Automática, Levitação Magnética e Exemplo Brasileiro parte I

[Pablo ITT]

Após o seminário que participei na última sexta feira dia 17 e a apresentação do livro do prof. Eduardo Gonçalves David sobre o Futuro das Estradas de Ferro no Brasil, perguntei ao autor sobre a posibilidade de divulgar aqui neste fórum o que já li e pesquisei, como leigo no assunto, em livros e na Internet. De posse da autorzação verbal e incentivo à sua divulgação eis aqui um pouco do material que por enquanto posso dispor.

Congresso Brasileiro de Automática, Natal, RN, setembro 2002.

[Pablo ITT]

Ilustração do Sistema.

[Pablo ITT]

[Pablo ITT]

Revista Ferroviária
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Trem magnético espanhol tem baixo custo
20/04/2009 - Portal Inovação Tecnológica

Trens de levitação magnética, também conhecidos como maglev, têm sido alvo de pesquisas em vários países. Já existe até mesmo uma linha comercial na China, que faz o percurso entre o aeroporto de Pudong e a cidade de Xangai em apenas 8 minutos.
Embora promissores, os trens magnéticos ainda são projetos caros demais para competir com os sistemas tradicionais de transporte, mesmo para países ricos como o Japão e a Alemanha, que têm pesquisas avançadas na área.
Trem magnético com ímãs permanentes
Mas a solução pode estar a caminho. Um grupo de engenheiros espanhóis desenvolveu um protótipo em pequena escala de um trem magnético que utiliza unicamente ímãs permanentes.
Os maglev tradicionais utilizam eletroímãs, o que é um dos principais fatores de seu elevado custo, tanto de instalação quanto de manutenção. Alguns projetos tentam incorporar supercondutores resfriados criogenicamente para aumentar a eficiência da sustentação magnética, o que eleva ainda mais os custos.
O que os pesquisadores da Universidade de Almería fizeram foi substituir os eletroímãs por ímãs de alta potência, semelhantes aos utilizados no interior dos discos rígidos de computador.
Ímãs de neodímio
Esses ímãs são comumente chamados de ímãs de terras raras, porque o seu principal componente é o elemento neodímio, membro dessa família da tabela periódica. Esses magnetos de neodímio chegam a ser nove vezes mais fortes do que os ímãs tradicionais. Sua composição inclui ainda o ferro e o boro, além de uma camada externa de níquel para evitar a oxidação.
Enquanto em um sistema maglev tradicional o movimento do trem é feito pela alternância em alta velocidade das polaridades dos eletroímãs, no sistema com ímãs permanentes o movimento se dá, segundo os pesquisadores, por meio de uma combinação específica de atrações e repulsões devidamente moderadas por ligas de aço, que permitem que o trem seja dirigido para frente ou para trás ou parado. Em uma entrevista por email, os pesquisadores afirmaram não poderem dar detalhes técnicos do funcionamento por questões de sigilo industrial. Segundo eles, o protótipo em escala reduzida já demonstrou a viabilidade da tecnologia.
Um trem magnético baseado em ímãs permanentes teria custos operacionais extremamente baixos, com a sua manutenção se restringindo à conservação mecânica.

[AGV]

É, aí eles terão de utilizar supercondutores para blindar a cabine,se não quiserem deletar e queimar ipod´s ou qualquer coisa sensível ao magnetismo

Pois uma das características da supercondutividade é provocar um fenômeno que não permite a penetração do campo nagnético em uma superfície.

Daí o uso deles para potencializar o campo dos imâs, na verdade o chamado "Efeito Meissner" (da supercondutividade) faz com que se aproveite o efeito da repulsão do campo nagnético quase que na sua totalidade.

