Profundizando en el revolucionario proyecto Hyperloop

Es difícil pronosticar si llegará a buen puerto el ambicioso proyecto de transporte terrestre de altísima velocidad conocido como Hyperloop, que poco tiempo atrás habría sido exclusivo de la ciencia-ficción, o si se convertirá en una de tantas ideas tecnológicas atrevidas que no se llevan a la práctica por sus costes faraónicos. En cualquier caso, el proyecto impulsado por Elon Musk, cofundador de PayPal, de SpaceX, de Tesla Motors, y de SolarCity, está generando muchas expectativas.

Al propio Elon Musk se le está comenzando a considerar como un nuevo Howard Hughes, por su combinación de empresario exitoso con toques aventureros, adolescente prodigio, y emprendedor polifacético con ideas visionarias que al principio pueden parecer locuras. Y ahora el Departamento de Arquitectura y Diseño Urbano de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), Estados Unidos, ha anunciado que llevará a cabo una colaboración con los responsables del proyecto Hyperloop encaminada a estudiar el impacto ambiental que tendría en dicho país la construcción de ese revolucionario sistema.

Algunos expertos opinan que antes incluso de plantearse la viabilidad de construir el Hyperloop, hay que tener ciertas garantías de que su impacto en el entorno será aceptable. "Aunque las cuestiones de ingeniería y física de este proyecto son de suma importancia, una primera evaluación del impacto ambiental en la comunidad urbana y sus alrededores también es muy importante", argumenta Hitoshi Abe, catedrático de la facultad de Arquitectura y Diseño Urbano de la UCLA. "Al igual que con todas las innovaciones de esta magnitud, no es la tecnología en sí lo más importante, sino cómo cambian las ciudades y la vida cotidiana de las personas a consecuencia de la aplicación de dicha tecnología".


La nueva compañía Hyperloop Transportation Technologies es el marco empresarial en el que se intentará hacer realidad el concepto del Hyperloop ideado por Elon Musk: Un sistema de cápsulas discurriendo por el interior de un tubo con muy poco aire, que permitiría trasladar pasajeros entre Los Ángeles y San Francisco en poco más de 30 minutos, y a una velocidad de hasta unos 1.200 kilómetros por hora. Los ingenieros Marco Villa, antiguo Jefe de Operaciones de Misiones en SpaceX, y Patricia Galloway, la primera mujer en ocupar el cargo de presidencia de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles (American Society of Civil Engineers), encabezan la puesta en marcha del desarrollo de la tecnología del Hyperloop.

Bajo la dirección de Craig Hodgetts, profesor de arquitectura y diseño urbano, los estudiantes de Máster postprofesional en el curso 2014-15 del programa SUPRASTUDIO de la UCLA evaluarán los emplazamientos más adecuados de las estaciones del Hyperloop en las principales ciudades por las que pasará el recorrido y emitirán sus conclusiones al respecto. También se harán pronósticos sobre cómo podría ser la planificación urbana en torno a esas áreas, qué soluciones de diseño podrían mejorar el servicio a los viajeros (en cuestiones tales como el diseño de las estaciones, el del vehículo a bordo del cual viajarán los pasajeros, y las opciones de transporte local desde y hacia cada estación del Hyperloop), además de, por supuesto, la cuestión principal: ¿Cómo podría ser llevado a la práctica un proyecto con estas dimensiones titánicas?

Hodgetts, conocido por el rediseño acústico del anfiteatro Hollywood Bowl y el auditorio Wild Beast Pavilion en el Instituto de Artes de California, es un arquitecto vanguardista especializado en aplicar nuevas tecnologías a proyectos prácticos pero al mismo tiempo con miras futuristas, y ha recibido diversos galardones por su actividad.

El programa SUPRASTUDIO es una plataforma de investigación en arquitectura, desde el sector educativo pero que promueve la experimentación y la colaboración interdisciplinaria entre profesores, estudiantes y empresas colaboradoras, para ampliar las fronteras de la práctica arquitectónica. El programa consta de un curso postprofesional de un año de duración que conduce a un Máster en Arquitectura. A lo largo del año, los estudiantes trabajan en un tema de investigación de manera muy detallada y profunda.

