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Hyperloop

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Medio de transporte de alta velocidad hipotético

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Hyperloop es un medio de transporte de alta velocidad hipotético, propuesto por Elon Musk, inventor y fundador de SpaceX. Musk concibe el sistema como un "quinto medio" de transporte, una alternativa a los barcos, aviones, automóviles y trenes. En teoría, el sistema sería capaz de viajar desde el centro de la ciudad de Los Ángeles al centro de la ciudad de San Francisco en menos de 35 minutos, es decir, 563 km (350 millas) a más de 1.100 km/h (685 mph).Una mezcla entre "un tren bala, un concorde, y una mesa de hockey sobre aire". Con esas palabras definía Elon Musk su creación, el Hyperloop.[1]

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Contenido

Después de mucha especulación, y mucha expectación, es hora de levantar el telón y mostrar cómo es en realidad esta tecnología que aspira a revolucionar el transporte terrestre. Acompañadnos en este viaje al futuro a 1.100 km/h. Musk anunció por primera vez el Hyperloop en julio de 2012 en el evento PandoDaily que tuvo lugar en Santa Mónica, California.

En septiembre de 2012 Musk comparó el sistema con un Concorde terrestre y con un cruce entre un Concorde y un cañón de riel, aunque señalando que no necesitaba rieles.5 6 Musk estimó que el coste del Hyperloop entre San Francisco y Los Ángeles sería de unos seis mil millones de dólares, un treintavo del coste del Tren de Alta Velocidad de California que ha sido propuesto para dar servicio entre ambas ciudades. Musk ha revelado que el Hyperloop no es un tren que circula por un tubo donde se hecho el vacío (Vactrain).

El 12 de agosto de 2013 Elon Musk presentó un documento de 57 páginas describiendo el proyecto.

Descripción general

Hyperloop es un modo de transporte nuevo que busca cambiar el paradigma actual al ser rápido y barato para personas y mercancías. Hyperloop es un concepto de diseño abierto, similar a Linux, en el que los aportes de la comunidad pueden hacer avanzar el diseño y hacerlo una realidad. Es un sistema rápido, barato, con salidas casi inmediatas para el viajero y sostenible ambientalmente.8

Consiste en un tubo que contiene aire a baja presión por el que unas cápsulas circulan sobre un colchón de aire. El morro de la cápsula contiene un compresor eléctrico que transfiere alta presión de aire desde el morro a la cola de la cápsula. El compresor proporciona levitación y en menor grado propulsión.

Cápsulas

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  • Hay dos tipos de cápsulas. Una para 28 pasajeros y otra que además transporta 3 vehículos.
  • La anchura máxima de la cápsula es de 1,35 m y la altura máxima es de 1,10 m.
  • Las cápsulas viajan a 1 220 km/h, Mach 0.91 a 20℃ .
  • La potencia aerodinámica para alcanzar los 1 130 km/h es de unos 134 CV (100 kW) con una resistencia aerodinámica de 320 N.
  • El peso de cada cápsula sencilla es de unos 3 100 kg. El coste sería inferior a los 245 000 USD.
  • El interior de la cápsula consta de asientos, sistemas de seguridad, compartimentos para equipaje, pantallas de entretenimiento. El peso sería de unos 2 500 kg. El coste de los componentes interiores sería inferior a 255 000 USD.
  • La cápsula grande podría transportar vehículos SUV tan grandes como el Tesla Model X.
  • La potencia aerodinámica para alcanzar los 1130 km/h es de unos 382 CV (285 kW) con una resistencia aerodinámica de 910 N.
  • El peso de cada cápsula grande es de unos 3 500 kg. El coste sería inferior a los 275 000 USD.
  • El peso de los componentes interiores de la cápsula grande sería de unos 2 700 kg.
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De igual modo que los aviones suben a gran altitud para viajar en aire menos denso, Hyperloop lleva las cápsulas en un tubo a baja presión. La presión es 1/6 de la que hay en la superficie de Marte. Es una presión de 100 Pascales (0.015 psi, 0.75 torr). Esto reduce 1000 veces la resistencia aerodinámica en relación a la existente a nivel del mar. Es equivalente a volar a 45 700 metros de altitud. Se evita usar soluciones basadas en presiones cercanas al vacío porque son mucho más caras y dificultosas de mantener comparadas con las soluciones basadas en bajas presiones.