Isto pode ser visto em:

http://www.if.ufrgs.br/tex/fis01043/200 ... utores.htm

[Pablo ITT]

Saiu no site da globo.com e no SSC também.



http://g1.globo.com/Noticias/Rio/0,,MUL ... ETICA.html

Mais detalhes no site próprio do Maglevcobra.
http://www.maglevcobra.com.br/

[Pablo ITT]

Continuação
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http://www.olharvirtual.ufrj.br/2006/in ... &codigo=14

Trem magnético nos trilhos do PD
Rodrigo Ricardo - Jornal da UFRJ
Pela estação de propostas do Comitê Técnico do Plano Diretor da UFRJ circula com otimismo o Trem de Levitação Magnética. Nesta última segunda (30/3), detalhes do também chamado Maglev-Cobra foram expostos ao CTPD pelos engenheiros Eduardo G. David e Richard Stephan, professores do Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (COPPE/UFRJ). A torcida é para que, com o domínio dessa pioneira tecnologia, o experimento possa expandir seus trilhos por dentro da Cidade Universitária e, futuramente, com o apoio do poder público, ligar os aeroportos Santos Dumont e Tom Jobim em cerca de 18 minutos.
Desenvolvido em etapas, o experimento tem o apoio do Banco Nacional de Desenvolvimento Social (BNDES) para construir os primeiros 150 metros de trilhos. “O nosso trem é viável em escala real”, destaca Richard Stephan, coordenador do Maglev-Cobra, pontuando que o veículo se movimenta através de um motor elétrico e sem poluir o meio ambiente. “A tecnologia em que estamos trabalhando é diferente da executada em outros países. Trata-se de uma alternativa de transporte para os centros urbanos, com trens saindo a cada três minutos e circulando a uma velocidade de até 70 km/h.”
O gerente do projeto MagLev-Cobra, Eduardo G. David, analisa que há um alinhamento político propício para uma nova fronteira ferroviária. “Pela primeira vez, em muitos anos, há um alinhamento entre os governos municipal, estadual e federal. Eles estão buscando saídas para melhorar a infraestrutura urbana para a Copa 2014 e fortalecer, em especial, a candidatura do Rio a sede das Olimpíadas de 2016”, explica David, expondo que a maior ambição é transportar passageiros entre os aeroportos Tom Jobim e Santos Dumont, uma distância de 25 km. Ao longo do trajeto, haveria estações na Cidade Universitária, Rodoviária Novo Rio, Praça Mauá e Praça XV, além de uma conexão com o metrô da Cinelândia.
Maior entusiasta da inovação tecnológica, o professor Stephan recomenda prudência, em especial, às autoridades. “As leis da Ciência obedecem a seu próprio tempo; por enquanto ainda não temos nenhum produto para vender. Os 150 metros de trilhos desmontáveis, construídos próximos ao Centro de Tecnologia (CT), serão determinantes à evolução do experimento. Num segundo momento, queremos estendê-lo pelos 4,3 km dentro do campus e por fim conectá-lo à malha de transportes da cidade.”
“Apoiamos incondicionalmente o êxito deste projeto”, afirmou Carlos Levi, pró-reitor de Planejamento e Desenvolvimento (PR-3), destacando a importância do Maglev na busca para integrar as unidades dentro do campus. “Ele é econômico tanto no consumo de energia, quanto no custo de construção. Por exemplo, o metrô subterrâneo tem o custo de R$ 100 milhões por quilômetro: já o Maglev apresenta o custo de 1/3 desse valor. Dentro do campus, como não teríamos que gastar com indenizações para desapropriar terrenos, o custo por quilômetro ficaria em torno de R$ 15 milhões”, finalizou Levi.
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http://www.maglevcobra.com.br/about/uma ... trategica/

