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UFRJ desenvolve trem voador

O trânsito na cidade do Rio de Janeiro está cada vez mais caótico. Em horários de pico, os congestionamentos se tornam intensos e motoristas ficam retidos nas vias, dificultando o pleno funcionamento do município. Pensando nisso, Richard M. Stephan e Eduardo G. David, pesquisadores do Laboratório de Aplicações de Supercondutores (LASUP) do Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (Coppe/UFRJ) desenvolveram um novo sistema de transportes: o trem voador.

 O trânsito na cidade do Rio de Janeiro está cada vez mais caótico. Em horários de pico, os congestionamentos se tornam intensos e motoristas ficam retidos nas vias, dificultando o pleno funcionamento do município. Pensando nisso, Richard M. Stephan e Eduardo G. David, pesquisadores do Laboratório de Aplicações de Supercondutores (LASUP) do Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (Coppe/UFRJ) desenvolveram um novo sistema de transportes: o trem voador.

Chamado de Maglev-Cobra, o trem voador utiliza um sistema de levitação magnética supercondutora. O nome se deve ao seu design, composto por diversos anéis independentes interligados de forma flexível, semelhante ao corpo de uma serpente. “O protótipo brasileiro possui 30 metros de comprimento com uma guia linear formada por ímãs permanentes de Neodímio-Ferro-Boro (elementos químicos presentes no ímã, ideal para temperatura ambiente) compondo o circuito magnético (interagindo com os supercondutores) para levitação”, informou Richard Stephan.

Os módulos de passageiros, a cabine de controle e as portas são apoiadas em uma base de levitação onde estão presentes o supercondutor e as reservas de nitrogênio. O sistema de funcionamento envolve ainda a utilização de energia elétrica para alimentar bobinas (um enrolamento de fios de cobre que produz um campo magnético durante a passagem da corrente elétrica), responsáveis pelo acionamento do motor.

– O sistema de levitação magnética pesquisado na UFRJ visa aproveitar ao máximo a infra-estrutura urbana existente, utilizando-se de vias elevadas esbeltas a serem implantadas ao longo de corredores rodoviários já consolidados, porém sem disputar o espaço público já saturado, como é caso dos corredores exclusivos para ônibus – disse o professor.

Além das vantagens fornecidas como meio de transporte alternativo, o Maglev-Cobra não emite som, consome menos energia e não utiliza combustíveis fósseis, o que o torna ecologicamente correto.

A técnica de levitação magnética

Segundo informou o professor Richard Stephan, há três técnicas de levitação magnética: levitação eletrodinâmica (EDL), levitação eletromagnética (EML) e levitação supercondutora (SML). Esta última, utilizada no protótipo desenvolvido pela UFRJ, está em estudo em diversos locais do mundo, tais como China, (na Jiaotong Univ Chengdu) e Alemanha (na Universidade IFW, em Dresden) e não possui ainda aplicações reais.

De acordo com o professor, o modelo comercializado na China utiliza a técnica EDL, recomendada para altas velocidades e baseada em eletroímãs instalados no veículo, o que exige um sistema de controle sofisticado devido à instabilidade gerada. “O principal diferencial da técnica SML para as demais está na estabilidade proporcionada por propriedades específicas do supercondutor utilizado que geram um equilíbrio estável de levitação entre ele e o ímã. A estabilidade reduz as dificuldades com manutenção”, explicou o professor.

O protótipo tem quatro módulos com 1,30m de comprimento e 2,5m de largura, fabricados com materiais combinados, de alumínio e plástico reforçado com fibra de vidro, o que propicia vantagens: alta resistência mecânica, baixa densidade, boa resistência à corrosão, baixo custo com ferramentas e facilidade de desenhar e moldar formas arredondadas.

Cada módulo possui três pares de cilindros com reserva de nitrogênio líquido para o resfriamento dos supercondutores presentes em seu interior em quantidade suficiente para operação diária (16 horas) e sua capacidade para transportar passageiros varia de acordo com a quantidade de anéis instalados.

Etapas de implantação

O projeto, proposto em 2007, é dividido em duas etapas: uma linha de 114 m e outra de 3 km.

A linha com 114 metros corresponde à primeira etapa de implantação do novo sistema e deve ser instalada no Centro de Tecnologia da UFRJ, atrás do bloco A. “O objetivo da via aqui proposta é testar o sistema de levitação, a capacidade de o veículo fazer curvas com raio de 30 m e subir rampas de até 15% de inclinação”, informou o professor.

A segunda deve ser implantada na UFRJ em substituição de parte dos ônibus gratuitos usados no interior do Campus Universitário. “O objetivo desta via é desenvolver toda a parte de engenharia civil adequada ao novo veículo. Testes efetivos de consumo energético sob diferentes condições operacionais também serão objeto de pesquisa. Posteriormente, esta linha poderá fazer parte de uma futura ligação interaeroportuária (Galeão –- Santos Dumont)“, explicou Richard Stephan.

A UFRJ desenvolveu um kit que permite a instalação de vias de levitação magnética sobre uma via permanente convencional, o que permite o funcionamento alternado do Maglev-Cobra e do trem tradicional. “Como a maior parcela do investimento de um novo sistema é a infra-estrutura, a possibilidade de aproveitar investimentos já realizados no passado, como complemento ao desenvolvimento tecnológico, permite ampliar sua a área de ação, beneficiando mais pessoas”, declarou o pesquisador.

Richard Stephan alerta para o significado da nova tecnologia. “Representa uma oportunidade e, ao mesmo tempo, uma ameaça. Oportunidade para as empresas e pessoas que têm visão de futuro e acompanham o desenvolvimento tecnológico; ameaça para os fornecedores de equipamento e infra-estrutura convencional que não perceberem esta quebra de paradigma no transporte. Além disso, o Brasil ocupa uma posição de destaque no desenvolvimento da tecnologia de levitação magnética e isso pode ser um ponto favorável ao governo brasileiro”, concluiu Richard Stephan.