Què és Hyperloop?

Hyperloop és un mode de transport conceptual proposat per Elon Musk, que permetria que beines relativament petites viatgin a través de tubs hermètics que han estat parcialment evacuats de l'aire. Viatjant en un entorn de pressió reduïda, podeu aconseguir i mantenir velocitats properes a la velocitat del so amb molta més facilitat que a l'aire lliure, permetent un transport eficient i ràpid a llargues distàncies.

Problemes amb el transport modern d'alta velocitat

Les plataformes de transport d'alta velocitat modernes, com ara avions i ferrocarrils d'alta velocitat, estan limitades principalment a la velocitat per la resistència de l'aire i l'arrossegament. Com més ràpid viatgeu, més aire trobareu en un període de temps determinat. Trobar-se amb aquest aire addicional actua com una força resistent que intenta frenar-te. Per combatre la resistència addicional, s'ha d'utilitzar cada cop més potència per augmentar encara més la velocitat, la qual cosa comporta un augment de la combustió de combustible i l'augment associat de les emissions.

La principal manera de minimitzar la resistència de l'aire és dissenyar formes altament aerodinàmiques que permetin que l'aire flueixi sense problemes sobre un objecte. un flux suau d'aire d'alta velocitat permet minimitzar la resistència de l'aire i els efectes d'arrossegament. Els avions minimitzen encara més la resistència de l'aire a què s'enfronten, en volar a altituds amb una pressió d'aire reduïda, amb menys aire per allunyar-se, es requereix menys força per viatjar a la mateixa velocitat.

Com funcionarà l'hyperloop

Hyperloop està dissenyat per funcionar en un tub segellat que ha tingut la major part de l'aire aspirat. La pressió proposada a la qual funcionaria un tub hiperloop és d'un mil·libar. Un mil·libar de pressió equival aproximadament a una mil·lèsima part de la pressió de l'aire al nivell del mar, o la pressió de l'aire a una altitud de 48 quilòmetres.

Nota: per comparar, l'altitud de creuer estàndard més alta per a un 747 és de 12,5 km, on la pressió de l'aire és de 179 mil·libars.

Després d'haver reduït el factor de limitació de velocitat principal, el següent problema és la fricció amb el terra. La majoria dels vehicles terrestres utilitzen rodes, que produeixen fricció i pateixen desgast. La principal alternativa a això és la levitació magnètica o maglev, això funciona bé en els sistemes de trens on s'ha implementat, però té un cost elevat. L'alternativa proposada per Musk és utilitzar un conjunt d'esquís amb rodes d'aire, que implica que la beina suri sobre un coixí d'aire. Aquest mètode hauria de ser significativament més barat que utilitzar tecnologies maglev alhora que ajudarà a minimitzar el problema de la compressió de l'aire al tub.

A mesura que una beina viatja pel tub que és només una mica més ample del que és, no hi ha gaire espai perquè l'aire circuli per l'exterior. Això pot fer que la beina actuï essencialment com una xeringa, comprimint cada cop més l'aire que hi ha al davant. En incloure un ventilador de compressor a la part davantera de la càpsula, l'aire entrant es pot redirigir als esquís de rodes d'aire segons sigui necessari i la resta es pot empènyer fora de la part posterior de la càpsula per ajudar a mantenir la velocitat.

Els motors d'inducció lineals similars als que es trobarien en un tren maglev o en un canó de ferrocarril són el mètode d'acceleració i desacceleració proposat. Amb la resistència minimitzada, les beines poden lliscar essencialment durant la majoria dels seus viatges.

Tot el concepte d'hyperloop ha estat de codi obert amb la idea d'animar la comunitat d'enginyeria a proposar totes les millores que puguin plantejar. Això hauria de conduir a un producte final superior, però significa que el concepte actual es pot canviar abans de la seva forma final.

Problemes amb el concepte d'hyperloop

El problema principal amb hyperloop és que requereix un tub completament hermètic des de l'origen fins a la destinació. La pressió d'1 mil·libar es considera un punt mitjà realista i eficaç on un buit dur seria massa difícil, però això encara depèn que el tub es mantingui hermètic. Hi ha poca explicació del que passaria si es fes malbé un tub en situacions com un atac terrorista o un terratrèmol.

Tot i que la pressió de l'aire al tub és baixa, les beines hyperloop encara s'han de dissenyar tenint en compte l'aerodinàmica. Això és per evitar qualsevol possible flux d'aire supersònic quan es viatja a velocitats properes a la velocitat del so. Fins i tot amb una pressió d'aire de només un mil·libar, la velocitat del so és un límit de velocitat clau. Per viatjar de manera realista a velocitats supersòniques, el tub s'hauria de posar al buit.

La càpsula ha de passar a un entorn de pressió estàndard tant per a l'embarcament com per al desembarcament. Això augmenta la complexitat del sistema i el temps necessari per al transport.

El tren SCMaglev dissenyat específicament al Japó ha demostrat una velocitat màxima de 603 km/h, aproximadament la meitat de la proposta d'hyperloop (1220 km/h). Sense les complexitats afegides dels tubs a pressió i amb la relativa facilitat amb què es pot augmentar la capacitat dels trens, aquesta pot ser una tecnologia de viatge d'alta velocitat més viable que l'hyperloop.