Uma decisão estratégica
A necessidade de transporte público eficiente, não poluidor e com custos de implantação e manutenção competitivos faz parte das prioridades do mundo moderno, onde uma grande parte da população concentra-se em metrópoles.
Cidades que dispõem de uma extensa malha de metrôs subterrâneos são consideradas como modelos de solução. No entanto, o custo de implantação destas vias encontra-se na faixa de100 a 300 milhões de reais por km, dependendo do tipo de solo.
É na busca de uma solução que contemple questões operacionais de manutenção e implantação, além de custos, que surge a Tecnologia Maglev Cobra.
A tecnologia Maglev cobra é a proposta de um veículo urbano de levitação magnética com articulações múltiplas, que lhe permite efetuar curvas com raios de 30 metros, vencer aclives de até 15% e operar em vias elevadas ou ao nível do solo a uma velocidade aproximada de 70km/h.
O custo de implantação desta revolucionária tecnologia é da ordem de 1/3 do necessário para um metrô.
O sistema Maglev Cobra vale-se das propriedades diamagnéticas dos supercondutores de elevada temperatura crítica YBa-Cu-O e do campo magnético produzido por ímãs de Nd-Fe-B para obter a levitação.
Estes materiais só foram produzidos a partir do final do século passado e ainda não existe no mundo nenhum veículo que use esta tecnologia.
Isso significa em outras palavras que o Brasil está na vanguarda tecnológica que nos permitirá galgar um importante degrau no crescimento científico aplicado, que poderá representar uma verdadeira revolução com inúmeros desdobramentos.
A tração é obtida através da ação de um motor linear, tecnologia que também abre novas expectativas para o parque industrial brasileiro.
Sendo movido pela energia elétrica, cuja produção no Brasil é predominantemente de origem hidráulica, o sistema Maglev Cobra opera sem nenhuma emissão de gases poluentes.
Por não depender de atrito mecânico, o sistema Maglev Cobra além de menor consumo energético, não produz poluição sonora alguma, podendo harmonizar-se com a arquitetura das cidades em vias elevadas, apresentando uma imagem futurista dos locais onde for instalado.
A Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em parceria com o instituto Leibiniz (IFW) da Alemanha, comprovou a aplicação desta tecnologia através de modelos funcionais em escala reduzida.
Após o enorme sucesso que representaram as demonstrações públicas da tecnologia através dos modelos em escala, a FAPERJ e o BNDES apoiaram o projeto, investindo nas pesquisas, o que está viabilizando a construção de um protótipo funcional em escala real.
Este protótipo em escala real operará em uma linha de testes com 180m de extensão em uma área já doada pela prefeitura da Cidade Universitária, que também aposta no projeto como uma solução de apelo mundial para a redução dos gases poluentes responsáveis pelo aquecimento global.
É importante compreender que o que faz o MagLev Cobra levitar não é nenhuma mágica. Na verdade, as propriedades supercondutoras já são conhecidas pela ciência desde o século XIX. Mas com o avanço das pesquisas e a descoberta de novos materiais, só na última década foi possível obter a levitação através dos supercondutores de alta temperatura crítica.
É com este sistema que o MagLev Cobra levita.
Ao contrário dos sistemas de levitação até então existentes, o MagLev Cobra tem um custo energético irrisório para levitar. Isso porque não exige sensores de posição, atuadores e energia elétrica para fazê-lo levitar.
A levitação do MagLev Cobra é passiva, ou seja, basta resfriar o supercondutor e o trem levita gratuitamente.
Para resfriar o supercondutor, é necessário a utilização de Nitrogênio líquido, um material de baixo custo que é obtido como subproduto da produção do Oxigênio Líquido usado na indústria e em hospitais.
O nitrogênio líquido a -196ºC é aplicado em caixas especialmente desenvolvidas para manter a temperatura do supercondutor baixa. Estas caixas são chamadas de “criostatos”.
Os criostatos funcionam como garrafas térmicas. Fechados e isolados à vácuo molecular, são elas que mantém os blocos supercondutores livres do aumento de temperatura, prolongando o uso da levitação.
Uma vez levitando, é necessária pouquíssima energia para mover o veículo, porque não existe atrito com a superfície rolante, como nos trens comuns e demais veículos convencionais. Isso se traduz em um custo energético equivalente a apenas 13% do consumo médio do ônibus e se resume a uma altíssima racionalização energética, e por tabela, um impacto extremamente positivo sobre as emissões de gases causadores do efeito estufa no nosso planeta.

