El maglev ucraniano olvidado: cómo hace 50 años se diseñaban los trenes del futuro

Hoy, cuando se habla de velocidades espaciales en tierra, lo primero que viene a la mente son los futuristas conceptos de trenes de vacío Hyperloop o los trenes de levitación magnética japoneses (maglev). Sin embargo, de forma sorprendente, hace ya medio siglo fueron precisamente científicos ucranianos quienes trabajaban activamente en la creación de un transporte sobre colchón magnético capaz de alcanzar unos increíbles 500 km/h. Esta historia es testimonio del poderoso potencial científico de Ucrania, que, por desgracia, no recibió el desarrollo que merecía.

La necesidad del momento: 500 km/h como nuevo estándar

A comienzos de los años 70, el sistema de transporte mundial se enfrentaba al llamado “paradigma de las distancias medias”. El rápido desarrollo de la aviación a reacción había convertido los vuelos de larga distancia en algo cotidiano, pero para trayectos de 500 a 1000 kilómetros los aviones resultaban económicamente poco rentables y logísticamente complicados. Se necesitaba un nuevo medio de transporte capaz de llevar con fiabilidad y rapidez a los pasajeros de una metrópolis a otra, evitando las incomodidades de los aeropuertos. La solución ideal parecía ser una velocidad de 400-500 km/h.

Los ferrocarriles clásicos, basados en el principio “rueda-raíl”, no podían alcanzar tales cifras. A velocidades superiores a 300 km/h, la adherencia entre la rueda de acero y el raíl caía bruscamente. Esto provocaba vibraciones destructivas, un desgaste excesivo de los materiales y, en consecuencia, hacía imposible seguir acelerando. La salida era solo una: abandonar las ruedas y pasar a la levitación magnética. El tren debía “flotar” sobre una plataforma especial, sin ningún contacto físico con la superficie. Esto permitiría reducir la fricción al mínimo, limitándola únicamente a la resistencia aerodinámica del aire.

Dos caminos hacia la levitación: la elección ucraniana por el EDS

La ingeniería mundial de la época se dividió en dos grandes líneas de desarrollo de la suspensión magnética. La primera era la suspensión electromagnética (EMS), que utilizaba electroimanes convencionales. Por este camino avanzaron los ingenieros de Moscú al crear los prototipos de la serie TP. Su primer vagón, el TP-01, salió a una vía de fábrica de 36 metros ya en 1979. Este vehículo, con un peso de unas 12 toneladas y una longitud de 9 metros, podía transportar a 20 pasajeros. Sin embargo, el principal problema del EMS era la distancia de levitación extremadamente pequeña: solo 10 milímetros. Mantener una separación tan microscópica a 400 km/h era extraordinariamente difícil, y cualquier irregularidad de la vía o ráfaga de viento podía provocar una catástrofe.

La segunda, mucho más compleja pero también más prometedora, era la suspensión electrodinámica (EDS). Esta tecnología se basaba en el uso de imanes superconductores. Cuando el tren se movía, el campo magnético de enorme potencia generado por los imanes a bordo interactuaba con las corrientes inducidas en la vía de aluminio. Esa interacción creaba una fuerza de repulsión que elevaba el vagón sobre la plataforma. La ventaja del EDS era la posibilidad de aumentar la distancia de levitación hasta 10-15 centímetros, lo que hacía la circulación a altas velocidades más segura y estable.

Precisamente en el desarrollo de esta tecnología, más exigente desde el punto de vista técnico pero potencialmente revolucionaria —la suspensión electrodinámica (EDS)— se apostó en la RSS de Ucrania. Dentro de un programa de toda la Unión, coordinado por el Instituto Científico de Investigación y Diseño de Construcción de Locomotoras Eléctricas de toda la Unión (VElNII) en Kiev, las tareas de ingeniería más complejas recayeron sobre los hombros de los institutos científicos ucranianos.

Sinfonía de la ciencia ucraniana: desarrollo de los componentes del futuro

La creación de un maglev electrodinámico de pleno funcionamiento exigía investigaciones profundas e innovación en varias ramas afines de la física. El elemento central del sistema eran los imanes superconductores. Para alcanzar la superconductividad —estado en el que un conductor pierde por completo la resistencia eléctrica— era necesario enfriar el material a temperaturas cercanas al cero absoluto (unos -269 °C), utilizando helio líquido. Este proceso exigía desarrollar criostatos a bordo de alta tecnología, capaces de mantener de forma estable una temperatura tan baja en condiciones de movimiento dinámico.

El Instituto Físico-Técnico de Bajas Temperaturas de Járkov (FTINT) asumió la responsabilidad de crear estos complejos sistemas criogénicos. Los científicos debían diseñar los “termos” del futuro, capaces de conservar con fiabilidad el helio líquido en un vagón que se desplaza a 500 km/h, aislando el sistema de las vibraciones y del calor exterior.

Paralelamente, el Instituto Politécnico de Kiev (KPI), con una amplia experiencia en el diseño de motores lineales desde mediados de los años 60, se concentró en el desarrollo de las unidades de tracción. Ya en 1966 se creó allí el primer vagón experimental, equipado con dos motores lineales de 5 kW, y al año siguiente apareció en el recinto de la VDNJ de la RSS de Ucrania una singular plataforma monorraíl circular de 525 metros de longitud. Sobre la base de este equipo de entusiastas se fundó en Kiev la Oficina Especial de Diseño de Motores Eléctricos Lineales (OKB LED). Esta oficina continuó sus desarrollos con éxito hasta la disolución de la URSS y, en particular, en 1980 fabricó para VElNII motores lineales asíncronos de 800 kW, diseñados para 400 km/h, sin equivalentes en el mundo en aquel momento.

