Elon Musk parece el nuevo rey Midas. Todo lo que toca parece convertirse en oro, o al menos esa es la impresión que da si leemos la prensa y blogs especializados. Musk ha conseguido que mucha gente se tome a pies juntillas todo lo que dice como si fuera un nuevo profeta, sin ningún tipo de pensamiento crítico. Y con su propuesta de Hyperloop o transporte de altísima velocidad, parece que ha ocurrido exactamente eso. Sin embargo, yo creo que deberíamos hablar de timo del Hyperloop, en lugar de seguir haciendo de sicofantes tecnológicos.

Yo sería el primero que estaría feliz con un sistema de transporte a una velocidad casi como la del sonido pero, desgraciadamente, hay que ser un poco crítico antes de creerse todo lo que se dice. Y os voy a contar los motivos, aunque de forma muy resumida, ya que existen otras fuentes (como este vídeo) donde se dan cifras y detalles más concretos.

¿Qué es el Hyperloop?

Recapitulemos un poco, para poner esta entrada en perspectiva. El Hyperloop es una propuesta de transporte a velocidades cercanas a la del sonido que hizo Elon Musk en 2012. En su propuesta, de 57 páginas, incluía algunos cálculos someros y tocaba casi todos los puntos importantes: costes, frecuencia, capacidad, seguridad, etc., con el fin de conectar Los Ángeles con San Francisco.

El punto diferencial de Hyperloop con sistemas ferroviarios convencionales o, incluso, de levitación magnética, es que propone utilizar un tubo en el que se ha hecho un vacío casi absoluto, para que cápsulas de hasta 28 personas, sustentadas en ese vacío, puedan circular sin casi resistencia al aire, como lo haría un avión que viajara a altitud de crucero.

Pero Musk no construyó nada. Digamos que dejó el tema abierto para que quien quisiera utilizara el concepto para hacerlo realidad. Así, surgieron dos empresas competidoras, Hyperloop One y HTT, que pugnan por ser las primeras en construir un sistema funcional con esta tecnología y que han estado haciendo pruebas y diseñando sus tubos y cápsulas de entre 28 y 40 personas de capacidad.

Recientemente, el propio Musk comentó en Twitter que tenía una “aprobación verbal del gobierno” para que su empresa de túneles The Boring Company construya un túnel para conectar, mediante Hyperloop, Nueva York y Washington DC. Y aquí terminaron de saltar todas las alarmas. Si hasta esta fecha yo ya pensaba que, por muy bonito que fuera, el Hyperloop tal como estaba planteado era un despropósito, con estos tuits no pude sino reafirmarme.

Lo peor, leer en medios generalistas y, sobre todo, blogs tecnológicos de gran audiencia, a los que se supone un cierto criterio, dar por buena la noticia. Es a lo que Trump nos ha acostumbrado, a hacer periodismo utilizando tuits y sin ningún tipo de pensamiento crítico detrás. Al menos, ciertos medios sí tiraron del hilo y contaron que, tal como era de esperar, Musk no tiene estos permisos. Y, de hecho, ni siquiera los ha solicitado, que es todavía peor. Pero no hay que dejar que la realidad estropee una buena noticia, como se suele decir, ¿verdad?.

Infraestructura del Hyperloop

La idea original del Hyperloop, como digo, parte de la idea de construir un tubo en el que hay un vacío casi absoluto, para que las cápsulas circulen a altísima velocidad al no tener casi resistencia al aire, y con motores lineas que las van acelerando cada cierta distancia.

Aquí tenemos el primer problema, y es que conseguir un vacío del 99,9 por ciento en un tubo de un tamaño considerable. Y es que, ya sea en el trayecto inicialmente propuesto o en el que comentó en su tuit, hablamos de largas distancias. De Los Ángeles a San Francisco hay 559 kilómetros, y de Nueva York a Washington hay 328 kilómetros.

Hyperloop One

Tubos de Hyperloop One (foto de Hyperloop One)

En la actualidad, tenemos grandes tubos de vacío utilizados por la NASA para probar sus vehículos en condiciones lo más reales posibles o el LHC (Gran colisionador de hadrones). Pero estos tienen un volumen de una centésima parte de lo que necesitará el tubo entre Los Ángeles y San Francisco. Y tal como se cuenta aquí, la NASA tarda entre 8 y 12 horas en extraer todo el aire de su cámara de vacío.  Esto es el equivalente a una presión de 0,001 atmósferas, es decir, como si las cápsulas viajaran a unos 50 kilómetros de altitud, para vencer la resistencia del aire. Para comparar, un avión comercial viaja a unos 10 kilómetros de altitud y la presión del aire a esa altura es de 0,2 atmósferas.

