Transrapid - Transrapid
Transrapid é um trem monotrilho de alta velocidade desenvolvido pela Alemanha que usa levitação magnética . O planejamento para o sistema Transrapid começou em 1969 com uma instalação de teste para o sistema em Emsland, Alemanha, concluída em 1987. Em 1991, a prontidão técnica para aplicação foi aprovada pelo Deutsche Bundesbahn em cooperação com universidades renomadas.
A última versão, o Transrapid 09, foi projetado para uma velocidade de cruzeiro de 500 km / h (310 mph) e permite aceleração e desaceleração de aproximadamente 1 m / s 2 (2,2 mph / s).
Em 2002, a primeira implementação comercial foi concluída - o trem Shanghai Maglev , que conecta a rede de trânsito rápido da cidade de Xangai 30,5 km (18,95 mi) ao Aeroporto Internacional de Shanghai Pudong . O sistema Transrapid ainda não foi implantado em uma linha interurbana de longa distância.
O sistema é desenvolvido e comercializado pela Transrapid International, uma joint venture da Siemens e ThyssenKrupp .
Em 2011, a pista de teste de Emsland foi fechada quando sua licença de operação expirou. No início de 2012, foi aprovada a demolição e reconversão de todo o site de Emsland, incluindo a fábrica. Em setembro de 2017, havia planos para usar o último Transrapid 09 como um espaço para conferências e museu no terreno de Fleischwarenfabrik Kemper.
Tecnologia
Levitação
O sistema Transrapid maglev de supervelocidade não tem rodas, nem eixos, nem transmissões de engrenagens, nem trilhos de aço, nem pantógrafos elétricos suspensos . Os veículos maglev não rolam sobre rodas; em vez disso, eles pairam acima da guia da pista, usando a força magnética atrativa entre duas matrizes lineares de bobinas eletromagnéticas - um lado da bobina no veículo, o outro lado na guia da pista, que funcionam juntas como um dipolo magnético. Durante a operação de levitação e deslocamento, o veículo Transrapid maglev flutua sobre uma almofada magnética sem atrito, sem nenhum contato mecânico com a guia da esteira. Os sistemas eletrônicos do veículo a bordo medem a distância do dipolo 100.000 vezes por segundo para garantir a folga entre as bobinas presas na parte inferior da guia e a parte magnética do veículo enrolada em torno das bordas da guia. Com esse controle eletrônico preciso e constantemente atualizado, a lacuna do dipolo permanece nominalmente constante em 10 milímetros (0,39 pol.). Quando levitado, o veículo maglev tem cerca de 15 centímetros (5,9 pol.) De folga acima da superfície do trilho.
O veículo Transrapid maglev requer menos energia para pairar do que para operar seu equipamento de ar condicionado de bordo.
Nas versões TR08 e anteriores do veículo Transrapid, ao viajar a velocidades abaixo de 80 quilômetros por hora (50 mph), o sistema de levitação do veículo e todos os componentes eletrônicos do veículo a bordo eram alimentados por meio de conexões físicas com a guia da pista. Em velocidades de veículo acima de 80 quilômetros por hora (50 mph), toda a energia a bordo era fornecida pela oscilação harmônica recuperada dos campos magnéticos criados a partir do estator linear da pista. (Uma vez que essas oscilações são parasitas, elas não podem ser usadas para propulsão de veículos). Um novo sistema de transmissão de energia, versão TR09, foi desenvolvido para o Transrapid, no qual os veículos maglev agora não precisam de contato físico com a guia da pista para suas necessidades de energia a bordo, independentemente da velocidade do veículo maglev. Esse recurso ajuda a reduzir os custos operacionais e de manutenção contínua.
Em caso de falha de energia do sistema de propulsão da pista, o veículo maglev pode usar baterias de reserva a bordo para alimentar temporariamente o sistema de levitação do veículo.
Propulsão
O sistema Transrapid maglev usa um motor linear de longstator síncrono para propulsão e frenagem. Funciona como um motor elétrico giratório cujo estator é "desenrolado" ao longo da parte inferior da guia; em vez de produzir torque (rotação), ele produz uma força linear ao longo de seu comprimento. Os eletroímãs do veículo maglev que o elevam também funcionam como o equivalente à porção de excitação ( rotor ) desse motor elétrico linear. Uma vez que o campo magnético de viagem funciona em apenas uma direção, se houvesse vários trens maglev em uma determinada seção da via, todos eles viajariam na mesma direção, reduzindo assim a possibilidade de colisão entre os trens em movimento.