Igualmente importante era el sistema de control. Los sistemas de control automatizado (ASU) debían garantizar la seguridad de un tren de varias toneladas que se movía a velocidad espacial. El Instituto de Cibernética V. M. Glushkov (Kiev) se encargó del desarrollo de estos sistemas. Los cibernéticos trabajaban en algoritmos que controlaran en tiempo real la aceleración, el frenado, mantuvieran intervalos seguros entre trenes y supervisaran los parámetros de la levitación criogénica. La reacción humana, obviamente, era demasiado lenta para ese nivel de velocidad.

“Transmag”: el centro de innovación de Dnipró

Las raíces del proyecto maglev ucraniano se remontan a finales de los años 60, cuando en la delegación de Dnipropetrovsk del Instituto de Mecánica de la Academia de Ciencias de la RSS de Ucrania, bajo la dirección del académico V. A. Lazaryan, comenzaron las primeras investigaciones sobre transporte con suspensión magnética y aérea. Más tarde, esta institución se transformó en el Instituto de Mecánica Técnica de la Academia de Ciencias de la RSS de Ucrania.

A comienzos de los años 80, en Dnipró se creó un laboratorio especializado para el estudio de sistemas electromagnéticos superconductores, dirigido por Viktor Dzenzersky. Con el aumento del volumen de trabajo, el 1 de febrero de 1989, sobre la base del Instituto de Mecánica Geotécnica de la Academia de Ciencias de la RSS de Ucrania, se fundó la División de Problemas Físico-Técnicos del Transporte sobre Imanes Superconductores “Transmag”, también bajo la dirección de Dzenzersky.

Fue precisamente en Dnipró donde se formó la base experimental para probar los conjuntos a escala real del futuro maglev. Los historiadores sectoriales destacan el papel clave del equipo de Dnipró en el programa de toda la Unión, especialmente en el desarrollo de criostatos e imanes superconductores necesarios para el sistema EDS.

Bancos de pruebas únicos y materiales del futuro

Dado que construir una vía experimental completa de decenas de kilómetros habría sido extremadamente costoso, los ingenieros ucranianos recurrieron a una solución ingeniosa: crearon un banco de pruebas dinámico único. Era una gran rueda con un aro de aluminio, puesta en rotación por potentes motores. A ese aro, que imitaba el movimiento de la vía a más de 300 km/h, se fijaba mediante una suspensión especial el módulo magnético criogénico desarrollado. Los sensores recogían datos sobre la fuerza de elevación, la estabilidad de la separación de levitación, el comportamiento del helio líquido en condiciones de aceleración y la resistencia de los materiales.

Paralelamente, los institutos de la RSS de Ucrania trabajaban en la creación de materiales compuestos innovadores para las carrocerías de los vagones. Estos materiales debían ser extremadamente ligeros, como en la aviación, pero al mismo tiempo soportar colosales cargas aerodinámicas. Esto era especialmente importante en los escenarios de cruce de dos trenes en sentidos opuestos, cuando la velocidad relativa de aproximación alcanzaría los 1000 km/h.

Ambiciones incumplidas: las razones de la paralización del proyecto

Los planes para implementar el maglev eran extraordinariamente ambiciosos. La primera línea de prueba y explotación de la URSS debía ser un tramo que conectara Ereván con la ciudad de Abovyan. El proyecto preveía crear para 1990 la primera fase del sistema, con una longitud de 3,2 km. En su realización participaron más de 40 organizaciones y empresas. La velocidad calculada inicialmente era de 250 km/h, pero más tarde se redujo a 180 km/h debido a la insuficiente potencia de la subestación de tracción.

Sin embargo, a finales de los años 80 la ejecución del proyecto se encontró con obstáculos insalvables que no tenían relación con la técnica. En primer lugar, el coste de construir la infraestructura para el maglev —plataformas especiales, tendido preciso de rieles de aluminio y bobinados del motor lineal— resultó astronómicamente alto.

En segundo lugar, el accidente de la central nuclear de Chernóbil en 1986 y el potente terremoto en Armenia del 7 de diciembre de 1988, en cuya zona debía construirse la primera línea, obligaron a las autoridades del país a redirigir de emergencia enormes recursos financieros, materiales y científicos a la ликвидация de las consecuencias. La financiación del programa de transporte terrestre de alta velocidad se redujo drásticamente y después quedó congelada. La construcción ya iniciada de la plataforma fue conservada sin continuar.

El legado del maglev ucraniano: influencia en el futuro

Aunque el proyecto maglev ucraniano nunca llegó a la fase de explotación comercial, eso no disminuye su importancia ingenieril. Los científicos ucranianos demostraron la posibilidad práctica de crear transporte pesado sobre colchón electrodinámico utilizando tecnologías criogénicas. Los desarrollos en motores lineales, sistemas de control automatizado y trabajo con superconductores a altas velocidades, creados en los laboratorios de Dnipropetrovsk, Járkov y Kiev, sirvieron de base para muchas áreas afines.

A modo de comparación, el prototipo japonés con imanes superconductores ML-500 alcanzó entre 1977 y 1979 una velocidad de 517 km/h. Precisamente con el mismo esquema físico de levitación electrodinámica que los ingenieros ucranianos probaron en bancos de prueba giratorios hace más de medio siglo, los actuales maglev japoneses de la serie L0 superan los 600 km/h, continuando la misma línea de desarrollo científico. La ingeniería ucraniana, aunque no culminó su proyecto, dejó una huella notable en la historia del transporte de alta velocidad.