Maglev do Japão: O comboio mais rápido do mundo preso numa pista de testes

Um recordista num curto circuito

Numa tranquila faixa do campo de Yamanashi, uma agulha prateada passa num desfoque a uma velocidade que poucos humanos alguma vez sentiram sobre carris. O maglev supercondutor do Japão, detentor do recorde mundial de velocidade para um comboio tripulado a 603 km/h (375 mph), passa os dias a ir e vir numa linha de testes de 42,8 quilómetros. O espetáculo atrai curiosos a plataformas de observação e cumes, e um número limitado de convidados ou vencedores de lotaria sobe a bordo para corridas de demonstração. Para já, é este o alcance do comboio de passageiros mais avançado da Terra.

A ambição por trás dessas corridas é enorme. O comboio é a peça central do Chuo Shinkansen, um novo corredor de alta velocidade que a Central Japan Railway Company (JR Central) planeia construir entre a Estação de Shinagawa, em Tóquio, e Nagoya, e depois prolongar até Osaka. A primeira fase reduziria a viagem de Tóquio a Nagoya para 40 minutos a uma velocidade de cruzeiro próxima de 500 km/h, e depois continuaria até Osaka com um tempo planeado de Tóquio a Osaka de pouco mais de uma hora. A tecnologia e o comboio amadureceram ao longo de décadas de testes. A própria linha, no entanto, tem sido atrasada por uma combinação de aprovações ambientais, desafios de construção de túneis, política e custos.

Como o comboio flutua e acelera

O SCMaglev do Japão é um sistema de levitação magnética supercondutora. Ímanes supercondutores no comboio induzem correntes em bobinas incorporadas na via à medida que o veículo se move. Essas correntes criam campos magnéticos que tanto elevam como guiam o comboio, um método chamado suspensão eletrodinâmica. Quando o maglev ultrapassa cerca de 150 km/h, não tem qualquer contacto físico com a via. Flutua a cerca de 10 centímetros acima da via. A propulsão vem de um motor linear síncrono que puxa o comboio para a frente ao atrair os seus ímanes para campos de comutação ao longo da via.

A baixa velocidade, o comboio rola sobre pneus de borracha retráteis. À medida que a velocidade aumenta, os pneus levantam-se e o veículo segue sobre o seu campo magneticamente amortecido. A sensação no interior é distinta da de um comboio-bala convencional. Há menos chocalhar do contacto roda-carril, mais uma rajada aerodinâmica e um zumbido mais constante. Os engenheiros trabalharam durante anos para apurar essa experiência, reduzindo vibrações, baixando o ruído interior e afinando a aerodinâmica a velocidades extremas.

Porque é que o serviço para Nagoya continua a ser adiado

A meta original de abrir o troço Tóquio-Nagoya em 2027 foi adiada. A JR Central espera agora que a primeira fase entre em serviço por volta de 2035, na melhor das hipóteses, um atraso de oito anos. O orçamento inchou para cerca de 11 biliões de ienes à medida que o âmbito e a complexidade da construção de túneis no centro do Japão se tornaram claros. O obstáculo imediato está na Prefeitura de Shizuoka, onde a empresa ferroviária precisa de escavar cerca de 8,9 quilómetros de túnel sob os Alpes do Sul. Os líderes locais opuseram-se porque a obra desviaria água que alimenta o rio Oi. Esse rio é um recurso importante para as comunidades e a agricultura a jusante, pelo que a oposição se manteve firme e o segmento do túnel não foi iniciado.

O traçado é maioritariamente subterrâneo. Cerca de quatro quintos do alinhamento Tóquio-Nagoya corre em túneis, incluindo secções profundas sob distritos urbanos densos e longas galerias sob montanhas. A construção de túneis a essa escala exige ventilação enorme, remoção de escombros e controlo das águas subterrâneas. Isso é caro em qualquer contexto, e tem-se revelado especialmente dispendioso neste projeto. Responsáveis nacionais estão a tentar mediar, enquanto a JR Central continua com os troços que pode construir e com o programa de testes em Yamanashi para preparar o eventual serviço.

Os engenheiros da empresa dizem que a própria composição está pronta para uso comercial. O foco passou para a fiabilidade do sistema em longas distâncias, a aerodinâmica em túneis a velocidades muito elevadas e as estratégias de manutenção para equipamento supercondutor. A linha de Yamanashi continua a ser o campo de provas para essas tarefas até que o impasse das licenças seja resolvido.

O que a linha de testes de Yamanashi revela

A Linha de Testes Maglev de Yamanashi abriu em 1997. Desde então, o comboio percorreu milhões de quilómetros de testes e alcançou vários marcos de velocidade, culminando no recorde de 603 km/h. Num dia típico, o programa acumula cerca de 2 000 quilómetros de corridas de ensaio. O local de testes permite aos engenheiros observar tudo, desde a forma como dois comboios se cruzam a uma velocidade relativa combinada superior a 1 000 km/h até ao comportamento do veículo em túneis longos e com ventos cruzados.