Además, hay que tener en cuenta que, al hacer este vacío, el tubo tiene que soportar una presión exterior tremenda. Teóricamente, según Musk, y según los diseños que se han visto del tubo, las paredes tendrían un grosor de únicamente unos 2 centímetros. Sin embargo, al hacer ese vacío en su interior, no hay nada en el interior que soporte la presión exterior, por lo que 2 centímetros de grosor no son suficientes y el tubo implosionaría, matando a todos los pasajeros.

Otra cosa que no se tiene en cuenta a la hora de calcular costes y plazos es la magnitud de la infraestructura. Como comentaba mi amigo Iván Rivera en Twitter, el túnel de San Gotardo en Suiza es el túnel ferroviario más largo del mundo y salva 57 kilómetros, con una longitud perforada de 152 kilómetros. Y se tardó 8 años en completar.

Musk propone un túnel entre Nueva York y Washington DC, pero como digo, la distancia aquí es de 328 kilómetros y eso en línea recta. Y no basta con excavar un túnel en un sentido. Ni siquiera en ambos sentidos. Se necesitan galerías de acceso y formas de acceder a los túneles para evacuación, para servicios, mantenimiento, etc. Rivera mencionaba una cifra redonda de 1000 kilómetros de túnel excavado entre unas cosas y otras, lo que me parece razonable. Y Musk habla de conectar estas ciudades en 2020. ¿De dónde va a sacar la tecnología para excavar todo esto?

Además, no olvidemos que, en este caso, la complejidad aumenta. Porque habría que construir esclusas cada poca distancia, por si ocurre algo y hay que evacuar a los pasajeros, que permitan igual las presiones entre el interior y el exterior del tubo. Y esto es mucho más complejo que hacer una salida convencional. Y el mantenimiento de estos puntos no es trivial.

Y luego está la propia construcción del tubo. Se ha dicho en muchos sitios, y es que hay que tener en cuenta el efecto de la temperatura, y más en el tramo inicialmente propuesto que circula por una zona donde hace muchísimo calor. Esto hace que los materiales se expandan y contraigan por efecto de la temperatura, y esto hay que tenerlo en cuenta. Para hacernos una idea, en un tubo de 600 kilómetros, la diferencia entre su longitud a 0 grados centígrados y 40 grados centígrados sería de 300 metros. Es decir, que se necesitarían juntas de expansión, como en los puentes y en muchas otras grandes infraestructuras.

En este caso, cada 100 metros de tubo habría una expansión de 50 milímetros, que puede ser razonable. Pero incluso así, se necesitarían 6.000 juntas de expansión con partes móviles que, además, mantengan el casi-vacío en su interior. Y todo con cápsulas en su interior que circulan a velocidades cercanas a la del sonido. Imaginad un pequeño fallo en una sola de esas juntas de expansión, el fallo sería catastrófico.

Y por no hablar del riesgo de terremotos, que en esa parte de California, con la cercana falla de San Andrés, es un grave problema. Y es que aquí no basta con que la infraestructura sea capaz de soportar el terremoto, es que cualquier pequeño movimiento, cualquier pequeña grieta, puede causar una descompresión explosiva que mate a todos los viajeros dentro del tubo.

Capacidad y frecuencia

En su documento, Musk habla de más de 7 millones de pasajeros al año entre Los Ángeles y San Francisco y, por eso, comenta que con cápsulas de 28 personas que, en hora punta, circulen cada 30 segundos bastaría para satisfacer toda esa demanda.

Lo primero que hay que tener en cuenta es que, para que este sistema sea replicable a costes razonables, tiene que ser escalable. No tiene sentido construir una única línea, si la tecnología sólo nos va a permitir utilizarla entre estas dos ciudades. ¿Qué pasará, por ejemplo, si se quisiera utilizar un Hyperloop para conectar Tokio con Osaka?

Hablamos de un corredor que hoy en día cuenta con 358 circulaciones diarias y con trenes con capacidad de 1.323 personas o una capacidad diaria de 445.000 pasajeros. ¿Es posible que un Hyperloop nos dé suficiente capacidad para este caso? Claramente no, incluso en el caso mejor con cápsulas cada medio minuto.

HTT station

Concepto de estación de Hyperloop (imagen de HTT)

De todas formas, aquí empiezan los problemas graves. En cualquier sistema ferroviario, cuando ocurre un accidente, el resto de trenes que hay en circulación aplican un freno de emergencia hasta quedar parados. Uno de los motivos por los que JR East decidió que la velocidad máxima de sus shinkansen en la línea Tohoku fuera de 320 km/h (en lugar de los 360 km/h del prototipo) fue por la elevada distancia de frenado a esas velocidades.