Cada cápsula lleva un paquete de baterías de unos 1.500 kg que proporciona 45 minutos de electricidad al compresor. Las baterías se cambian en las estaciones por otras cargadas.[2]

Propulsión

Para acelerar la cápsula hasta velocidades subsónicas se usa un motor eléctrico lineal externo. Es como un motor eléctrico cilíndrico pero desenrollado y aplanado. También proporciona impulsos periódicos cada 113 km. Este motor se instala en solo el 1% de la longitud del tren, por lo que no es particularmente costoso. El rotor lineal se encuentra dentro de la cápsula.8

Las cápsulas y motores eléctricos son la parte menos costosa del proyecto. La mayor parte del coste es la construcción del tubo.

El sistema de propulsión incluye 2500 kg de baterías, el compresor. el refrigerante y otros componentes electrónicos. El coste de estos componentes sería inferior a 150 000 USD para la cápsula sencilla y de 200 000 USD para la grande.

Tubos

El tubo de acero se monta en secciones sobre pilotes prefabricados. La soldadura se hace con soldadoras de cordón orbitales. Se montan 2 tubos sobre cada pilote, uno para cada sentido de viaje. Los pilotes están separados entre sí 30 metros y la mayoría tienen unos 6 metros de altura. Otros pilotes serían de 15 y 30 m.

Hyperloop: La cápsula viaja por el interior de un tubo de acero presurizado para reducir la resistencia del aire. La idea es que haya dos tubos separados para cada sentido del viaje. En los tramos en los que el circuito sea elevado, los tubos estarán sustentados por pilares de seis metros de altura repartidos a una distancia de treinta metros entre sí. Cada pilar dispondrá de sus propios sistemas de compensación para estabilizar los tubos independientemente de la climatología o los movimientos sísmicos. El sistema es parecido a los contrapesos o Mass Dampers que utilizan algunos rascacielos como el Taipei 101
Hiperloop paneles solares:Asimismo, paneles solares montados sobre la superficie exterior del tubo serán los encargados de suministrar energía al sistema. Como Musk prometía, Hyperloop se alimentará del sol, por lo que será energéticamente muy eficiente. De hecho, el sistema está pensado para generar más energía de la que necesita a determinadas horas del día.

Las afecciones al terreno son mínimas comparadas con la anchura mínima de 30 metros dedicada a la vía de un tren. El tren también necesita vallas que impidan a los animales, personas y vehículos cruzar la vía.

Al construir sobre pilotes el tubo no está fijado rígidamente a ningún punto. Esto reduce el riesgo por terremotos y evita la necesidad de juntas de expansión. Dentro de cada pilote se colocan dos amortiguadores laterales (XY) y un amortiguador vertical (Z). Los amortiguadores absorben los cambios entre pilotes. Si la tierra se asienta con el tiempo, el punto neutro del amortiguador se puede ajustar.

En algunas zonas será preciso tunelar para evitar montañas. El coste de la construcción e instalación de pilotes sería inferior a 2550 millones de USD para la versión sencilla y de 3150 millones de USD para la versión grande. El coste de los túneles estaría entre los 600 millones de USD y los 700 millones de USD. El coste de tunelar un kilómetro sería de unos 31 millones de USD debido al pequeño diámetro en comparación con los túneles para trenes o automóviles.

El diámetro interior del tubo tiene 2,23 m.

El espesor del tubo es de 20 a 23 mm. El coste del tubo sería inferior a 650 millones de USD. Esto incluye las secciones de tubo reforzadas y las salidas de emergencia.

El par de tubos está cubierto por paneles solares en el techo que generan más de la energía que necesita para operar. Los paneles solares tienen una anchura de 4,25 m y cubren una distancia de 563 km. Con una producción de energía solar de 120 W/m2 se espera que el sistema produzca un pico máximo de 285 MW de producción solar.

El sistema en conjunto consume una media de 21 MW. Esto incluye la energía necesaria para la propulsión, resistencia aerodinámica, recarga de baterías y bombas de vacío. Los paneles solares proporcionarían una media de 57 MW, que es más que suficiente para operar el Hyperloop.

Almacenamiento de energía

El sistema almacena energía en paquetes de baterías que le permiten operar con tiempo nublado y de noche. La energía sobrante también se puede almacenar en forma de aire comprimido que más tarde puede mover una turbina para producir electricidad. Ruta Los Ángeles a San Francisco

Musk calcula que la distancia entre cápsulas cuando están estén en funcionamiento debe ser de 37 kilómetros para permitir una frenada segura en caso de incidencia. Teniendo en cuenta la capacidad de las cápsulas, eso arroja una media de 840 pasajeros en tránsito por hora. Desde el punto de vista del pasajero, Hyperloop será una experiencia bastante distinta de viajar en un avión o en un tren de alta velocidad. El espacio es individual, muy angosto (130 cm de ancho por 110 de alto), y no hay ventanillas. En su lugar hay unos asientos muy reclinados y un sistema de entretenimiento personal. Los laterales del habitáculo mostrarán paisajes como si fueran ventanillas reales.

