E se potessi viaggiare da New York a Los Angeles in poco meno di sette ore senza salire su un aereo? Potrebbe essere possibile su un treno Maglev.
Maglev, abbreviazione di levitazione magnetica, i treni possono far risalire le loro radici alla tecnologia sperimentata al Brookhaven National Laboratory. James Powell e Gordon Danby di Brookhaven hanno ricevuto il primo brevetto per un progetto di treno a levitazione magnetica alla fine degli anni 60. Lidea è venuta a Powell mentre sedeva in un ingorgo, pensando che ci doveva essere un modo migliore per viaggiare sulla terraferma rispetto alle automobili o ai treni tradizionali. Ha avuto lidea di usare magneti superconduttori per far levitare un vagone. I magneti superconduttori sono elettromagneti che vengono raffreddati a temperature estreme durante luso, il che aumenta notevolmente la potenza del campo magnetico.
Il primo treno Maglev superconduttore ad alta velocità ad alta velocità è stato aperto a Shanghai nel 2004, mentre altri sono in funzione in Giappone e Corea del Sud. Negli Stati Uniti sono in fase di esplorazione numerosi percorsi per collegare città come Baltimora e Washington, D.C.
A Maglev, magneti superconduttori sospendono un vagone ferroviario sopra una guida di cemento a forma di U. Come i normali magneti, questi magneti si respingono lun laltro quando i poli corrispondenti sono uno di fronte allaltro.
“Un vagone Maglev è solo una scatola con magneti ai quattro angoli “, dice Jesse Powell, il figlio dellinventore Maglev, che ora lavora con suo padre. È un po più complesso, ma il concetto è semplice. I magneti impiegati sono superconduttori, il che significa che quando sono raffreddati a meno di 450 gradi Fahrenheit sotto zero, possono generare campi magnetici fino a 10 volte più forti dei normali elettromagneti, sufficienti per sospendere e spingere un treno.
Questi campi magnetici interagiscono con semplici anelli metallici inseriti in le pareti di cemento della guida Maglev. Gli anelli sono realizzati con materiali conduttivi, come lalluminio, e quando un campo magnetico si muove, crea una corrente elettrica che genera un altro campo magnetico.
Tre tipi di anelli sono impostati nella guida a intervalli specifici per svolgere tre compiti importanti: uno c crea un campo che fa librare il treno a circa 5 pollici sopra la guida; un secondo mantiene il treno stabile in orizzontale. Entrambi gli anelli utilizzano la repulsione magnetica per mantenere il vagone nel punto ottimale; più si allontana dal centro della guida o più si avvicina al fondo, maggiore è la resistenza magnetica che la spinge indietro sul binario.
La terza serie di anelli è un sistema di propulsione gestito da corrente alternata. Qui, sia lattrazione magnetica che la repulsione vengono utilizzate per spostare il vagone lungo la guida. Immagina la scatola con quattro magneti, uno su ogni angolo. Gli angoli anteriori hanno magneti con i poli nord rivolti verso lesterno e gli angoli posteriori hanno magneti con i poli sud verso lesterno. Lelettrificazione dei circuiti di propulsione genera campi magnetici che spingono il treno in avanti dalla parte anteriore e lo spingono in avanti da dietro.
Questo design a magnete galleggiante crea un viaggio fluido. Anche se il treno può viaggiare fino a 375 miglia allora, un ciclista sperimenta meno turbolenze rispetto ai tradizionali treni con ruote in acciaio perché lunica fonte di attrito è laria.
Un altro grande vantaggio è la sicurezza. I treni a levitazione magnetica sono “guidati” dalla guida motorizzata. Due treni qualsiasi che viaggiano sullo stesso percorso non possono raggiungersi e schiantarsi luno contro laltro perché sono tutti alimentati per muoversi alla stessa velocità. Allo stesso modo, i deragliamenti dei treni tradizionali che si verificano a causa di curve troppo velocemente non può accadere con Maglev. Più un treno Maglev si allontana dalla sua posizione normale tra le pareti della guida, più forte diventa la forza magnetica che lo spinge di nuovo in posizione.
Questa caratteristica principale è la cosa più eccitante a Jesse Powell. “Con Maglev, non cè conducente. I veicoli devono spostarsi dove li invia la rete. Questa è la fisica di base. Quindi, ora che abbiamo algoritmi informatici per instradare le cose in modo molto efficiente, potremmo cambiare la pianificazione dellintera rete al volo. Ciò porta a un sistema di trasporto molto più flessibile in futuro “, ha affermato.
Anche se questa entusiasmante tecnologia oggi non è implementata negli Stati Uniti, se Powell e il suo team ottengono ciò che vogliono, un giorno potresti essere alla tua prossima destinazione.
Nota: questo post è stato scritto da uno scrittore di scienze del Brookhaven National Laboratory, uno dei 17 laboratori nazionali del Department of Energy.