Y es que no podemos olvidar que, dentro de los trenes o de las cápsulas, van personas. No podemos frenar aplicando deceleraciones demasiado fuertes porque los pasajeros podrían acabar vomitando su primera papilla o, incluso, acabar inconscientes.

Con cápsulas cada 30 segundos y a velocidades medias de casi 1200 km/h, es imposible poder frenar a tiempo las cápsulas en caso de accidente. Con lo que para que esto sea realista, hay que espaciarlas más, lo que disminuye la capacidad total de la línea.

Además, subir al tren no es tan evidente como en el caso de un tren convencional o incluso de un tren de levitación magnética. No olvidemos que dentro del tubo hay un vacío casi perfecto. Así que los pasajeros tienen que subir a la cápsula, esta tiene que entrar en una cámara especial en la que se haga el vacío y luego ya comenzará su viaje. Es decir, imposible. Simplemente el hecho de que 28 personas suban a la cápsula ya lleva más de 30 segundos. Luego el tiempo que se tarda en mover la cápsula a esa cámara especial, el tiempo de hacer el vacío (que no es inmediato), etc. Está claro que las cifras son un brindis al sol.

Seguridad del Hyperloop

En el documento de Musk se habla de que, ante algún problema, un sistema automático llevará la cápsula hacia el extremo, donde será extraída. Y el resto de cápsulas serán frenadas para evitar colisiones. Y en caso de descompresión, al igual que en los aviones, unas mascarillas de oxígeno se ofrecerán a los pasajeros

Sin embargo, la realidad es mucho más complicada. Si el problema está en alguna de las cápsulas, puede que igual se pueda llevar dicha cápsula hasta el final del recorrido para ser extraída, aunque sea a menor velocidad. Aquí el problema está en el mencionado de la velocidad. ¿Con qué fuerza hay que frenar las restantes cápsulas para que no haya colisiones, si circulan a tan corta distancia unas de otras?

hyperloop-one

Pero puede que haya casos peores, en los que la cápsula no se pueda extraer. Entonces los pasajeros deberían salir de la cápsula e ir por el túnel hasta alguna salida intermedia. En los dibujos conceptuales o los artículos que habéis leído, ¿habéis visto alguna galería secundaria o alguna salida de emergencia? No, parece un único tubo.

Además, no olvidemos que en el interior del tubo hay un vacío casi perfecto. No basta con que la cápsula tenga mascarillas de oxígeno, se necesita asimismo que haya mascarillas portátiles con aporte de oxígeno para que los pasajeros puedan salir de la cápsula averiada. Y la propia cápsula necesita un mecanismo de compensación de la presión, porque si se abre la puerta sin más, habría una descompresión explosiva. Con lo que la supuesta sencillez de la cápsula no es tal y seguimos aumentando el coste.

Y todo esto suponiendo que el problema ha sido mecánico y los sistemas de descompresión de la cápsula están intactos. Imaginad qué pasaría si el problema es mayor, si hay una ruptura del tubo (no tiene por qué ser por un ataque terrorista, aunque habría que tenerlo en cuenta, y más si los tubos van en superficie). La descompresión que se produciría sería tan brutal que la onda de choque del aire exterior entrando en el tubo a la velocidad del sonido haría imposible que sobreviviera nadie y toda la infraestructura quedaría destruida, además.

Comodidad a bordo

Los trenes de alta velocidad actuales, para mantener el confort a bordo, tienen curvas con radios de 4000 metros. La línea de levitación magnética que se ha empezado a construir entre Tokio y Nagoya tendrá curvas con radios de 8000 metros, debido a que la velocidad será de 505 km/h.

Según el documento de Musk, en ciertas partes del recorrido los radios serían de 16.000 metros, lo cual parece compensar esto. Pero si lo pensamos detenidamente, estamos hablando de hacer un recorrido casi en línea recta y, por supuesto, lo más plano posible, ya que si hay pendientes elevadas volvemos a tener un problema.

¿Es realmente posible hacer esto en zonas tan densamente pobladas como el área metropolitana de Nueva York, Los Ángeles o San Francisco? Porque una cosa es el resto de la línea, pero la llegada a las grandes ciudades es algo muy diferente. Y si no se hace, entonces hay que cambiar de tren muy a las afueras del punto de destino, con lo que se pierde toda la ventaja de la gran velocidad del trayecto.

Concepto de Hyperloop

Y es que llevar algo como el Hyperloop hasta el centro de las ciudades parece muy complicado. En primer lugar, incluso si los terrenos estuvieran disponibles, los costes serían elevadísimos. Como veis, todo en esta infraestructura dispara los costes mucho más de lo que Musk hace creer. Pero es que, en la mayoría de los casos, lo normal es que no se pueda conseguir ese terreno y que los vecinos de las zonas por las que pretenda pasar el Hyperloop se nieguen, y los constructores tendrán que enfrentarse además a estudios de impacto medioambiental, de ruido y a la burocracia.

