China quiere trenes bala aún más rápidos, y un equipo de científicos del suroeste del país ha sugerido una forma de hacerlo: añadir alas.
Su estudio revela que añadir cinco pares de pequeñas alas en cada vagón generaría una sustentación adicional y reduciría el peso del tren en casi un tercio, llevando la velocidad máxima a 450 kilómetros por hora.
La investigación forma parte de un proyecto lanzado por Pekín a principios de este año, denominado CR450, que pretende desarrollar una nueva generación de trenes de alta velocidad que puedan viajar a esa velocidad.
La red ferroviaria de alta velocidad de China es actualmente la más rápida del mundo: sus actuales trenes bala pueden circular a 350 km/h. El proyecto CR450 pretende tener trenes que circulen casi un 30% más rápido, lo que significa que sólo se tardaría unas tres horas en viajar de Pekín a Shanghai, o sólo cinco horas de Pekín a Guangzhou.
El proyecto CR450 pretende tener trenes que circulen casi un 30% más rápido
Pero “a medida que aumenta la velocidad de funcionamiento, el desgaste de las ruedas se incrementa y acorta inevitablemente el ciclo de reparación y la vida útil de las mismas”, según un documento del equipo del Centro de Innovación en Dinámica de Fluidos de Chengdu, dirigido por el ingeniero investigador Zhang Jun.
“El tren de alta velocidad con alas de sustentación es un avance en el concepto tradicional de diseño aerodinámico de los trenes de alta velocidad, para reducir el consumo total de energía y los costes de funcionamiento”, afirman en el artículo publicado el jueves en la revista china Acta Aerodynamica Sinica, revisada por expertos.
La idea de dotar de alas a los trenes de alta velocidad no es nueva: los ingenieros japoneses propusieron en los años 80 un tren con alas en forma de avión que se extendían por los laterales, y acabaron construyendo un prototipo dos décadas después.
Aunque este primer intento demostró que las alas proporcionaban eficiencia aerodinámica, fracasó en las aplicaciones prácticas porque las alas eran demasiado grandes y anchas para que el tren circulara con seguridad dentro del limitado espacio de las infraestructuras ferroviarias existentes, como las vallas de seguridad y los túneles.
El propuesto es diferente en China
Zhang y su equipo han propuesto algo un poco diferente. En lugar de colocar un par de alas gigantes en los laterales, dicen que un conjunto de alas más pequeñas en la parte superior del tren podría generar la fuerza suficiente para elevarlo sin riesgo de chocar con nada.
Pero advierten que las alas tendrían que ser cuidadosamente diseñadas e instaladas.
Al viajar a 450 km/h, el cuerpo del tren produciría una corriente de aire de alta velocidad cerca de la superficie del techo que podría causar turbulencias perjudiciales si las alas estuvieran demasiado bajas, según el documento.
Y si un ala estuviera demasiado alta sobre el tren, podría chocar con las corrientes generadas por las alas de delante y producir más resistencia que sustentación. Los investigadores estimaron que el rango óptimo era que las alas se extendieran entre 1,5 y 2 metros sobre el techo.
La mayor diferencia entre su propuesta y la japonesa es que el tren chino funcionaría más como un misil de crucero que como un avión, según Zhang y el equipo, que también trabajan en el programa de investigación militar del país, incluido el desarrollo de armas hipersónicas.
Chen Yu, ingeniero de investigación de la Universidad de Tongji, en Shanghai, que no participó en el estudio, dijo que había que superar algunos problemas de ingeniería extremadamente difíciles para poner alas en los trenes.
Todavía hay problemas de ingeniería extremadamente difíciles para poner alas en los trenes.
“Para un diseñador de trenes, cuanto más lisa sea la superficie, mejor. Cada componente adicional es un problema más”, dijo Chen, que ha estudiado el comportamiento aerodinámico de los trenes de alta velocidad en túneles de viento.
Las alas, por ejemplo, aumentarían inevitablemente el ruido en la cabina y reducirían la comodidad de los pasajeros, dijo. Eso significaría que los científicos e ingenieros tendrían que idear formas de controlar las complejas corrientes de aire sobre el techo y absorber el aumento de ruido con materiales o estructuras de insonorización.
“Pero esto aumentaría el peso total del tren”, dijo Chen.
Los trenes de alta velocidad toman la electricidad de las líneas eléctricas aéreas a través de un pantógrafo que se sitúa en la parte superior del tren, y dijo que serían necesarias medidas adicionales para mantener el pantógrafo en contacto constante con las líneas eléctricas, dada la perturbación generada por las alas.
Los primeros trenes CR450 circularán probablemente por una nueva línea ferroviaria de 300 km entre Chengdu y Chongqing, dos grandes centros económicos del suroeste, según informan los medios de comunicación chinos. La construcción de esta línea comenzó en septiembre y se espera que esté terminada en cinco años.
El programa CR450, un esfuerzo de investigación a nivel nacional, pretende resolver cuestiones técnicas que van desde el control automático y el diseño de las ruedas hasta el sistema de dirección, pasando por la mejora de los carriles y las medidas de seguridad, según los investigadores que participan en él.
Los defensores de la solución de las alas creen que sería más económica y viable para su aplicación a gran escala que un tren de maglev con tecnología superconductora que viaje a 600 km/h. Se están planeando dos nuevas líneas de maglev para ciudades del este de China.
Noticia tomada de: Bangkok Post / Traducido del ingles por World Energy Trade
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