Serpente flutuante

O Maglev-Cobra, um trem de levitação magnética desenhado no Brasil por engenheiros da Universidade Federal do Rio de Janeiro, acaba de ser testado com sucesso.

As empresas parceiras do projeto querem usá-lo como alternativa de mobilidade nas cidades.

Uma pequena viagem de 223 metros poderá proporcionar um salto tecnológico para o país e um impulso para melhorar a mobilidade das cidades. No dia 1º de outubro foi realizado o teste inaugural do primeiro trem de levitação magnética nacional, o Maglev-Cobra, desenvolvido pelo Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (Coppe), da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), em parceria com o Instituto Leibnitz, da Alemanha. Com pesquisadores a bordo, o veículo experimental percorreu o pequeno trecho que vai do Centro de Tecnologia da UFRJ ao prédio do  Centro de Tecnologia 2, onde fica a sede da Coppe, na cidade universitária, na Ilha do Fundão. Funcionou direitinho.

O sobrenome “cobra” não é à toa. Flutuando a um centímetro de altura dos trilhos, o veículo desliza como uma serpente, insinuandose pelo caminho silenciosamente, sem poluir e consumindo pouca energia. Planejado como parte dos eventos da 22ª Conferência Internacional sobre Sistemas de Levitação Magnética e Motores Lineares, no Rio, o primeiro teste foi, na verdade, o resultado de um longo trabalho de pesquisa e desenvolvimento que começou há 15 anos, junto com o Instituto  alemão. Se tudo der certo, em dois anos o trem poderá ser uma alternativa a mais de transporte público para as cidades brasileiras. 

Segundo o coordenador do projeto Maglev-Cobra, engenheiro Richard Stephan, existem três tecnologias de levitação magnética para trens. A mais antiga é a eletromagnética, que começou a ser testada e usada a partir da década de 1970, na Alemanha. A técnica se baseia na força de atração e repulsão que existe entre um eletroímã, instalado no veículo, e um material ferromagnético nos trilhos. O problema é que o sistema é instável, exigindo um sofisticado processo de controle. Por isso, por algum tempo essa tecnologia ficou restrita às pesquisas. “Mas hoje já há pelo menos dois trens operando”, diz Stephan. “Um,  inaugurado em 2000, ligando o aeroporto de Xangai a uma estação do metrô, e outro no Japão, conhecido como HSST (High Speed Surface Transport), funcionando desde 2004.”

Outra tecnologia mais recente é a da levitação eletrodinâmica. Nesse sistema, um trem parecido com o veículo convencional, com rodas e trilhos, viaja ao longo de corredores onde estão instaladas bobinas condutoras. Ao atingir a velocidade de cerca de 120 km/h, a máquina entra em levitação. A técnica ainda não é usada comercialmente, mas uma linha experimental de 18,4 km foi inaugurada em abril de 1997, no Japão, na qual a máquina bateu o recorde de velocidade terrestre em dezembro de 2003: 581 km/h! A desvantagem da implantação é o custo, muito caro, chegando a R$ 84 milhões por quilômetro. Além disso, seu consumo de energia é grande. 

Por fim, há levitação magnética supercondutora, mais recente e usada no Maglev-Cobra. O princípio do funcionamento é simples: uma placa de cerâmica supercondutora, colocada na parte inferior do vagão, ao ser resfriada com nitrogênio líquido a 196ºC negativos, produz o efeito de levitação sobre um ímã de neodímio (Nd) instalado nos trilhos. Esse tipo de ímã – um composto do elemento químico neodímio com ferro (Fe) e boro (Bo) – é muito mais potente do que os comuns. A força de atração é tão forte que é capaz de levantar 1,3 mil vezes a sua própria massa. Para exemplificar, o magneto de neodímio de 13 milímetros de comprimento de um fone de ouvido é capaz de levantar 10 quilos de peso. Além disso, um motor elétrico movimenta o trem 1 centímetro acima dos trilhos, sem atrito a não ser com o ar. 

De acordo com Stephan, essa tecnologia só se tornou viável a partir da segunda metade da década de 1980, quando surgiram materiais supercondutores como as cerâmicas. Isso significa, em outras palavras, que o Brasil está trabalhando com a vanguarda tecnológica na área. “Foi possível colocar em prática o fenômeno conhecido como efeito Meissner, para construir veículos que levitam de uma forma vantajosa por serem estáveis”, explica. “O sistema não necessita de uma malha de controle, como acontece na levitação eletromagnética, nem rodas para atingir uma velocidade capaz de alçar voo, como na eletrodinâmica.” 

O efeito Meissner é a expulsão de um campo magnético de um material supercondutor. A propriedade conhecida como diamagnetismo torna o material impermeável às linhas de força de um campo magnético. Ou seja, o efeito Meissmer repele campos magnéticos fazendo o Maglev- Cobra fl utuar. Entre as vantagens estão a de poder ser adaptado como veículo urbano com articulações múltiplas, a de ser capaz de efetuar curvas com raios de 50 metros, a de vencer aclives de até 15o e a de operar em vias elevadas ou ao nível do solo à velocidade de 70 km/h. 

O baixo custo de implantação é outra virtude. Enquanto a construção de linhas subterrâneas de metrô custa R$ 100 milhões por quilômetro, a do Maglev sai por um terço disso. Em todo o projeto, desde a pesquisa inicial até os testes, foram investidos R$ 12 milhões, a maior parte oriunda do setor público, mas também de empresas parceiras do projeto, como OAS, Vallourec, White Martins, AkzoNobel e Weg. 

Os testes devem continuar em 2015, mas ainda sem datas definidas. A partir dos resultados, os pesquisadores e as empresas poderão pensar no aproveitamento comercial do Maglev-Cobra, embora a equipe do projeto alerte que ainda é cedo para isso.

 

Tapete Mágico

O primeiro trem de levitação magnética do Brasil, o Maglev-Cobra, desliza como um tapete mágico sobre trilhos magnéticos. Veja como aqui funciona. 

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