segunda-feira, 4 de agosto de 2014

Futuro sobre trilhos: levitação eletromagnética

                                 Projeto trem bala Maglev japonês – Implementação em 2027

        Um dos problemas, talvez, mais interessantes da engenharia, está relacionado ao transporte. Projetar e desenvolver um sistema de transporte que reduza quantidade de veículos, que reduza tempo de viagem, e que reduza gastos se torna um grande desafio. A patente de um sistema de transporte que faz a diferença em relação a outros tendo como base estes quesitos, é registrada por um brasileiro, o engenheiro e doutor em Engenharia de Transportes Eduardo Gonçalves Davi. Ele é um dos inventores e titulares de patente do Maglev Cobra, um trem movido à levitação magnética, projeto que teve sua fase inicial de testes em bancada (protótipo em escala) há quatro anos na Universidade Federal do Rio de Janeiro. Trata-se de um sistema de transporte coletivo cuja implementação equivale a um terço do investimento empregado a um sistema convencional de metrô e seu custo de manutenção pode ser até 50% mais barato, sendo um veículo não poluente.



       O trem bala Maglev é um trem de levitação magnética, que transita numa linha elevada sobre o chão e é propulsionado pelas forças atrativas e repulsivas do magnetismo através do uso de supercondutores. Com Maglev, um veículo é levitado a uma curta distância a partir de um trilho usando ímãs para criar tanto o elevador e a pressão, portanto sem rodas, eixos e rolamentos. Devido à falta de contato entre o veículo e a linha, a única fricção que existe, é entre o veículo e o ar. Desta forma, o trem de levitação magnética consegue atingir altas velocidades, com relativo baixo consumo de energia e pouco ruído.
    Uma placa de cerâmica supercondutora, ao ser resfriada com nitrogênio líquido, produz o efeito de levitação sobre um imã de neodímio, um imã feito a partir de uma composição dos elementos  químicos Neodímio (Nd), Ferro (Fe) e Boro (B).
Essa ideia não é recente e se iniciou por volta dos anos 1960 quando Gordon T. Danby e James R. Powell do Laboratório Nacional de Brookhaven, propuseram o uso de bobinas supercondutoras para produzir campo magnético que levitasse os trens. Nos anos 1970 e 1980, foram construídos os primeiros protótipos de trens Maglev na Alemanha e no Japão. Com o propósito de ser um meio de transporte rápido e seguro, com velocidade média de 500 km/h, além de confortável.
Desde janeiro de 2004, uma linha com trinta quilômetros de extensão localizada na cidade chinesa de Xangai está em operação comercial. O Maglev de Xangai utiliza tecnologia eletromagnética alemã da Transrapid, e está desenvolvido para atingir 450 km/h. É levitado com supercondutores resfriados à temperatura do nitrogênio em estado líquido (-198 ºC) em uma via composta de imãs permanentes. Outro exemplo é o Maglev projetado para operar em linha entre as cidades japonesas de Osaka e Tokio e a previsão de entrega das obras é para 2027. Um instituto de pesquisa realizou um levantamento de gastos e constatou que em relação à redução de tempo, o trem Maglev gerará por ano, um efeito positivo de 32,2 bilhões de ienes no consumo pessoal, e 61,4 bilhões na produção de empresas, em um total de cerca de 90 bilhões de ienes por ano.
Mas o diferencial do projeto brasileiro para os trens já implantados é que o Maglev-Cobra não consome energia alguma, enquanto o Transrapid consome 1,7 KW / tonelada levitada. Entretanto, como não existe um isolamento perfeito para o tanque de Nitrogênio (criostato), existe um consumo de Nitrogênio que se evapora. Porém o Nitrogênio em estado líquido, um subproduto da produção de Oxigênio líquido usado na indústria e em hospitais, é muito barato podendo custar R$ 0,79/litro.
Outro fator positivo em prol do novo sistema é a preservação ambiental. O Maglev Cobra apresenta um custo energético por passageiro-quilômetro equivalente a apenas 13% do consumo médio do ônibus urbano, gerando uma economia de 87% em um item que representa cerca de 30% do custo operacional. Sem dúvidas, o Maglev é um sistema de transporte do futuro.