Trasporto ad alta velocità (Maglev)

Lo scorso 22 settembre si è diffusa la notizia che in Germania un Transrapid si è schiantato contro un veicolo addetto alla manutenzione sul tracciato di prova che collega Lathen e Melstrup (nord della Germania, al confine con l'Olanda). Ci sono state una ventina di vittime tra i passeggeri che, al momento, stavano effettuando un giro di test. Infatti il veicolo si trova in fase sperimentale, per l'ipotetica costruzione di un'analogo collegamento tra Monaco di Baviera e l'areoporto.
L'incidente è stato causato, a quanto pare, da un errore umano, in quanto il convoglio e il veicolo di manutenzione, che tiene pulito il tracciato, non dovevano essere, per ovvi motivi, contemporaneamente sul percorso.

Ma cos'è un Transrapid? Si tratta di un treno a levitazione magnetica in grado di raggiungere anche i 500 km/h.
Esso sfrutta le caratteristiche dei motori lineari, che sono macchine elettriche in grado di sviluppare moto lungo una linea retta. Sono del tutto analoghi ai motori rotanti, quindi sono costituiti da una parte fissa (statore) e una parte mobile, ma quest'ultima può essere lo stesso oggetto che deve essere spostato (costruzione "aperta").
Questo genere di motori sono in grado di trasmettere movimento senza bisogno di contatti, quindi eliminano i problemi di attrito (escluso quello con l'aria) e quindi di rumore e usura. Infatti, il veicolo viaggia sospeso nell'aria grazie al campo magnetico prodotto da queste macchine e dovrebbe quindi aver meno problemi con ostacoli come la neve.

I Maglev si basano su un effetto indesiderato dei motori lineari: la presenza di forze normali alla direzione del moto.
Queste forze possono essere di origine elettromagnetica oppure elettrodinamica. Nel primo caso si ha una forza attrattiva tra indotto e induttore e si hanno i veicoli a sospensione di tipo attrattivo o elettrodinamico, appunto.
L'indotto è la parte della macchina sede delle correnti indotte dal campo magnetico di eccitazione dell'induttore, in questo caso una rotaia di materiale ferromagnetico. L'induttore è, invece, la parte che produce il campo magnetico di eccitazione, in questo caso un elettromagnete alimentato in corrente continua, montato a bordo del veicolo stesso.
Nel caso di forza elettrodinamica, invece, si ha una forza che si genera dall'interazione tra campo indotto, generato nelle bobine in rame o alluminio poste sul terreno, e induttore, prodotto da bobine supercoduttrici sul veicolo. In questo caso la forza è di tipo repulsivo se in una delle due parti vengano indotte delle correnti, per la legge di Lentz. Quest'ultima, infatti, afferma che ogni variazione di flusso concatenato produce un effetto che si oppone alla propria causa, ossia tale da ridurre la variazione di flusso stesso. In questo caso si hanno i veicoli a levitazione magnetica o elettrodinamica.
I treni a sospensione elettromagnetica sono intrinsecamente instabili: se il traferro (lo spessore dell'aria tra parte mobile e fissa della macchina) varia, l'equilibrio viene perso, quindi è necessaria una regolazione continua dell'eccitazione degli elettromagneti. In altre parole si va a regolare la corrente che va ad alimentare gli elettromagneti in modo da variare il flusso e quindi anche la forza che tiene in aria il veicolo. La forza di sospensione, in questo caso, è indipendente dalla velocità per cui il veicolo rimane sempre alzato da terra. È il caso del Transrapid tedesco.
I treni a levitazione elettrodinamica, al contrario, sono stabili, perché se le bobine subiscono uno spostamento, si sviluppa una forza di reazione che tende a riportare nella posizione iniziale il tutto. Tuttavia, in questo caso sono necessari degli organi di sospensione ausiliari in quanto la levitazione dipende dalla velocità. È il caso del Linear Express giapponese.
In entrambi i casi, comunque, si tratta di soluzioni eteropolari in quanto gli avvolgimenti in corrente continua si trovano sia sulla parte mobile sia sulla parte fissa del Maglev.
L'alimentazione degli avvolgimenti sul terreno non è continua, ma, per limitare le perdite (sia di alimentazione sia in termini di variazioni della tensione), si alimentano tratte in sequenza, antecedenti il passaggio del convoglio.
Esistono anche soluzioni omopolari, caratterizzate da avvolgimenti di eccitazione e di indotto collocati solo sulle piste. In questo modo il veicolo richiede solo la potenza per i sistemi ausiliari (come illuminazione e climatizzazione) e quindi risulta non alimentato.
Questa soluzione dovrebbe essere adottata dallo Swissmetro, progetto svizzero che prevedeva la costruzione di un Maglev sotterraneo che avrebbe permesso di ovviare ai problemi di spazio per nuovi percorsi ferroviari in superficie, di impatto ambientale e di attrito con l'aria (perché viaggiando in gallerie sotterranee "sottovuoto" sarebbe molto minore). Tuttavia le notizie più aggiornate che ho trovato si riferiscono tutte al 2002, quindi penso che non il progetto si sia arenato (anche a causa dei costi).
Tornando alla soluzione omopolare, bisogna evidenziare che questa comporta un inconveniente di carattere economico piuttosto rilevante: il magnete permanente si dovrebbe trovare lungo tutto il percorso (e non più solo a bordo del veicolo). Si adotta quindi una rotaia con magneti permanenti non continui su tutto il percorso, ma tali che il vagone di testa tocchi la tratta successiva alimentata prima che l'ultimo vagone abbia abbandonato la sua. La funzione di propulsione, in questo caso, è separata da quelle di levitazione e di guida.

Per chi vuole ulteriori informazioni sull'incidente, qui trova un articolo dell'ANSA. Segnalo anche questo sito per chi vuole una spiegazione succinta, ma di sicuro più precisa della mia.

In italia progetti del genere esistono?
Ha ha ha ha ha... Ha ha ha ha ha... Ha ha ha ha ha... Non mi risulta proprio (ricordati che siamo in Italia), però c'è l'alta velocità in compenso! :)
Cavoli! L'alta velocità... hu :-D
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