Levitação Magnética: Um assunto estratégico para o desenvolvimento do Brasil

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Jónatas Fidalgo Beppler
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1 Levitação Magnética: Um assunto estratégico para o desenvolvimento do Brasil RICHARD M. STEPHAN 23/11/2011 COPPE/UFRJ 1

2 Sumário 1. Técnicas de levitação magnética (MagLev) 2. Vantagens da tecnologia MagLev 3. História através das conferências MagLev 4. O estado da arte (Korea, USA, Japão, Alemanha) 5. MagLev-Cobra e sua evolução 6. Um assunto estratégico 7. Conclusão 2

3 1. Técnicas de levitação magnética (MagLev) 3

4 Levitação Eletromagnética (EML): forças atrativas 4

5 Levitação Eletromagnética: experimento de laboratório 5

6 Levitação Eletromagnética: realidade na China, Alemanha e Japão 6

7 Levitação Eletrodinâmica (EDL): forças repulsivas 7

8 Levitação Eletrodinâmica: experimento de laboratório 8

9 Levitação Eletrodinâmica: realidade no Japão 9

10 Levitação Supercondutora (SML): forças atrativas e repulsivas 10

11 Levitação Supercondutora (SML): experimento de laboratório 11

12 Levitação Supercondutora(SML): Projetos concorrentes Southwest Jiaotong University - Chengdu China Wang, S.; Wang, J.; Wang, X.; Ren, Z.; Zeng, Y.; Deng, C.; Jiang, H.; Zhu, M.; Lin, G.; Xu, Z.; Zhu, D.; Song, H.; The man-loading high-temperature superconducting MagLev test vehicle ; IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 13, no.2, part: 2, pp , IFW Dresden Alemanha Schultz, L.; de Haas, O.; Verges, P.; Beyer, C.; Rohlig, S.; Olsen, H.; Kuhn, L.; Berger, D.; Noteboom, U.; Funk, U.; Superconductively levitated transport system The Supra Trans project, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 15, no.2, part 2, pp , LASUP/UFRJ - Brasil Stephan, R. M.; Nicolsky, R.; Neves, M. A.; Ferreira, A. C.; de Andrade Jr, R.; Moreira, M.A.C; Rosário, M. A. P.; Machado, O. J.; A Superconducting Levitation Vehicle Prototype, Physica C, Superconductivity, v.408, pp , 2004.

IFW Dresden Alemanha Schultz, L.; de Haas, O.; Verges, P.; Beyer, C.; Rohlig, S.; Olsen, H.; Kuhn, L.; Berger, D.; Noteboom, U.; Funk, U.

13 2. Vantagens da tecnologia MagLev 13

14 Vantagens da tecnologia MagLev Menores raios para uma dada velocidade Rampas de até 10% (contra 4%) Menor tempo de aceleração / frenagem Sem atrito e desgaste mecânico 14

15 Vantagens da tecnologia MagLev Menores raios para uma dada velocidade Rampas de até 10% (contra 4%) Menor tempo de aceleração / frenagem Sem atrito e desgaste mecânico Velocidades de 500 km/h (contra 350 km/h) 15

Menor tempo de aceleração / frenagem Sem atrito e

16 Comparando Característica Custo do material rodante/levitante Custo e tempo de execução das obras de construção civil Tempo de viagem / paradas Custo operacional: manutenção, combustível Impacto ambiental: ruído audível, emissão de CO 2 MagLev Roda- Trilho 16

viagem / paradas Custo operacional: manutenção, combustível

17 MagLev urbano: comparação com metrô subterrâneo Carga distribuída ao longo do veículo Metade do peso total Raios de 50 m Rampas de até 15% Túneis com ½ da área de escavação Menor tempo de aceleração / frenagem Menor custo operacional Menor impacto ambiental (ruído, CO 2 ) 1/3 do custo 17

Túneis com ½ da área de escavação Menor tempo de aceleração / frenagem

18 MagLev ligando cidades: exemplo Rio -São Paulo -Campinas - 50 km de túneis e viadutos x 200 km da proposta TAV - menor ruído audível (10 vezes menos à 300 km/h) - maior número de paradas para igual tempo de viagem - menor tempo de implantação - menor consumo energético - manutenção mais simples R. Nicolsky Levitando de São Paulo ao Rio, Folha de São Paulo, seção Tendências-Debates, pág A3, 18/02/1997 R.M.Stephan, E.G. David A opção pela ousadia, O Globo, seção Opinião, pág 7, 04/04/2009 R.M.Stephan Reflexões sobre o projeto trem-bala, Folha de São Paulo, seção Tendências e Debates, pága3, 11/01/

Nicolsky Levitando de São Paulo ao Rio, Folha de São Paulo, seção Tendências-Debates, pág A3, 18/02/1997 R.M.Stephan, E.G.