Nos dias de viagens públicas, a rotina funciona como um pequeno aeroporto. Os convidados fazem o check-in, passam pela segurança e embarcam num fluxo controlado. Assim que o comboio deixa a estação, a aceleração é rápida. O veículo atinge 320 km/h em cerca de um minuto, depois continua até 500 km/h em três minutos, mantém a velocidade de cruzeiro durante um curto troço e percorre os 42,8 quilómetros completos em cerca de oito minutos. Os passageiros relatam frequentemente uma sensação invulgar de velocidade, e alguns notam que a viagem é mais acidentada do que num shinkansen convencional. Esse feedback é o objetivo dos testes. A empresa tem iterado na afinação da suspensão, no design dos assentos e na aerodinâmica para tornar a cabina mais silenciosa e suave a velocidades que levam a física ferroviária aos seus limites.

Os visitantes que não conseguem garantir um bilhete podem ainda explorar a ciência e a história no Centro de Exposições Maglev da Prefeitura de Yamanashi, que fica ao lado da pista de testes. O museu demonstra a supercondutividade com exposições interativas, mostra veículos maglev retirados e oferece miradouros elevados onde o maglev passa a toda a velocidade. Os detalhes sobre acesso e horários estão no site oficial em Centro de Exposições Maglev.

Melhorias no L0 e conforto

Desde os primeiros protótipos, como o MLX01, o programa passou para a Série L0 e depois para um L0 melhorado que reflete anos de lições da linha de testes. Os mais recentes exemplares de teste incluem um exterior sem pintura revestido com um filme semelhante a pele de tubarão que reduz a resistência ao moldar o fluxo de ar a nível microscópico. Os desenvolvedores dizem que os ajustes aerodinâmicos cortam a resistência do ar em comparação com versões anteriores, o que ajuda tanto no consumo de energia como no ruído interior. No interior, os assentos têm agora encostos fixos para simplificar mecanismos e poupar peso, e os materiais da cabina foram alterados para reduzir a transmissão de vibrações à velocidade máxima.

O plano de testes tornou-se mais exigente à medida que os engenheiros perseguem casos-limite. A equipa fez comboios cruzarem-se a uma velocidade relativa de 1 026 km/h para estudar pulsos de pressão e ondas de choque. Foram adicionados sensores para detetar pequenas alterações na vibração que podem indiciar fadiga do equipamento antes de ocorrer um incidente. Está também em curso trabalho para prolongar a vida dos ímanes supercondutores e simplificar a manutenção, para que o sistema funcione de forma fiável durante décadas. Estas alterações são menos visíveis do que um novo nariz de comboio, mas são importantes quando uma rede passa de uma pista de testes para o serviço diário.

Custos, consumo de energia e ambiente

A velocidade custa dinheiro e energia. O Chuo Shinkansen é um dos maiores projetos de infraestrutura de sempre do Japão, e o design com muitos túneis é uma das principais razões. O consumo de energia é outro debate recorrente. Investigadores que estudaram o sistema argumentam que o maglev consome muito mais energia do que o atual Tokaido Shinkansen a velocidades de operação típicas, segundo algumas estimativas quatro a cinco vezes mais. Parte disso é física, uma vez que a resistência aerodinâmica aumenta com o quadrado da velocidade e se torna a força dominante acima dos 300 km/h. Parte é a energia necessária para alimentar longos troços de bobinas da via e a ventilação em túneis de montanha.

Os defensores contrapõem que retirar pessoas dos voos de curta distância pode reduzir emissões, especialmente à medida que a rede elétrica do Japão se torna mais limpa. Um corredor maglev também acrescenta capacidade redundante no centro de Honshu. Essa redundância não é apenas uma conveniência. Os responsáveis pelo planeamento querem uma segunda rota de alta velocidade no interior que possa continuar a operar após um grande sismo ou tempestade costeira. As questões ambientais permanecem, especialmente em Shizuoka, onde o caudal do rio está em causa. Os engenheiros continuam a testar aeroacústica, campos eletromagnéticos e vibração no local de Yamanashi para quantificar a pegada do sistema e reduzi-la sempre que possível.

Rivais avançam a toda a velocidade no aço e nos ímanes

O comboio de nova geração do Japão não está sozinho na corrida. A China está a impulsionar comboios convencionais de alta velocidade mais rápidos sobre carris de aço e a desenvolver a sua própria tecnologia maglev. Testes recentes do programa CR450 registaram um comboio de passageiros de rodas sobre carris a perto de 280 mph (cerca de 450 km/h). O objetivo é reduzir os tempos de viagem nos corredores existentes e reforçar a indústria nacional de material circulante e sistemas de controlo.