Chegou a hora para o mundo buscar soluções não poluentes
Embora a tecnologia motriz seja de ponta, as maiores inovações que qualificam o MagLev Cobra como uma solução de baixo custo encontram-se na área da Engenharia Civil.
Os veículos rodoviários e ferroviários, utilizados no transporte público têm seu peso total transmitido ao solo através dos eixos, resultando em cargas concentradas. No MagLev, o peso total é distribuído ao longo dos blocos supercondutores, resultando em cargas distribuídas.
Como conseqüência de prescindir de rodas, motores e truques, o MagLev tem um peso total equivalente à metade de um veículo leve sobre trilhos (VLT).
Esta configuração tem grande efeito no dimensionamento à flexão das vigas para veículos que circulem sobre vias elevadas, reduzindo de modo dramático o custo de obras civis quando comparado com as demais tecnologias.
Comparativamente, a superestrutura do MagLev compõe-se de duas linhas de ímãs com 50 mm de altura e 100 mm de largura, correspondendo a um peso por metro linear inferior a 10% do peso de uma superestrutura necessária para suportar um VLT.
Estruturas mais leves custam menos, oneram menos o contribuinte e são mais rápidas de implantar.
Além dessa vantagem em relação ao veículo metroviário tradicional (de seção retangular), o MagLev (de seção quadrada), se inscreve em um círculo, e possui características que podem gerar grandes reduções de custos, principalmente nos túneis em curva.
Seu sistema modular de construção civil usando estruturas de concreto armado permite não só uma rápida instalação, atendendo demandas emergenciais (como a Copa do Mundo, Olimpíadas e outros eventos de grande porte) como também possibilita que uma via seja transplantada de um local para outro de acordo com a necessidade da cidade.

Todas estas características tornam o MagLev Cobra uma solução revolucionária para o transporte urbano mundial.
Mais que isso, o investimento nesta tecnologia é uma decisão estratégica para todo país que reconhecer que o domínio tecnológico será o principal elemento que o diferenciará no futuro, trazendo vantagens econômicas diretas e incontáveis benefícios indiretos.
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Achei importante destacar em cor o que foi dito pelo professor Stephan.
Muitos, principalmente políticos, se deixam levar pelo oba oba e estragam a festa antes dela começar.
A questão é saber se é proposital, idiotice mesmo, ou ambas.

[Pablo ITT]

Saiu hoje
http://www.ufrj.br/mostraNoticia.php?cod_noticia=10177
Decania do CT

Coppe apresenta conferência sobre trem de levitação magnética
IGOR SOARES - AGÊNCIA UFRJ DE NOTÍCIAS - CENTRO DE TECNOLOGIA
agn3@reitoria.ufrj.br

No dia 26 de julho, às 14 horas, será realizada na Coppe/UFRJ a conferência com o vice-presidente da Shanghai MagLev Transportation R&D Center (SMT), o engenheiro Lin Guobin. O evento tem como tema “A experiência na operação do trem de levitação magnética (Maglev) em Shangai”.

O engenheiro abordará o sucesso na experiência com o trem de levitação magnética em território chinês, principalmente no transporte de passageiros do aeroporto internacional de Pudong ao centro empresarial de Shangai. Nas 11 viagens diárias, o trem transporta de 14 a 17 mil passageiros com uma velocidade de até 450km/h.

A conferência será proferida em inglês e acontecerá no auditório de Programa de Energia Elétrica da Coppe (PEE), bloco H, sala 322, no Centro de Tecnologia, localizado na Avenida Athos da Silveira Ramos, 149, Cidade Universitária.