El tren bala: velocidad, levitación y el futuro sobre raíles

Si hay algo que despierta fascinación en cualquier amante del transporte es el tren bala. Así que os podéis imaginar lo alucinante que a mí me parece este tipo de solución. No importa si eres un ingeniero ferroviario, un aficionado a la velocidad o simplemente alguien que ha visto demasiadas películas de ciencia ficción: la idea de un tren que "vuela" sobre las vías a velocidades vertiginosas tiene algo de mágico. Pero detrás de esa magia hay mucha ciencia y tecnología. Pero vamos a comenzar dando un poco de contexto.

Un poco de historia

La historia del tren bala (Shinkansen, en japonés) es un relato de innovación, visión de futuro y desarrollo tecnológico que transformó el transporte ferroviario en el mundo.

Después de la Segunda Guerra Mundial, Japón estaba en plena reconstrucción y su red ferroviaria estaba saturada, especialmente en el corredor Tokio-Osaka, la principal arteria económica del país. Los trenes convencionales no podían absorber el creciente volumen de pasajeros y mercancías, por lo que se necesitaba una solución revolucionaria.

Fue entonces cuando Hideo Shima, un ingeniero visionario, y Shinjir? Maeda, presidente de los Ferrocarriles Nacionales de Japón (JNR), propusieron un tren de alta velocidad que pudiera conectar las principales ciudades del país en un tiempo récord.

El 1 de octubre de 1964, justo a tiempo para los Juegos Olímpicos de Tokio, se inauguró el Shinkansen Serie 0, la primera línea de trenes bala del mundo. Este tren viajaba a 210 km/h, reduciendo drásticamente el tiempo de viaje entre Tokio y Osaka de más de 6 horas a apenas 4.

El éxito fue inmediato: en su primer año, transportó más de 11 millones de pasajeros y demostró que el tren de alta velocidad podía ser una alternativa eficiente y segura frente al avión y al automóvil.

El éxito del tren bala llevó a Japón a seguir innovando. Con el paso de las décadas, se lanzaron nuevos modelos cada vez más rápidos, aerodinámicos y eficientes:

• Serie 100 (1985): Introdujo mejoras en confort y tecnología.
• Serie 500 (1997): Alcanzó los 300 km/h, con un diseño futurista.
• Serie N700 (2007): Aumentó la eficiencia energética y la velocidad hasta 320 km/h.

Hoy, Japón sigue liderando la innovación con el Maglev (Levitación Magnética), que ya ha alcanzado 603 km/h en pruebas.

Pero, ¿cómo es posible que un tren se desplace sin tocar las vías? ¿Moverse sin fricción ni contacto físico? Es realmente increíble. Vamos con un apunte técnico.

El efecto Meissner

Aunque suene a ciencia ficción, la explicación la encontramos en el efecto Meissner. El principio que hace posible la levitación magnética de los trenes Maglev en Japón, China y Corea del Sur.

El efecto Meissner es un fenómeno fundamental de la superconductividad, descubierto en 1933 por Walther Meissner y Robert Ochsenfeld. Se refiere a la capacidad de un material superconductor de expulsar completamente los campos magnéticos de su interior cuando se encuentra por debajo de su temperatura crítica (Tc).

Cuando un material entra en estado superconductor, se forma un estado de resistencia cero, permitiendo el flujo de corriente sin pérdidas y se generan corrientes inducidas en su superficie, que crean un campo magnético opuesto al externo, cancelándolo dentro del material.

Esto ocurre porque los electrones en el superconductor se mueven sin resistencia, generando pequeñas corrientes en su superficie. Estas corrientes inducidas crean un campo magnético exactamente opuesto al externo, anulándolo por completo y formando una especie de "escudo magnético" alrededor del material.

Gracias a este fenómeno, los superconductores actúan como materiales diamagnéticos perfectos, es decir, repelen cualquier campo magnético externo. Es esta propiedad la que permite que los imanes leviten sobre ellos, el principio fundamental que hace posible la tecnología Maglev y la suspensión sin contacto de los trenes de levitación magnética.

Tipos de trenes bala

Los sistemas de levitación magnética Maglev se dividen principalmente en dos tipos: EMS (Suspensión Electromagnética) y EDS (Suspensión Electrodinámica), cada uno con sus propias características y ventajas.

El Maglev EMS funciona mediante electroimanes instalados en los bogies del tren, los cuales generan una atracción hacia la vía, manteniéndolo suspendido a unos pocos milímetros del raíl. Sin embargo, este sistema requiere ajustes constantes para mantener la estabilidad y no puede levitar cuando está detenido, por lo que necesita soportes para mantenerse en reposo. Su gran ventaja es que consume menos energía en movimiento, lo que lo hace eficiente para su uso comercial. Un ejemplo de este tipo de tren es el Shanghai Maglev en China.

Por otro lado, el Maglev EDS utiliza imanes superconductores que crean un potente campo magnético, permitiendo que el tren levite sin contacto con las vías. A diferencia del EMS, la levitación ocurre a varios centímetros de altura y se vuelve más estable a medida que la velocidad aumenta. Sin embargo, este sistema requiere más energía para iniciar la levitación y es más complejo en términos de infraestructura. Un claro ejemplo de esta tecnología es el L0 Series Maglev en Japón.

¿Y qué hay del futuro?

Aunque los trenes bala actuales ya parecen sacados de una novela de ciencia ficción, el futuro nos reserva cosas aún más sorprendentes. Empresas como Hyperloop proponen sistemas de transporte aún más rápidos mediante cápsulas que viajan en tubos de vacío, reduciendo la resistencia del aire al mínimo.

Sin embargo, la pregunta clave sigue siendo: ¿son viables estos proyectos en otros países? La infraestructura de un Maglev es extremadamente cara y requiere un diseño urbano adecuado. Mientras que Japón y China han apostado fuerte por estos trenes, en muchos países la alta velocidad sigue dependiendo de la buena vieja rueda de acero sobre raíl