenado) aumenta con el cuadrado de la velocidad, por lo que hacer funcionar estos trenes es muy caro en términos de consumo eléctrico, lo que aumenta el precio de los billetes. Si se quiere aumentar la velocidad del tren a 1000-4000 km/h (superior a la de un vuelo normal en avión), hay que reducir la resistencia del aire al mínimo, por lo que se bombea el aire fuera del tubo. La combinación de levitación magnética superconductora y baja resistencia del aire hace que este objetivo sea realista.

En realidad, sólo hay un país que esté trabajando en su aplicación: China.

Se trata del proyecto Hyperloop de T-Flight en China. La pista de pruebas se encuentra cerca de Datong (norte de China, provincia de Shanxi), a unos 300 km al oeste de Pekín. Actualmente tiene 2 km de longitud, con una ampliación a 60 km. El proyecto está dirigido por la China Aerospace Science and Industry Corporation (CASIC), empresa estatal de tecnología espacial. Se trata de un espacio cerrado con una presión atmosférica muy baja (hasta 99% de reducción de la resistencia aerodinámica en el futuro).

La cápsula flota sobre la pista mediante imanes superconductores y es controlada por la IA sin intervención humana. La velocidad objetivo es superior a 1.000 km/h (superior a la de un avión). La prioridad es transportar carga y pasajeros (prioridad para la carga). El coste estimado de construir 1 km de hyperloop de doble vía en China (sin contar los costes de desarrollo de la tecnología) oscila entre 30 y 60 millones de dólares, dependiendo de la complejidad del trazado y de la tecnología utilizada.

Comparación con el coste de construcción de otros sistemas de transporte, excluidos los costes de desarrollo:
Tipo de transporte Coste por 1 km (en China)
Hyperloop (doble vía) 30-60 millones USD
Tren de alta velocidad (HSR) 15-30 millones USD
Metro 50-150 millones USD
Maglev (Shanghai Transrapid) 60-100 millones USD

Rutas comerciales previstas en China
China estudia la posibilidad de crear un hyperloop para conectar zonas económicas clave:

a) Corredores de mercancías de alta velocidad
Datong - Pekín (~300 km) - conecta zonas industriales y logísticas.
Shanghai - Hangzhou (~170 km) - Zona económica del delta del río Yangtsé.
Guangzhou (Guangzhou) - Shenzhen (Shenzhen) (~140 km) - centro tecnológico del sur.

b) Rutas de pasajeros de larga distancia
Pekín-Shanghai (~1.300 km) - competencia con trenes de alta velocidad y aviones (4,5 h hoy, hyperloop podría reducir a 1-1,5 h). Esta ruta es la más transitada de China y probablemente del mundo.
Chengdu (Chengdu) - Chongqing (Chongqing) (~300 km) - conexión de megaciudades occidentales.

  1. Ambiciones internacionales (BRI - Belt and Road Initiative)
    China también quiere utilizar hyperloop en el extranjero, especialmente en los países que participan en su iniciativa mundial de infraestructuras:
    Asia Central: por ejemplo, Kazajstán (Astana - Almaty).
    Sudeste asiático: Malasia (Kuala Lumpur - Singapur).
    Oriente Próximo: Emiratos Árabes Unidos (Dubai - Abu Dhabi)

China dispone de fondos de inversión suficientes, madurez tecnológica y prefiere el transporte terrestre al aéreo, aunque los costes de inversión sean más elevados. Esto se debe a su deseo de ahorrar en el consumo de combustible, ya que importa la mayor parte de su petróleo y de sus aviones. Los beneficios son claros: aceleración del transporte de mercancías y personas a velocidades inimaginables hoy en día, reducción del consumo de productos petrolíferos, reducción del coste de transporte de un pasajero al utilizar menos electricidad que los trenes convencionales. Aumento de la capacidad de transporte de mercancías y pasajeros en la ruta más transitada del mundo, Pekín-Shanghai.

PetrV