Requisitos de energia
O consumo normal de energia do Transrapid é de aproximadamente 50 a 100 quilowatts (67 a 134 HP) por seção para levitação e deslocamento e controle do veículo. O coeficiente de arrasto do Transrapid é cerca de 0,26. O arrasto aerodinâmico do veículo, que tem uma seção transversal frontal de 16 m 2 (172 pés quadrados), requer um consumo de energia, a 400 km / h (249 mph) ou 111 m / s (364 pés / s) de velocidade de cruzeiro , dado pela seguinte fórmula:
O consumo de energia se compara favoravelmente com outros sistemas ferroviários de alta velocidade. Com uma eficiência de 0,85, a potência necessária é de cerca de 4,2 MW. O consumo de energia para propósitos de levitação e orientação equivale a aproximadamente 1,7 kW / t. Como o sistema de propulsão também é capaz de funcionar ao contrário, a energia é transferida de volta para a rede elétrica durante a frenagem. Uma exceção a isso é quando uma parada de emergência é realizada usando os patins de pouso de emergência sob o veículo, embora este método de parar o veículo seja destinado apenas como último recurso, caso seja impossível ou indesejável manter o veículo levitando na traseira -alimentação até uma parada natural.
Segmento de mercado, impacto ecológico e paralelos históricos
Em comparação com as linhas ferroviárias clássicas, o Transrapid permite velocidades e gradientes mais altos com menos intemperismo e menor consumo de energia e necessidades de manutenção. A linha Transrapid é mais flexível e mais facilmente adaptada a circunstâncias geográficas específicas do que um sistema de trem clássico. A carga está restrita a uma carga útil máxima de 15 toneladas (14,8 toneladas longas ; 16,5 toneladas curtas ) por carro. O Transrapid permite velocidades máximas de 550 km / h (342 mph), posicionando-o entre trens convencionais de alta velocidade (200–320 km / h ou 124–199 mph) e tráfego aéreo (720–990 km / h ou 447–615 mph) . O gerador de campo magnético, uma parte importante do motor que faz parte da pista, limita a capacidade do sistema.
Do ponto de vista da concorrência, o Transrapid é uma solução proprietária. Como a pista faz parte do motor, apenas os veículos e a infraestrutura Transrapid de fonte única podem ser operados. Não há multisourcing previsto para veículos ou travessias e interruptores altamente complicados. Ao contrário das ferrovias clássicas ou outras redes de infraestrutura, administradas em conjunto pela Federal Network Agency (Bundesnetzagentur) na Alemanha, um sistema Transrapid não permite qualquer concorrência direta.
Impacto ecológico
O Transrapid é um meio de transporte eletricamente limpo, de alta velocidade e alta capacidade, capaz de construir conexões de passageiros ponto a ponto em ambientes geograficamente desafiadores. Isso deve ser definido em comparação com o impacto no patrimônio e / ou nas áreas de proteção da paisagem (compare a ponte Waldschlösschen ). Qualquer impacto das emissões deve levar em consideração a fonte de energia elétrica. A redução de despesas, ruído e vibração de um sistema Transrapid somente para pessoas em comparação com os trilhos de um trem de carga não é diretamente comparável. A reutilização das trilhas existentes e a interface com as redes existentes são limitadas. O Transrapid compete indiretamente por recursos, espaço e trilhos em ambientes urbanos e urbanos com sistemas clássicos de transporte urbano e trens de alta velocidade.
Custos comparativos
Custo de construção da trilha
O Shanghai Maglev totalmente elevado foi construído a um custo de US $ 1,33 bilhão em um comprimento de 30,5 quilômetros (19,0 milhas), incluindo trens e estações. Assim, o custo por km para via dupla foi de US $ 43,6 milhões, incluindo trens e estações. Este foi o primeiro uso comercial da tecnologia. Desde então, os trilhos convencionais de alta velocidade têm sido produzidos em massa na China por entre US $ 4,6 e US $ 30,8 milhões por quilômetro, principalmente nas áreas rurais. (Veja trilhos de alta velocidade na China ).
