Impulso de los estándares a Hyperloop

El sistema de transporte Hyperloop es un medio de transporte terrestre de pasajeros y mercancías que busca reducir la fricción al máximo para poder alcanzar altas velocidades, en torno a 1.000 km/h. Este sistema se basa en cápsulas que levitan dentro de túneles a baja presión.

Este nuevo sistema puede ser considerado el quinto medio de transporte y combina lo mejor del ámbito ferroviario y aeronáutico.

El concepto teórico de un tren circulando por un tubo en vacío eliminaría los obstáculos que tradicionalmente han impedido los avances en los trenes de alta velocidad, que son la dificultad de manejar la fricción y la resistencia del aire que aumenta considerablemente cuando se incrementa la velocidad.

Por lo tanto, el diseño de un sistema de transporte basado en la levitación magnética y la ausencia total o parcial de aire en el interior de los tubos permitiría alcanzar velocidades de hasta mil kilómetros por hora.

El concepto del Hyperloop es similar a un sistema de tren de tubo en vacío funcionando a presiones inferiores a 300 milibares. El sistema de transporte Hyperloop está diseñado para funcionar enviando cápsulas suspendidas en el aire, por tubos, conservando un vacío parcial. Por lo tanto, una vez eliminada la resistencia a la rodadura y reducida la resistencia al aire, dichas cápsulas pueden deslizarse a altas velocidades la mayor parte del viaje.

Sin embargo, el alto coste del tren de levitación magnética y la dificultad de mantener el vacío en grandes distancias siempre ha impedido que se construya este tipo de sistema.

El concepto de transporte de pasajeros en tubos no es nuevo; ya en 1799 George Medhurst propuso la idea de transportar mercancía a través de tuberías de hierro empleando diferencias de presión.

Casi medio siglo después (1844-1847), Medhurst construyó una estación de tren para pasajeros en Londres que empleaba sistemas neumáticos. Hacia 1850, se construyeron otros ferrocarriles neumáticos en ciudades como Dublín, Londres y París.

A principios del siglo XIX, había otros sistemas similares propuestos o experimentales. En 1901 y 1907 Alfred Zehden obtiene patentes de Estados Unidos sobre aparatos electromagnéticos que generan campos deslizantes y en la década de 1910, los trenes de vacío fueron descritos por primera vez en el pionero cohete diseñado por el estadounidense Robert Goddard.

En 1934 Hermann Kemper patentó el tren de levitación magnética. Esta patente se empeló en el Transrapid 05 que fue el primer tren de alta velocidad con levitación magnética para transporte de pasajeros. Se instaló en Hamburgo en 1979 para la Exposición de Transporte Internacional (International Transportation Exhibition– IVA 79).

Eric Laitwaithwaite presentó en 1946 en su tesis doctoral un modelo funcional de un motor de inducción lineal (no requiere contacto con el suelo) que desarrolló a tamaño real y lo mejoró posteriormente en los años 70.

Basado en este modelo, se inauguró en 1984 la primera operación comercial totalmente automatizada en Birmingham, que operaba en una sección elevada de 600 metros sobre una pista de monorriel, entre el Aeropuerto internacional de Birmingham y la Estación Internacional de Ferrocarril de Birmingham. Viajaba a una velocidad de 42 km/h.

Posteriormente entraron en juego nuevos competidores. China, empleando una tecnología europea, ha conseguido alcanzar una velocidad punta máxima de 431 km/h o Japón que con un tren japonés de levitación magnética batió su propio récord mundial de velocidad al alcanzar 603 km/h.

Si ya se conocía el concepto del tubo más levitación magnética, ¿por qué ahora surgen estas iniciativas?

El factor principal ha sido la innovación tecnológica, que ha permitido el desarrollo de nuevas soluciones y sistemas que se han podido integrar para dar el gran salto a este nuevo sistema de transporte.

Esto, unido a la alta demanda social hacia la transición ecológica y movilidad sostenible, que pasan por la necesidad de descarbonización del sector del transporte, los cambios demográficos y la saturación del tráfico aéreo, han propiciado que el concepto del Hyperloop sea una necesidad.

El desarrollo del Hyperloop supondrá un nuevo concepto de movilidad que contribuirá a la transición ecológica y a la digitalización del sector.

Además, este nuevo sistema de transporte proporciona una protección del vehículo frente a condiciones externas ya que, al circular dentro de un tubo, las condiciones climatológicas no afectan al sistema y también contribuye al cumplimiento de varios Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS).