SUPRASTUDIO 2014-15, que comienza en agosto de 2014, formará parte de la plataforma IDEAS (por las siglas del inglés Improving Dreams, Equality, Access, and Success) de la facultad de Arquitectura y Diseño Urbano de la UCLA. IDEAS es un marco para la investigación interdisciplinaria y la colaboración entre estudiantes, profesores y empresas colaboradoras, que cuestiona, desafía y amplía los parámetros actuales de la práctica arquitectónica. En una coincidencia anecdótica que resalta aún más las similitudes entre Elon Musk y Howard Hughes expuestas al principio de este artículo, el espacio para la plataforma IDEAS se encuentra en el Campus Hércules de Playa Vista, California, el lugar histórico donde Howard Hughes y su equipo construyeron en la década de 1940 el Hughes H-4 Hercules (conocido también como "Spruce Goose"), el hidroavión más grande que ha existido, el avión de mayor envergadura (distancia entre los extremos de sus alas) que ha existido, y también un buen ejemplo de proyecto tecnológicamente muy ambicioso y rodeado de muchas dudas y controversias.

A efectos prácticos, podemos ver al Hyperloop como una combinación de avión y tren, ya que posee características de ambos y se enfrenta también a problemas típicos del uno y del otro. Con su diseño se ha pretendido obtener un medio de transporte veloz y barato. El Hyperloop es también único por cuanto se trata de un concepto de diseño abierto, comparable en ese sentido al popular sistema operativo Linux. El proyecto está abierto a las aportaciones de cualquiera. Para contribuir al progreso del proyecto se ha recurrido también a JumpStartFund, una plataforma de crowdfunding y crowdsourcing, en la que los proyectos presentados pueden obtener ayuda del público en general, ya sea en forma de ayudas económicas, o aportando ideas o realizando otros trabajos que sirvan para mejorar el proyecto y llevarlo a buen término.

El sistema Hyperloop consta de un tubo a baja presión con cápsulas que circulan por su interior sustentadas sobre un cojín de aire. Las cápsulas serán aceleradas mediante un acelerador lineal magnético instalado en las zonas de las estaciones. Los pasajeros podrán entrar y salir del Hyperloop en estaciones ubicadas en los extremos del tubo o en estaciones intermedias al final de ramales que se bifurcan del tubo principal.

La primera línea propuesta para el Hyperloop uniría Los Ángeles con San Francisco. Ambas ciudades estadounidenses están en California, pero separadas por cerca de 600 kilómetros. Tradicionalmente la población local ha echado en falta un medio rápido y barato de viajar de una a otra ciudad. Situaciones parecidas se dan en muchas otras partes del mundo. Las cápsulas del Hyperloop tardarían solo 35 minutos en hacer el trayecto entre Los Ángeles y San Francisco, viajando para ello a una velocidad impresionante, de hasta 1.220 kilómetros por hora (760 millas por hora), o sea a Mach 0,99 (a una temperatura de 20 grados centígrados ó 68 grados Fahrenheit), muy cerca de la barrera del sonido. Las cápsulas para pasajeros partirían de cada terminal a intervalos de 2 minutos, transportando cada una de ellas 28 personas. Los intervalos serían cada 30 segundos en las horas punta, y bastante más espaciados en horario nocturno. Las cápsulas estarían separadas dentro del tubo por una distancia promedio de unos 37 kilómetros (23 millas) durante sus trayectos.

Las características que se han decidido para el diseño de los tubos, las cápsulas y el método de propulsión, están orientadas a lograr buenos resultados sin que se disparen los costos de fabricación y mantenimiento.

El tubo está hecho de acero. El sistema tendrá dos tubos paralelos para poder desplazar cápsulas en ambas direcciones. Buena parte del trazado aprovechará el de la autopista interestatal 5.

La parte superior de los tubos se cubrirá con paneles solares a fin de que estos proporcionen energía al sistema.

Obviamente a velocidades tan altas, no es factible usar el sistema de eje y rueda debido a la tremenda fricción y a la inestabilidad dinámica. Una solución tecnológicamente viable es la levitación magnética; sin embargo, el coste asociado al material y a la construcción es prohibitivo. Una alternativa a estas opciones convencionales es una suspensión sobre rodamientos de aire, que es la solución adoptada para el Hyperloop. Los rodamientos de aire ofrecen estabilidad y una resistencia al avance muy baja, a un costo viable, mediante el aprovechamiento de la atmósfera en el tubo.