Em 2008, a Transrapid Australia citou o Governo do Estado de Victoria A $ 34 milhões por quilômetro para via dupla. Isso presumiu que 50% da pista estava nivelada e 50% elevada. Em comparação, a ligação ferroviária regional de 47 quilômetros (29 mi) a ser construída em Victoria custará A $ 5 bilhões, ou A $ 105 milhões por quilômetro, incluindo duas estações.
Do exposto, não é possível dizer se o Transrapid ou a via férrea rápida convencional seriam mais baratos para uma aplicação particular.
A maior velocidade de operação do sistema maglev resultará em mais passageiros sendo entregues na mesma distância em um tempo definido. A capacidade do sistema Transrapid de lidar com curvas mais fechadas e gradientes mais íngremes pode influenciar fortemente a comparação de custos de um projeto específico.
Custo de compra do trem
Em 2008, a Transrapid Australia citou o governo do estado de Victoria entre A $ 16,5 milhões (viajante) e A $ 20 milhões (luxo) por seção de trem ou vagão. Devido à largura de 3,7 m (12 pés 2 pol.) Das carruagens Transrapid, elas têm uma área útil de cerca de 92 metros quadrados (990 pés quadrados). Isso funciona entre A $ 179.000 e A $ 217.000 por metro quadrado.
Em comparação, os InterCityExpress , que também são fabricados pela Siemens, custam cerca de A $ 6 milhões por transporte. Devido à largura de 2,9 m (9 pés 6 pol.) Dos carros ICE, eles têm uma área de piso de cerca de 72 metros quadrados (775 pés quadrados). Isso resulta em cerca de A $ 83.000 por metro quadrado.
Isso mostra que os conjuntos de trens Transrapid provavelmente custam mais do que o dobro dos conjuntos de trens rápidos convencionais ICE 3 no momento. No entanto, cada conjunto de trem Transrapid é mais do que duas vezes mais eficiente devido à sua velocidade operacional mais rápida e aceleração de acordo com UK Ultraspeed . Em seu estudo de caso, apenas 44% dos conjuntos de trens Transrapid são necessários para entregar o mesmo número de passageiros que os trens convencionais de alta velocidade.
Custo operacional
A Transrapid afirma que seu sistema tem custos de manutenção muito baixos em comparação com os sistemas ferroviários convencionais de alta velocidade devido à natureza sem contato de seu sistema.
Implementações
China
A única implementação comercial até agora foi no ano 2000, quando o governo chinês ordenou que uma via Transrapid fosse construída conectando Xangai ao Aeroporto Internacional de Pudong . Foi inaugurado em 2002 e as viagens regulares diárias começaram em março de 2004. A velocidade de deslocamento é de 431 km / h (268 mph), que o trem Maglev mantém por 50 segundos, pois o curto trecho de 30,5 km (18,95 mi) permite apenas o cruzeiro velocidade a ser mantida por um curto período de tempo antes que a desaceleração comece. O número médio de passageiros por dia (14 horas de operação) é cerca de 7.500, enquanto a capacidade máxima de assentos por trem é 440. Um preço de bilhete de segunda classe de cerca de 50 RMB ( renminbi ) (cerca de 6 euros ) é quatro vezes o preço de o ônibus do aeroporto e dez vezes mais caro do que uma passagem de metrô comparável.
O projeto foi patrocinado pelos empréstimos alemães Hermes no valor de 200 milhões de marcos alemães. O custo total é estimado em US $ 1,33 bilhão.
Uma extensão planejada da linha para o Aeroporto de Xangai Hongqiao (35 km ou 22 milhas) e adiante até a cidade de Hangzhou (175 km ou 109 milhas) foi adiada várias vezes. Originalmente planejado para estar pronto para a Expo 2010 , a aprovação final foi concedida em 18 de agosto de 2008, e a construção estava programada para começar em 2010 para conclusão em 2014. No entanto, o plano foi cancelado, possivelmente devido à construção do passageiro de alta velocidade Shanghai-Hangzhou Ferrovia .
Alemanha
A instalação de teste de Emsland era a única pista do Transrapid na Alemanha. Ele foi desativado e está programado para ser desmontado.
