E se você pudesse viajar de Nova York a Los Angeles em menos de sete horas sem entrar em um avião? Isso poderia ser possível em um trem Maglev.
Os trens Maglev – abreviação de levitação magnética – podem traçar suas raízes com a tecnologia pioneira no Laboratório Nacional de Brookhaven. James Powell e Gordon Danby de Brookhaven receberam a primeira patente para um projeto de trem levitado magneticamente no final dos anos 1960. A ideia veio a Powell enquanto ele estava sentado em um engarrafamento, pensando que deveria haver uma maneira melhor de viajar em terra do que carros ou trens tradicionais. Ele teve a ideia de usar ímãs supercondutores para levitar um vagão de trem. Os ímãs supercondutores são eletroímãs que são resfriados a temperaturas extremas durante o uso, o que aumenta drasticamente a potência do campo magnético.
O primeiro trem supercondutor Maglev de alta velocidade operado comercialmente foi inaugurado em Xangai em 2004, enquanto outros estão em operação no Japão e na Coréia do Sul. Nos Estados Unidos, várias rotas estão sendo exploradas para conectar cidades como Baltimore e Washington, D.C.
Em Maglev, ímãs supercondutores suspendem um vagão acima de uma guia de concreto em forma de U. Como ímãs comuns, esses ímãs se repelem quando os pólos combinados ficam frente a frente.
“Um vagão Maglev é apenas uma caixa com ímãs nos quatro cantos ”, diz Jesse Powell, filho do inventor de Maglev, que agora trabalha com seu pai. É um pouco mais complexo do que isso, mas o conceito é simples. Os ímãs empregados são supercondutores, o que significa que quando eles são resfriados a menos de 450 graus Fahrenheit abaixo de zero, eles podem gerar campos magnéticos até 10 vezes mais fortes do que eletroímãs comuns, o suficiente para suspender e impulsionar um trem.
Esses campos magnéticos interagem com loops metálicos simples colocados em as paredes de concreto da guia Maglev. Os laços são feitos de materiais condutores, como o alumínio, e quando um campo magnético passa, ele cria uma corrente elétrica que gera outro campo magnético.
Três tipos de loops são configurados na guia em intervalos específicos para fazer três tarefas importantes: um c ria um campo que faz o trem pairar cerca de 5 polegadas acima da guia; um segundo mantém o trem estável horizontalmente. Ambos os loops usam repulsão magnética para manter o vagão do trem no local ideal; quanto mais ele se afasta do centro da guia ou quanto mais perto do fundo, mais resistência magnética o empurra de volta aos trilhos.
O terceiro conjunto de loops é um sistema de propulsão movido por energia de corrente alternada. Aqui, tanto a atração quanto a repulsão magnéticas são usadas para mover o vagão ao longo da guia. Imagine a caixa com quatro ímãs – um em cada canto. Os cantos frontais têm ímãs com os pólos norte voltados para fora, e os cantos traseiros têm ímãs com os pólos sul voltados para fora. Eletrificar os loops de propulsão gera campos magnéticos que puxam o trem pela frente e o empurram por trás.
Este design de ímã flutuante cria uma viagem suave. Mesmo que o trem possa viajar até 375 milhas por hora, o passageiro experimenta menos turbulência do que em trens de rodas de aço tradicionais porque a única fonte de atrito é o ar.
Outro grande benefício é a segurança. Os trens Maglev são “conduzidos” pela guia motorizada. Quaisquer dois trens que viajam na mesma rota não podem alcançar e colidir um com o outro porque eles estão sendo movidos para se mover na mesma velocidade. Da mesma forma, descarrilamentos de trens tradicionais que ocorrem devido a curvas muito rapidamente não pode acontecer com Maglev. Quanto mais longe um trem Maglev chega de sua posição normal entre as paredes da guia, mais forte se torna a força magnética que o empurra de volta ao lugar.
Este recurso principal é o que mais empolga para Jesse Powell. “Com Maglev, não há motorista. Os veículos devem se mover para onde a rede os envia. Isso é física básica. Portanto, agora que temos algoritmos de computador para rotear coisas de maneira muito eficiente, poderíamos alterar a programação de toda a rede imediatamente. Isso leva a um sistema de transporte muito mais flexível no futuro ”, disse ele.
Embora essa tecnologia empolgante não seja implantada nos Estados Unidos hoje, se Powell e sua equipe conseguirem o que querem, um dia você poderá flutuar até seu próximo destino.
Editors Observação: esta postagem foi escrita por um redator científico do Laboratório Nacional de Brookhaven, um dos 17 laboratórios nacionais do Departamento de Energia.