Por tanto, las cápsulas se sostienen mediante rodamientos de aire que funcionan usando una reserva de aire comprimido y sustentación aerodinámica. El compresor de a bordo permite a la cápsula surcar a gran velocidad el estrecho tubo y sin el problema del aire que viaja entre la cápsula y las paredes del tubo, que haría que se acumulase en la parte frontal de la cápsula y aumentase la resistencia al avance. El problema se evita al aspirar aire, comprimirlo y transmitirlo a los puntos idóneos a través de un conducto de la cápsula. El compresor de a bordo también suministra aire a los rodamientos de aire que soportan el peso de la cápsula durante todo el viaje.

Con el fin de propulsar el vehículo a la velocidad requerida, se usa un avanzado sistema de aceleradores lineales, construido a lo largo del tubo en varios lugares para acelerar las cápsulas. El elemento móvil (rotor) del motor eléctrico de inducción lineal se encuentra en el vehículo, mientras que el tubo incorpora el elemento fijo del motor (estátor). El estátor está colocado en la parte inferior del tubo a lo largo de los tramos de varios kilómetros dedicados a acelerar y desacelerar las cápsulas.

El motor de inducción lineal, gracias al campo magnético que tiene en su interior, se encarga de acelerar y desacelerar la cápsula en los momentos necesarios del trayecto. Acelera la cápsula de 0 a 480 kilómetros por hora (300 millas por hora) para un recorrido a velocidad relativamente baja en zonas urbanas. Mantiene la cápsula a dicha velocidad incluso durante ascensos en las montañas de los alrededores de Los Ángeles y San Francisco. Acelera la cápsula de 480 a 1.220 kilómetros por hora (de 300 a 760 millas por hora), a un máximo de 1 g (una aceleración tan intensa como la fuerza de gravedad terrestre) para comodidad de los pasajeros, al comienzo del tramo principal del viaje, que discurre por el mismo trazado que la autopista interestatal 5. Y desacelera de igual modo la cápsula hasta 480 kilómetros por hora (300 millas por hora) al final del recorrido por el trazado de esa autopista. La cápsula cubre la mayor parte de la distancia sin tener el motor en marcha, gracias a la elevadísima velocidad que alcanza en el acelerón inicial por el tramo principal. No se necesita propulsión durante más del 90 por ciento del viaje.

Vencer la resistencia del aire a la enorme velocidad de las cápsulas exigiría un altísimo consumo de energía propulsora y agregar características de diseño que encarecerían demasiado al sistema. Al igual que un avión asciende a gran altura para viajar a través de una masa de aire menos densa, las cápsulas del Hyperloop viajan por un tubo a presión reducida. La presión del aire en el Hyperloop es de aproximadamente la sexta parte de la presión atmosférica en Marte. Se trata de una presión de trabajo de 100 pascales, lo cual reduce 1.000 veces la fuerza de resistencia al avance ejercida por el aire, con respecto a las condiciones reinantes en el exterior a nivel del mar, y sería equivalente a volar por encima de los 45 kilómetros de altitud (150.000 pies). De todas formas, el sistema cuenta con una buena refrigeración.

Se evita depender de un vacío extremo ya que estos vacíos son caros y difíciles de mantener en comparación con las soluciones técnicas que sólo usan una presión baja. Además, algunas de las características de diseño del Hyperloop no serían posibles en un vacío extremo.


Cerca de las ciudades, donde sería más difícil mantener un trazado muy rectilíneo del tubo, las cápsulas viajarían a una velocidad bastante más baja que en el tramo de mayor velocidad del recorrido. El descenso de velocidad evita que los pasajeros sientan un fuerte "tirón" con cada cambio de dirección.

El vehículo tiene características aerodinámicas para reducir la resistencia al avance ejercida por el aire, y cuenta con un compresor en la parte delantera para usar el que choca contra el vehículo para levitación y, en menor medida, para como complemento para la propulsión.

La cápsula de pasajeros del Hyperloop tiene un ancho máximo de 1,35 metros (4,43 pies) y una altura máxima de 1,10 metros (3,61 pies). Se estima que el peso total de la estructura será de varias toneladas.

Se contempla también un modelo adicional de cápsula, para pasajeros y automóviles.

Ante un vehículo que circula a la velocidad de un avión, por el interior de un tubo cerrado en el que además no se puede respirar, resulta comprensible que bastante gente pueda sentir aprensión a hacer un viaje en él. Por las especiales características del Hyperloop, sus medidas de seguridad incluyen algunas típicas de los aviones (mascarillas de oxígeno) y otras propias de los trenes (frenos de emergencia).