Sistemas planejados
Irã
Em 2007, o Irã e uma empresa alemã chegaram a um acordo sobre o uso de trens maglev para ligar as cidades de Teerã e Mashhad . O acordo foi assinado no local da Feira Internacional de Mashhad entre o Ministério de Estradas e Transportes do Irã e a empresa alemã. Os engenheiros consultores da Schlegel, com sede em Munique, disseram que assinaram o contrato com o ministério dos transportes iraniano e o governador de Mashad. "Fomos designados para liderar um consórcio alemão neste projeto", disse um porta-voz. "Estamos em uma fase preparatória." O próximo passo será a formação de um consórcio, processo que deve ocorrer "nos próximos meses", disse o porta-voz. O projeto pode valer entre 10 bilhões e 12 bilhões de euros, disse o porta-voz da Schlegel. Siemens e ThyssenKrupp, desenvolvedores de um trem maglev de alta velocidade, chamado Transrapid, disseram que desconheciam a proposta. O porta-voz da Schlegel disse que a Siemens e a ThyssenKrupp "não estavam envolvidas" no consórcio.
Suíça
SwissRapide AG em cooperação com o Consórcio SwissRapide está desenvolvendo e promovendo um sistema de monotrilho de levitação magnética acima do solo (Maglev), baseado na tecnologia Transrapid. Os primeiros projetos previstos são as linhas Bern - Zurique , Lausanne - Genebra e Zurique - Winterthur .
Colorado I-70
A Transrapid é uma das várias empresas que buscam construir um sistema de trânsito de alta velocidade de 120 milhas (190 km) paralelo à Interestadual I-70 no estado americano do Colorado. As propostas apresentadas dizem que maglev oferece um desempenho significativamente melhor do que o transporte ferroviário, devido ao clima e terreno adversos. Nenhuma tecnologia foi preferida em novembro de 2013, com construção prevista para começar em 2020.
Los Angeles a Las Vegas
O projeto California-Nevada Interstate Maglev é uma linha proposta de 269 mi (433 km) de Las Vegas, Nevada a Anaheim, Califórnia. Um segmento iria de Las Vegas a Primm, Nevada, com serviço proposto para o próximo aeroporto Ivanpah Valley da área de Las Vegas. A velocidade máxima seria 310 mph (500 km / h). Em agosto de 2014, os apoiadores do esquema procuravam reavivar o interesse nele.
Outros EUA
Várias outras avaliações foram conduzidas nos Estados Unidos, incluindo Washington DC para Baltimore , Chattanooga para Atlanta e Pittsburgh para Filadélfia. Até agora, nenhum projeto iniciou a construção. Veja a lista de propostas de trem maglev: Estados Unidos
Tenerife
Um sistema de duas linhas e 120 quilômetros (75 milhas) de comprimento foi proposto para a ilha de Tenerife , que é visitada por cinco milhões de turistas por ano. Ele conectaria a capital da ilha, Santa Cruz, no norte, com Costa Adeje, no sul, e Los Realejos, no noroeste, com uma velocidade máxima de 270 km / h (169 mph). O custo estimado é de € 3 bilhões. O Transrapid tem vantagens sobre os planos ferroviários convencionais que exigiriam 35% de sua rota em túneis por causa do terreno íngreme da ilha.
Sistemas rejeitados
Alemanha
Competição de alta velocidade
O Transrapid surgiu como um dos vários conceitos concorrentes para o novo transporte público terrestre de alta velocidade desenvolvido na Alemanha. Nesta competição, o Transrapid competiu principalmente com o InterCityExpress (ICE), um sistema ferroviário de alta velocidade baseado na tecnologia ferroviária "tradicional". O ICE “ganhou” por ter sido adotado em todo o país na Alemanha, no entanto, o desenvolvimento do Transrapid continuou. Uma série de estudos para possíveis linhas Transrapid foram conduzidos depois que o ICE entrou em serviço, incluindo uma linha de longa distância de Hamburgo a Berlim.