El estudio se hace sobre la ruta entre Los Ángeles y San Francisco. El tiempo de viaje es de unos 35 minutos. Las cápsulas parten cada 30 segundos en horas punta, y cada 2 minutos el resto del tiempo. Llevan 28 personas cada una.

Las cápsulas circulan separadas una media de 37 km.

Tiene el potencial de trasladar a 840 pasajeros por hora, lo que hace unos 7,4 millones de viajeros en cada sentido al año.

Amortiguación

El sistema de amortiguación por aire pesa unos 2800 kg e incluye compresores, depósito de aire, tuberías y suspensión. El coste de estos componentes sería inferior a 475 000 USD para la cápsula sencilla y de 565 000 USD para la grande.

Costes

El coste total de una cápsula sencilla sería de unos 1,35 millones de USD incluyendo los costes de fabricación y montaje. Para la demanda esperada se requieren 40 cápsulas con un coste total de 54 millones de USD, que representa un 1% del presupuesto total del sistema.

El coste total de una cápsula grande sería de unos 1,525 millones de USD incluyendo los costes de fabricación y montaje.

El coste de las estaciones estaría entre 125 y 225 millones de USD.

El coste total sería de 6 000 millones de USD para la versión sencilla y de 7 500 millones de USD para la versión grande con capacidad de transportar coches. Amortizando este capital en 20 años y añadiendo los costes de operación cada billete sencillo saldría por unos 20 USD.

Seguridad

A diferencia de otros sistemas de transporte, Hyperloop es un sistema único que incorpora el vehículo, el sistema de propulsión, la gestión de la energía, los horarios y la ruta. Las cápsulas viajan en un ambiente cuidadosamente controlado y mantenido. El sistema es inmune al viento, la lluvia, la niebla y el hielo. El sistema de propulsión está integrado en el tubo y solo puede acelerar a la cápsulas a las velocidades que son seguras en cada sección. Se eliminan los errores humanos y las contingencias atmosféricas.8

  • Una emergencia que requiriese llevar a un pasajero al hospital sería más rápida de resolver que si produjera en el despegue de un avión, ya que el viaje completo dura 35 minutos.
  • En caso de un corte de suministro eléctrico las baterías dentro de las cápsulas permiten terminar el viaje.
  • En caso de un terremoto las cápsulas usarían los frenos de emergencia.

SpaceX anuncia el primer concurso de Hyperloop, el transporte del futuro

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Lo más interesante del proyecto fue que Musk hizo públicos los conceptos y diseños de Hyperloop para que cualquiera pueda tener acceso a ellos y mejorarlos si así lo desea. Desde entonces el inventor se alejó de la idea, dejándola en manos de los entusiastas del proyecto y empresas externas a sus compañías, no sin antes anunciar que iniciaría la construcción de un circuito de pruebas para su vehículo futurista, indicando que en el circuito se dará cabida a empresas y estudiantes que puedan aportar ideas durante el desarrollo de los primeros prototipos del vehículo.

Hoy, de la mano de Space X, Musk vuelve a involucrarse en el desarrollo de Hyperloop, anunciando la puesta en marcha de Hyperloop Pod Competition, un concurso dirigido a universitarios e ingenieros profesionales interesados en el desarrollo del transporte. La competencia se llevará a cabo en la previamente anunciada pista para prototipos de Hyperloops, la cual se ubicará en Hawthorne, California, cerca de una de las sedes de SpaceX.

Los interesados en participar en el concurso tienen hasta septiembre próximo para presentar su idea de proyecto, la compañía asegura que dará más detalles del certamen en agosto, incluyendo categorías, criterios y especificaciones. Aun así ya se sabe que el principal reto será construir Hyperloops a escala que serán probados en la pista. A pesar de que SpaceX apoya la competencia, Musk es claro en indicar que su compañía no desarrollará un dispositivo de este tipo.

El diseño final deberá estar completamente preparado para junio de 2016, fecha en que SpaceX planea tener lista la pista de pruebas. Al igual que todo lo relacionado con Hyperloop, todos los registros y datos que se recaben en la competencia, así como en las pruebas previas, serán de acceso libre y estarán al alcance de cualquier interesado en desarrollar esta tecnología. Si estas interesado en inscribirte, puedes hacerlo desde [3]

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