Durante esses testes, Zhao Hongwei, da Academia Chinesa de Ciências Ferroviárias, descreveu há quanto tempo o esforço está em curso. Disse que o plano começou há anos e avançou depois de as especificações centrais serem confirmadas.

Começámos a planear o CR450 em 2018. Foram precisos três anos para definir as especificações técnicas principais, e iniciámos oficialmente o projeto em 2021.

Vozes académicas que estudam economia e políticas de transportes veem tanto promessa como risco no próprio maglev. Zhenhua Chen, professor na Universidade Estatal de Ohio que investiga alta velocidade ferroviária em todo o mundo, assinala a diferença fundamental entre o maglev do Japão e os comboios-bala convencionais.

O do Japão baseia-se num sistema de levitação magnética supercondutora.

Na sua opinião, os benefícios dependem do controlo de custos e da mudança que uma opção ferroviária ultrarrápida e fiável pode desencadear nos padrões de viagem.

Será uma mudança importante, simplesmente porque vai ser muito mais rápido, muito mais fiável e muito mais ecológico.

Os céticos alertam que a despesa pode superar os benefícios se o número de passageiros ou o financiamento ficarem aquém do previsto. Rick Harnish, cofundador da High Speed Rail Alliance, argumenta que os sistemas convencionais de rodas sobre carris podem ser a escolha mais prática para muitos corredores.

O maglev é algo de que se fala muito. Mas, no fundo, um comboio convencional com rodas de aço e carris de aço é a melhor opção.

A competição não se limita ao Leste Asiático. Os Estados Unidos estudaram uma ligação maglev entre Washington e Baltimore, com fundos federais atribuídos ao planeamento. Instituições japonesas, incluindo o Japan Bank for International Cooperation, sinalizaram interesse em financiar. A JR Central tem promovido a sua tecnologia no estrangeiro durante anos, posicionando a pista de testes de Yamanashi como uma montra do que o sistema pode fazer.

O que os passageiros podem ganhar

Se a primeira fase abrir, os viajantes ganhariam uma poupança de tempo dramática e um novo nível de fiabilidade. Uma viagem de 40 minutos de Tóquio a Nagoya é uma redefinição das viagens interurbanas no centro do Japão, e um tempo de Tóquio a Osaka próximo de uma hora reformularia as viagens de um dia e os horários empresariais. O maglev também aliviaria a pressão sobre o Tokaido Shinkansen, um corredor que já transporta mais de um milhão de passageiros por dia. Uma segunda linha de alta velocidade no interior traz resiliência contra tempestades costeiras, tsunamis e eventos sísmicos.

Há também valor cultural. O comboio-bala faz parte da identidade japonesa desde 1964. A passagem de rodas de aço para levitação magnética é um salto de fé numa nova tecnologia nascida de décadas de trabalho de laboratório e ensaios de campo. Nas encostas de Yamanashi, esse salto é visível sempre que o L0 passa a toda a velocidade a meio quilómetro por hora por segundo de aceleração, e depois desaparece em túneis que cortam as montanhas. A pista de testes mostra que o sistema é real e repetível. O desafio agora é ultrapassar um comboio para lugar nenhum e abrir uma linha que os passageiros possam usar todos os dias.

Pontos-chave

• O maglev supercondutor do Japão detém o recorde de velocidade ferroviária tripulada de 603 km/h e atualmente circula apenas numa linha de testes de 42,8 quilómetros em Yamanashi.
• O Chuo Shinkansen planeado ligaria Tóquio e Nagoya em 40 minutos a uma velocidade de cruzeiro próxima de 500 km/h, com uma extensão posterior até Osaka.
• A JR Central adiou a abertura para por volta de 2035, na melhor das hipóteses, citando uma resistência em relação aos túneis em Shizuoka e a complexidade geral da construção.
• Os custos do projeto subiram para cerca de 11 biliões de ienes, impulsionados por longos túneis de montanha e construção urbana profunda.
• O comboio flutua usando suspensão eletrodinâmica, elevando-se cerca de 10 centímetros acima da via quando ultrapassa cerca de 150 km/h.
• Os veículos de teste recentes apresentam refinamentos aerodinâmicos, cabinas mais silenciosas e monitorização melhorada para detetar precocemente fadiga do equipamento.
• Os críticos apontam para o elevado consumo de energia em comparação com o shinkansen convencional, enquanto os defensores citam potenciais cortes de emissões se os viajantes aéreos passarem para o ferroviário.
• A China está a avançar tanto com comboios mais rápidos de rodas sobre carris como com investigação em maglev, sublinhando a intensa competição regional.
• As viagens públicas e o Centro de Exposições Maglev de Yamanashi mantêm o interesse elevado enquanto o projeto aguarda autorização total para construção.
• Responsáveis e engenheiros dizem que o comboio está pronto; o desafio restante é resolver as licenças e concluir os segmentos de túnel mais difíceis.