Link Munique
O mais recente projeto da linha alemã Transrapid, e o que mais se aproximou de ser construído, tendo sido previamente aprovado, foi uma via de conexão do aeroporto da Estação Central de Munique ao Aeroporto de Munique , um projeto de 40 quilômetros (25 mi). A conexão entre a estação ferroviária e o aeroporto estava perto de ser construída, mas foi cancelada em 27 de março de 2008 pelo governo alemão devido a um grande estouro de custos. Antes do cancelamento, o partido do governo, a União Social Cristã da Baviera (CSU), enfrentou resistência interna e local, em particular das comunidades ao longo da rota proposta . A CSU planejou posicionar a Transrapid como um exemplo de tecnologia e inovação do futuro na Baviera. O ministro federal alemão dos transportes, Wolfgang Tiefensee, anunciou a decisão após uma reunião de crise em Berlim, na qual representantes da indústria revelaram que os custos aumentaram de € 1,85 bilhão para bem mais de € 3 bilhões (US $ 4,7 bilhões). Este aumento nos custos projetados, no entanto, foi principalmente devido às estimativas de custo da construção do túnel e da engenharia civil relacionada, depois que o operador designado Deutsche Bahn AG transferiu a maior parte da divisão de risco para seus subcontratados - e não devido ao custo do tecnologia maglev.
Reino Unido
O Transrapid foi rejeitado em 2007 pelo governo do Reino Unido para uma ligação maglev entre Londres e Glasgow , via Birmingham, Liverpool / Manchester, Leeds, Teesside, Newcastle e Edimburgo.
Incidentes
Acidente de setembro de 2006
Em 22 de setembro de 2006, um trem Transrapid colidiu com um veículo de manutenção a 170 km / h (106 mph) na pista de teste em Lathen, Alemanha. O veículo de manutenção destruiu a primeira seção do trem, então levantou dos trilhos para completar duas rotações completas antes de pousar em uma pilha de destroços pré-explodidos. Este foi o primeiro grande acidente envolvendo um trem Transrapid. A mídia noticiou 23 mortos e várias pessoas ficaram gravemente feridas, sendo estas as primeiras mortes em qualquer maglev. O acidente foi causado por erro humano, com o primeiro trem sendo autorizado a deixar a estação antes que o veículo de manutenção saísse dos trilhos. Essa situação pode ser evitada em um ambiente de produção com a instalação de um sistema anti-colisão automático.
Acidente de incêndio SMT
Em 11 de agosto de 2006, um trem Transrapid que circulava na Linha Maglev de Xangai pegou fogo. O fogo foi rapidamente apagado pelos bombeiros de Xangai. Foi relatado que as baterias de bordo do veículo podem ter causado o incêndio.
Suposto roubo de tecnologia Transrapid
Em abril de 2006, novos anúncios de autoridades chinesas planejando cortar os custos da ferrovia maglev em um terço geraram alguns comentários fortes de várias autoridades alemãs e mais declarações diplomáticas de preocupação de autoridades da Transrapid. A Deutsche Welle relatou que o China Daily citou o Conselho de Estado incentivando os engenheiros a "aprender e absorver tecnologias estrangeiras avançadas enquanto fazem mais inovações".
Histórico de desenvolvimento e versões
| Encontro | Trem | Localização | Localização actual | Comentários | Velocidade máxima (km / h) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1969/1970? | Transrapid 01 | Munique | Deutsches Museum , Munique | Por Krauss-Maffei . Modelo de bancada interna. Trilho com apenas 600 mm de comprimento. | |
| 6 de maio de 1971 | MBB Prinzipfahrzeug | Fábrica Ottobrunn da MBB (perto de Munique ), Alemanha | Freilassing Locomotive World | Por MBB. Primeiro veículo de transporte de passageiros. Pista de teste de 660 m. Prinzipfahrzeug = veículo principal [demonstrador]. | 90 (1971) |