19 3. História através das conferências MagLev 19

20 1 st 1977 Boston, USA America 2 nd 1978 Miyazaki, Japan Asia ML rd 1979 Hamburg, Germany Europe TR-05 4 th 1982 Miyazaki, Japan Asia MLU th 1983 Washington, USA America 6 th 1984 Solihull (UK) Europe Birmingham MagLev 7 th 1985 Tokyo (Japan) Asia HSST-03 8 th 1986 Vancouver, Canada America 9 th 1987 Las Vegas, USA America 10 th 1988 Hamburg, Germany Europe TR th 1989 Yokohama, Japan Asia HSST-05, MLU th 1992 Lyon, France Europe 13 th 1993 Argonne, Illinois, USA America 14 th 1995 Bremen, Germany Europe TR th 1998 Yamanashi, Japan Asia HSST-100, MLX th 2000 Rio de Janerio, Brazil America SML small scale prototype 17 th 2002 Lausanne, Switzerland Europe 18 th 2004 Shanghai, China Asia Shanghai MagLev 19 th 2006 Dresden, Germany Europe 20 th 2008 San Diego, USA America GA Urban MagLev 21 st 2011 Daejeon, Korea Asia KIMM Urban MagLev 20

Japan Asia HSST-05, MLU-002 12 th 1992 Lyon, France Europe 13 th 1993 Argonne, Illinois, USA America 14 th 1995 Bremen, Germany Europe TR-07 15 th 1998 Yamanashi, Japan Asia HSST-100, MLX-01 16 th

21 Conferências por continente Tipo: JPG 1 21

22 4. O estado da arte 22

23 MagLev de Alta Velocidade (500 km/h ou mais) Alemanha/China Transrapid EML Japão JR-MagLev EDL USA MagLev Urbano (2005 FTA funding) AMT (Mag Left ODU) GA Maglev2000 MagneMotion M3(ODU) MagnePlane EML EDL - PM EDL -sup EML - PM EDL - PM Georgia California Florida (Powell & Danby) Massachusetts(Thornton) desativado Japão HSST-Linimo EML Nagoya China SMT EML Shanghai Korea KIMM & KRRI EML Daejeon Brasil MagLev-Cobra SML Rio de Janeiro 23

24 USA 24

25 USA General Atomics 25

26 HSST Japão 26

27 Korea

28 28

29 28 29

30 29 30

31 IFW- Alemanha 31

32 5. MagLev-Cobra e sua evolução 32

33 Fases do projeto MagLev-Cobra Prova de conceito Protótipo funcional Portótipo operacional Industrialização CNPq/CAPES ( ) FAPERJ COPPETEC ( ) BNDES ( ) Trilho de imãs Gap de 1 cm Supercondutores refrigerados com LN 2 no interior de criostatos 33

34 Resumo gráfico Levitation gap 1cm Permanent magnetic rail Superconductors refrigerated with LN 2 34

35 Fontes de financiamento Até 2008 CNPq CAPES FAPERJ R$ 100 m Modelo reduzido FAPERJ R$ 4,7 M Protótipo funcional SAE R$ 880 m Produção de criostatos BNDES R$ 5,8 M Protótipo operacional 35

36 MagLev-Cobra: primeiros 5 m 36

37 MagLev-Cobra Novembro

38 MagLev-Cobra: teste radical 38

39 O projeto MagLev-Cobra 39

40 Linha de teste: conclusão m 40

41 A ilha da UFRJ Linha de teste (200 metros) MagLev-Cobra 41

42 6. Um assunto estratégico 42

43 Produçãode imãsde terrasraras no Brazil 43

44 I Seminário Brasileiro de Terras-Raras Temática: Desenvolvimento da Cadeia Produtiva de Terras-Raras no Brasil Rio de Janeiro - 07 de dezembro de 2011 Local: Hotel Novo Mundo, Rio de Janeiro Organização: CETEM MCTI/SETEC MME/SGM USP/Ribeirão Preto Realização: Centro de Tecnologia Mineral - CETEM Apoio Institucional: MCTI/SETEC 44

45 O impacto dos supercondutores no setor elétrico Cabos supercondutores Transformadores Motores e Geradores Limitadores de corrente de curto circuito Armazenadores de energia Mancais magnéticos (rotativos e lineares) 45

46 20 th to 23 th October 2014 Monday to Thursday 46

47 Cooperação Internacional China Alemanha 47

48 7. Conclusão 48

49 MagLev trains are not just ordinary trains but wings that help mankind take another leap forward in the future (KIMM Center for Urban MagLev Program) 49

50 MagLev-Cobra: quebra de paradigmas. Ecologicamente correta - menor poluição sonora e ambiental, menor consumo de energia. Economicamente correta - menor custo de implantação e manutenção. Politicamente correta - tecnologia nacional com oportunidade de crescimento industrial e científico. Tecnicamente correta levitação mais vantajosa que o método eletromagnético ou eletrodinâmico. Socialmente correta - facilitará a mobilidade urbana. 50

51 A história nos ensina que a quebra de paradigmas costuma ser benéfica. 51

52 A história nos ensina que a quebra de paradigmas costuma ser benéfica. Mas demora!!! 52

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54 Obrigado pela atenção!!! 54

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