El desarrollo del Hyperloop comienza en 2012, cuando Elon Musk retoma la idea del tubo con la levitación y propone el concepto Hyperloop. Un año más tarde, en 2013 propone un concepto de este medio de transporte en una publicación científica abierta de 57 páginas, que usaba la levitación por cojinetes de aire y, además, anima a que otras empresas lo desarrollasen.

Tras su llamamiento, surgieron dos empresas americanas que comenzaron a desarrollar propuestas para este sistema.

Por ello, para acelerar el desarrollo del Hyperloop el propio Elon Musk convocó en 2015 un concurso dirigido a estudiantes universitarios y equipos de ingenieros independientes, que deberían diseñar y construir el mejor proyecto de cápsulas para Hyperloop. En esta competición, un equipo español, Hyperloop UPV, consiguió el premio a “Mejor Diseño de Concepto” y “Mejor Subsistema de Propulsión/Compresión” en enero de 2016.

Tras estos desarrollos, se han llevado a cabo pruebas sobre diferentes prototipos de Hyperloop y en julio de 2017 un prototipo alcanzó los 310 km/h en un recorrido de 437 metros sin pasajeros. En noviembre de 2020 se realizó una prueba con éxito del transporte de pasajeros a 172 km/h. La prueba ha recorrido 500 metros en 15 segundos con dos tripulantes.

A pesar de los grandes beneficios que aporta el Hyperloop, este nuevo medio de transporte no está exento de riesgos y tiene que enfrentarse a importantes desafíos.

Uno de los principales retos a los que se enfrenta el Hyperloop es el de integrar diferentes tecnologías que hagan que el sistema sea seguro, ya que se trata de un medio de transporte que va a circular a alta velocidades y a bajas presiones, combinando tecnologías del ámbito ferroviario y aeronáutico.

Por otro lado, actualmente existen diferentes soluciones tecnológicas propuestas para el Hyperloop; unas integran la mayor parte de la tecnología en el vehículo y otras en la infraestructura.

Esto es muy importante tenerlo en cuenta, ya que, si se trata de un medio de transporte que va a circular a altas velocidades y está diseñado para desplazamientos de larga distancia, seguramente entre países, se necesita un sistema que sea interoperable y que permita que todas las soluciones converjan.

Por todo esto, la normalización se convierte en un actor relevante en el desarrollo del Hyperloop, ya que permitirá tener un lenguaje común en el sector, que todas las tecnologías sean interoperables y establecer los requisitos y métodos de verificación y ensayo para que se pueda evaluar que el sistema sea seguro.

En febrero de 2020 se aprobó el Comité Europeo de Normalización CEN-CENELEC/JTC 20 Hyperloop systems que tiene como objetivo la elaboración de estándares que permitirán garantizar la seguridad e interoperabilidad de los nuevos sistemas de transporte Hyperloop en toda Europa.

Se trata de la primera iniciativa de normalización en el mundo en este campo y ha sido impulsada por la Asociación Española de Normalización, UNE, a través de una iniciativa de la empresa española Zeleros y ArcelorMittal, en colaboración con el organismo de normalización de los Países Bajos NEN. SEOPAN (Asociación de Empresas Constructoras y Concesionarias de Infraestructuras), miembro de UNE, ha tenido un papel tractor en este proyecto. Este comité europeo está presidido por el español Jaime Tamarit.

En paralelo, en el ámbito nacional recientemente se ha creado el comité espejo CTN 326 Hyperloop en UNE, que hará seguimiento del CEN-CENELEC/JTC 20. Este comité es el responsable de canalizar la influencia española en los estándares clave para Hyperloop.

La aprobación de este comité, por parte de la Comisión Permanente de UNE y del Ministerio de Industria, Comercio y Turismo, se recibió el pasado diciembre. Esta nueva área de normalización ha recibido una gran acogida y actualmente cuenta con 12 vocalías que representan los intereses del tejido industrial del sector nacional.

En definitiva, el revolucionario sistema de transporte Hyperloop está más cerca que nunca. Actualmente, se están desarrollando en paralelo la tecnología, la regulación y la normativa técnica; lo cual hace imprescindible que estos tres factores converjan y se retroalimenten para que los nuevos desarrollos garanticen la seguridad e interoperabilidad de los nuevos sistemas de transporte Hyperloop.