Pero incluso suponiendo que se pueda, tenemos el problema que he mencionado antes. La aceleración y deceleración a esas elevadas velocidades. No hablamos de astronautas con muchísima preparación, hablamos de viajeros normales. Y queremos someterles a unas fuerzas tremendas para que las cápsulas no choquen entre sí, por ejemplo. O incluso, a esas velocidades, las aceleraciones laterales, por pequeñas que sean, tienen un efecto que no se puede obviar.

Quizás más que Hyperloop habría que renombrarlo como HyperVómito.

Costes

Todo esto, que Musk cifraba en 6.000 millones de dólares (y criticando el proyecto de tren de alta velocidad de California), como podéis empezar a sospechar, tiene visos de ser muchísimo más caro. La construcción de los túneles, la infraestructura de vacío, las pruebas para conseguir un sistema fiable, etc.

Y es que, solamente en pruebas, hasta el momento se han probado sistemas a escala, donde se han alcanzado velocidades de 112 km/h (ridículas), pero únicamente durante 5,3 segundos y, por supuesto, sin pasajeros. Para comparar, pensad en la cantidad de años que JR Central lleva probando su shinkansen de levitación magnética. Años y años de pruebas, de prototipos de trenes, cada vez más avanzados, pero a escala real, y con personas dentro, y circulando a velocidades incluso mayores que las de explotación comercial (hace no mucho se alcanzaron los 603 km/h). Y esto ha llevado años y miles de millones de yenes de inversión. Y un tramo más corto, entre Tokio y Nagoya, de 258 kilómetros, no estará listo hasta 2027 y eso contando con 42 kilómetros ya construidos de vía real y con la tecnología probada.

Ya en 2013 había voces críticas que decían que ni de lejos podría construirse tan barato y menos con una estructura de precios de billetes tan barata (20 dólares por trayecto). Sin embargo, en los grandes medios y en la mayoría de blogs tecnológicos, se da por sentado que se podrá y nadie se plantea poner siquiera mínimamente en duda todo esto. Supongo que no trae visitas criticar a Elon Musk hoy en día…

La conclusión es que, aunque me encantaría que hubiera un sistema así de rápido de transporte, actualmente es totalmente inviable. Y no porque no quiera que tenga éxito, es porque no es posible construir un sistema así, que sea seguro, flexible y con la suficiente capacidad, tal como propone Musk,

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2 comments

  1. Julián

    Me gustaría anotar que el vacío de los tubos no es al 99.9%, de hecho el vacío lo genera la misma capsula y no el tubo, es lo mismo que ocurre con el ala de un avión donde se genera una zona de baja presión, o para mas detalles lo mismo que ocurre en la punta del tubo de una aspiradora, las pruebas si se realizan en vacío total pues las capsulas aun no están equipadas con las turbinas de succión.

    • Luis

      Pues anotando eso te equivocas Julián, porque mezclas conceptos, primero y porque demuestra que no te has leído el propio documento que publicó Musk, segundo.

      Empezando por el documento, en sus páginas 12 y 14 se habla de la cápsula. En la 14 se habla del compresor que hace que la cápsula se sustente dentro del tubo sin tocar las paredes. Y por otro lado, en la página 12, se dice cuál será la presión dentro del tubo, y se especifica que será de 100 Pascales, que es el equivalente a volar a 150.000 pies. Es decir, 50.000 metros más o menos, que es justo lo que yo digo en el post. Y 100 Pascales son 0,001 atmósferas, justo el 99,9% de vacío del que hablo.

      Pero por otro lado, la cápsula físicamente no puede generar ningún vacío. Ni siquiera el ala de un avión lo genera. Sí, el perfil alar genera una diferencia de presiones porque los flujos de aire por encima y por debajo circulan a diferentes velocidades. Pero si el avión se mueve por la pista de despegue, la presión exterior sigue siendo de 1 atmósfera (en condiciones normales) mientras que si está a altitud de crucero (unos 30.000 pies o 10.000 metros) la presión exterior es de 0,1 atmósfera. Y en ningún momento el avión “flota” dentro de una burbuja de vacío que se genera a medida que avanza. Además, es el hecho de que el avión vuele tan alto lo que le permite esas velocidades, ya que la resistencia del aire es menor. El perfil alar lo que aporta es sustentación, que es una fuerza perpendicular a la dirección de avance. En el Hyperloop lo que necesites es un colchón de aire alrededor, exactamente igual por todos los lados, para que no choque contra el tubo.