Si una cápsula se detuviera por alguna razón dentro del tubo, las cápsulas delante de ella continuarían su viaje hacia su destino sin ningún problema. A las cápsulas detrás de ella se las haría desplegar automáticamente sus sistemas mecánicos de frenado de emergencia. Una vez que todas las cápsulas situadas detrás de la cápsula parada se hubieran detenido con seguridad, circularían hasta un lugar seguro usando ruedas desplegables, a modo del tren de aterrizaje de un avión, accionadas por pequeños motores eléctricos presentes a bordo.

Todas las cápsulas irán equipadas con una reserva de aire lo bastante grande como para garantizar la seguridad de todos los pasajeros en el peor de los escenarios posibles.


Una despresurización pequeña del tubo es poco probable que afecte a las cápsulas o a los pasajeros del Hyperloop, y probablemente sería compensada mediante un aumento de la potencia de aspiración de aire. Cualquier fuga pequeña en el tubo podría ser reparada durante los trabajos de mantenimiento estándar.

En el caso de una despresurización a gran escala, los sensores de presión situados a lo largo del tubo se comunicarían automáticamente con todas las cápsulas para que éstas desplegaran sus sistemas mecánicos de frenado de emergencia.

En principio, el sistema Hyperloop es inmune al viento y la lluvia. Al circular las cápsulas por el interior de un tubo, ni la lluvia ni el viento del exterior pueden actuar directamente sobre ellas. Para el caso de un terremoto, algo que, por desgracia, no es inusual en California, el diseño del Hyperloop cuenta con los mismos rasgos de seguridad de otros sistemas de transporte. Por ejemplo, todo el trazado del tubo cuenta con la flexibilidad necesaria para resistir los movimientos generados por el terremoto y mantener al mismo tiempo un alineamiento aceptable del tubo. En cualquier caso, ante un terremoto severo es probable que se activase por control remoto en las cápsulas su sistema de frenado de emergencia.

Por supuesto, la seguridad total no existe en nada, y ciertamente podría ocurrir un accidente con víctimas mortales pese a todas las medidas de seguridad, pero las estimaciones indican que el riesgo de accidente durante un viaje en Hyperloop no sería mayor que, por ejemplo, el de un trayecto en automóvil.

La idea del Hyperloop es muy atrevida. Solo el tiempo dirá si demasiado. En cualquier caso, el enorme bagaje con que ya cuenta Elon Musk y las expectativas sobre sus logros futuros derivadas de que aún es joven (nació en 1971), otorgan a su proyecto Hyperloop un nivel de credibilidad razonablemente bueno. Desde los 12 años de edad, cuando, habiendo aprendido de forma autodidacta a programar, vendió su primer programa (un videojuego de temática espacial), hasta el momento presente, son muchos los logros tecnológicos que ha cosechado.

En SpaceX, Musk es director ejecutivo y diseñador jefe. Él diseñó el Falcon 1, el primer cohete de combustible líquido desarrollado por el sector privado que alcanzó la órbita terrestre, así como el cohete Falcon 9 y la nave espacial Dragon. Ésta última se convirtió en el primer vehículo comercial en la historia que se acopló con éxito a la Estación Espacial Internacional, el 25 de mayo de 2012. En 2008, la NASA adjudicó a SpaceX un contrato por 1.600 millones de dólares para 12 vuelos de carga hacia y desde la Estación Espacial Internacional. En 2011, la compañía comenzó a trabajar en el acondicionamiento de la nave para hacerla capaz de transportar astronautas, bajo un contrato adjudicado por la NASA. Se espera que los primeros vuelos tripulados se realicen en 2015.

Como director ejecutivo y jefe de diseño de producto en Tesla Motors, Musk supervisa las estrategias para esta empresa de automóviles eléctricos y componentes para los mismos. La labor de investigación y desarrollo que se realiza en Tesla Motors sobre motores eléctricos busca hacer realidad diseños muy avanzados, y esta labor podría ser de gran utilidad para el proyecto Hyperloop.

La compañía SolarCity, de la cual Musk es presidente, está dedicada mayormente a la energía solar.

Entre los numerosos premios y reconocimientos públicos que Musk ha recibido por sus logros tecnológicos, figura, por ejemplo, la Medalla Espacial de Oro de la Federación Aeronáutica Internacional, por diseñar el primer cohete desarrollado por el sector privado que alcanzó la órbita terrestre.

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