| 6 de outubro de 1971 | Transrapid 02 | Fábrica da Krauss-Maffei em Munique - Allach , Alemanha | Krauss-Maffei , Munique | Por Krauss-Maffei. Pista de teste de 930 m que incluía uma curva. Exibido na Paris Expo de 4 de junho a 9 de junho de 1973. | 164 (outubro de 1971) |
| 16 de agosto de 1972 | Transrapid 03 | Munique | Sucateado | Por Krauss-Maffei. Veículo com almofada de ar (ACV ou hovercraft ) movido por um motor linear. O sistema foi abandonado em 1973 devido à alta geração de ruído e ao grande consumo. Tentativas na França ( Aérotrain ) e nos EUA ( [1] ) levaram, nos anos seguintes, a decisões semelhantes. Pista de teste de 930 m. | 140 (setembro de 1972) |
| 1972/1974? | Erlangener Erprobungsträger (EET 01) | Extremo sul de Erlangen (perto de Nuremberg ), Alemanha | ? | Pela Siemens e outros. Suspensão eletrodinâmica (EDS) (como JR-Maglev ). Não tripulado. Pista circular de 880 m. Erlangener Erprobungsträger = Portador de teste Erlangen. | 160/230 (1974)? |
| 20 de dezembro de 1973 | Transrapid 04 | Munique - Allach, Alemanha | Technik Museum Speyer | Por Krauss-Maffei. | 250 (final de 1973), 253,2 (21 de novembro de 1977) |
| 1974 / janeiro de 1975? | Komponentenmeßträger (KOMET) | Manching , Alemanha | perto de Lathen em um celeiro | Por MBB. Não tripulado. Pista de 1300 m. | 401,3 (1974) |
| 1975 | HMB1 | Thyssen Henschel em Kassel , Alemanha | ? | Por Thyssen Henschel . Primeiro veículo de longstator funcional. Guia de 100 m. Não tripulado. | |
| 1976 | HMB2 | Thyssen Henschel em Kassel , Alemanha | Technik-Museum, Kassel | Por Thyssen Henschel. O primeiro veículo de longo porte do mundo para transporte de passageiros. Guia de 100 m. | 36 (ou 40?) |
| 17 de maio de 1979 | Transrapid 05 | Exposição Internacional de Transporte (IVA 79) em Hamburgo . Remontado em Kassel em 1980. | Technik-Museum, Kassel | Pista de 908 m. | 75 |
| Junho de 1983 | Transrapid 06 | Transrapid Versuchsanlage Emsland (TVE), Alemanha | Uma parte está no Deutsches Museum em Bonn, a outra parte em Lathen | Apresentado ao público em Munique em 13 de março de 1983. Via de 31,5 km. | 302 (1984), 355 (1985), 392 (1987), 406 (1987), 412,6 (janeiro de 1988) |
| 1988 | Transrapid 07 | Transrapid Versuchsanlage Emsland (TVE), Alemanha | Uma parte está em Max Bögl KG Sengenthal, a outra parte em Lathen | Apresentado ao público na Exposição Internacional de Transporte (IVA 88) em Hamburgo. | 436 (1989), 450 (17 de junho de 1993) |
| Agosto de 1999 | Transrapid 08 | Transrapid Versuchsanlage Emsland (TVE), Alemanha | Destruída em 22 de setembro de 2006 em acidente , as peças restantes são armazenadas em Lathen | ||
| 2002 | Transrapid SMT | Trem Maglev de Xangai , China | Xangai, China | 501 (12 de novembro de 2003) | |
| 2007 | Transrapid 09 | Transrapid Versuchsanlage Emsland (TVE), Alemanha | Fábrica Kemper em Nortrup | Oferecido à venda em outubro de 2016 Cinco anos após o desligamento da planta piloto da Transrapid Emsland em 2011, a família Kemper, proprietários da H. Kemper GmbH & Co. KG, comprou o Transrapid 09 por € 200.001. Em setembro de 2017, foi erguido nas instalações da empresa em Nortrup. As três seções do trem são então usadas como espaço para conferências e exposições da história do Transrapid. Hermann Kemper, o inventor do trem maglev, veio da mesma família dos proprietários da fábrica de linguiças e produtos de carne Kemper. |
Veja também
- Aérotrain
- Trilhos de alta velocidade - para uma visão geral dos concorrentes deste sistema
- JR-Maglev
- Recorde de velocidade terrestre para veículos ferroviários
- Trem de levitação magnética
Referências
links externos
- Website oficial
- ThyssenKrupp Transrapid GmbH
- Der Transrapid 08 em Lathen und seine Vorgänger (em alemão)
- Comparação da tecnologia wheel-rail e tecnologia maglev
- Linha do tempo Transrapid
- Transrapid Photos China & GER, por International Maglev Board
- Leitura Adicional - Link para Documentos PDF sobre Transrapid