O que é Hyperloop?

Hyperloop é um modo conceitual de transporte proposto por Elon Musk, que permitiria que vagens relativamente pequenas viajassem através de tubos herméticos que foram parcialmente esvaziados de ar. Ao viajar em um ambiente de pressão reduzida, você pode atingir e manter velocidades próximas à velocidade do som com muito mais facilidade do que ao ar livre, permitindo um transporte rápido e com baixo consumo de energia por longas distâncias.

Problemas com transporte moderno de alta velocidade

As plataformas modernas de transporte de alta velocidade, como aviões e trens de alta velocidade, são principalmente limitadas pela velocidade da resistência do ar e do arrasto. Quanto mais rápido você viaja, mais ar entra em um determinado período de tempo. Correr para esse ar extra age como uma força de resistência que tenta retardá-lo. Para combater a resistência extra, cada vez mais potência deve ser usada para aumentar ainda mais a velocidade, o que resulta no aumento da queima de combustível e no aumento associado nas emissões.

A principal maneira de minimizar a resistência do ar é projetar formas altamente aerodinâmicas que permitem que o ar flua suavemente sobre um objeto. um fluxo suave de ar em alta velocidade permite uma resistência do ar minimizada e efeitos de arrasto. Os aviões minimizam ainda mais a resistência do ar que enfrentam, voando em altitudes com pressão de ar reduzida, com menos ar para empurrar para fora do caminho, menos força é necessária para viajar na mesma velocidade.

Como o hyperloop funcionará

O Hyperloop foi projetado para operar em um tubo selado que teve a maior parte do ar sugado para fora. A pressão proposta em que um tubo hyperloop operaria é de um milibar. Um milibar de pressão é aproximadamente equivalente a um milésimo da pressão do ar ao nível do mar, ou a pressão do ar a uma altitude de 48 quilômetros.

Observação: para comparação, a altitude de cruzeiro padrão mais alta para um 747 é de 12,5 km, onde a pressão do ar é de 179 milibares.

Tendo reduzido o fator limitador de velocidade principal, o próximo problema é o atrito com o solo. A maioria dos veículos terrestres usa rodas, que produzem atrito e sofrem desgaste. A principal alternativa para isso é a levitação magnética ou maglev, funciona bem nos sistemas de trem em que foi implementado, mas tem um custo elevado. A alternativa proposta por Musk é a utilização de um conjunto de esquis air rodízio, que envolve o pod flutuando sobre uma almofada de ar. Este método deve ser significativamente mais barato do que usar tecnologias maglev, ao mesmo tempo que ajuda a minimizar o problema de compressão de ar no tubo.

Como um pod viaja ao longo do tubo que é apenas um pouco mais largo do que é, não há muito espaço para o ar circular pelo lado de fora. Isso pode fazer com que a cápsula atue essencialmente como uma seringa, comprimindo o ar à sua frente cada vez mais. Incluindo um ventilador do compressor na frente do pod, o ar que entra pode ser redirecionado para os esquis de rodízio conforme necessário e o resto empurrado para fora da parte de trás do pod para ajudar a manter a velocidade.

Motores de indução linear semelhantes aos que seriam encontrados em um trem maglev ou em um canhão elétrico são os métodos de aceleração e desaceleração propostos. Com a resistência minimizada, os vagens podem essencialmente planar na maioria de suas viagens.

Todo o conceito de hyperloop foi aberto com a ideia de encorajar a comunidade de engenheiros a propor todas e quaisquer melhorias que possam apresentar. Isso deve levar a um produto final superior, mas significa que o conceito atual pode ser alterado antes de sua forma final.

Problemas com o conceito de hyperloop

O principal problema do hyperloop é que ele requer um tubo totalmente hermético da origem ao destino. A pressão de 1 milibar é vista como um meio-termo realista e eficaz, onde um vácuo forte seria muito difícil; no entanto, isso ainda depende de o tubo permanecer hermético. Há pouca explicação para o que aconteceria se um tubo fosse danificado em situações como um ataque terrorista ou um terremoto.

Mesmo que a pressão do ar no tubo seja baixa, os pods hyperloop ainda devem ser projetados com a aerodinâmica em mente. Isso evita qualquer fluxo de ar supersônico potencial ao viajar a velocidades próximas à velocidade do som. Mesmo com uma pressão de ar de apenas um milibar, a velocidade do som é o principal limite de velocidade. Para viajar de forma realista em velocidades supersônicas, o tubo precisaria ser colocado sob vácuo.

O pod precisa fazer a transição para um ambiente de pressão padrão para embarque e desembarque. Isso aumenta a complexidade do sistema e o tempo necessário para o transporte.

O trem SCMaglev projetado especificamente no Japão demonstrou uma velocidade máxima de 603 km / h, quase a metade da proposta do hyperloop (1220 km / h). Sem as complexidades adicionais dos tubos pressurizados e com a relativa facilidade com que a capacidade dos trens pode ser aumentada, esta pode ser uma tecnologia de viagem em alta velocidade mais viável do que o hyperloop.