Teste de Levitação Torna mais Próximo o Sonho do Trem Bala Brasileiro

A primeira experiência em levitação magnética supercondutora do país, visando aplicação em engenharia, foi realizada recentemente na UFRJ. Contrariando a previsão dos mais céticos, os pesquisadores conseguiram levitar um peso de cinco quilos sobre um bloco supercondutor mantido em nitrogênio líquido resfriado. A experiência, realizada no Laboratório de Eletrônica de Potência, do Programa de Engenharia Elétrica da COPPE/UFRJ, foi conduzida por uma equipe de pesquisadores, coordenada pelos professores Richard Stephan, coordenador do Programa de Engenharia Elétrica da COPPE e Roberto Nicolsky, do Instituto de Física. O teste comprovou que a Universidade possui tecnologia necessária para criar o protótipo do primeiro trem bala brasileiro.

Segundo o professor Richard Stephan, uma das vantagens deste veículo está em não poluir o meio ambiente, ao contrário, dos aviões que queimam combustível fóssil, pois utiliza energia elétrica. Ele explica que certos materiais conduzem melhor a eletricidade quando expostos a baixas temperaturas. Nos testes de levitação desenvolvidos pelo grupo, um supercondutor de óxido de ítrio, bário e cobre foi resfriado com nitrogênio a uma temperatura de -196º C. As pesquisas aliam os estudos em mancais magnéticos aos supercondutores para manter o objeto levitando. Os mancais magnéticos partem da mesma idéia dos mecânicos, como os utilizados em rolimãs, que conectam a parte fixa à móvel, formando um eixo de sustentação. Os mancais magnéticos mantêm a rotação centrada através de magnetismo, realizando um movimento estável. Desta forma, elimina-se o atrito, permitindo o desenvolvimento de velocidades elevadas.

Há 30 anos, Japão e Alemanha realizam estudos com trens eletromagnéticos de alta velocidade. “Os modelos destes países exigem a utilização de sistemas de controle para manter o veículo numa posição estável. O projeto do trem brasileiro funcionaria por levitação supercondutora, que é uma tecnologia mais simples e mais barata, pois prescinde de um sofisticado sistema estabilizador”, explica Richard. Os supercondutores também podem ser utilizados na construção de motores de alta velocidade de 60 mil a 100 mil rpm. A tecnologia serve para a fabricação de centrífugas super-potentes para separar materiais de pesos diferentes, como água e petróleo.

No Japão já se encontra em fase de teste um trem que emprega supercondutividade de baixa temperatura mas o custo é muito superior. Embora rápidos, atingindo uma velocidade média de 500 quilômetros, o trem japonês utiliza o hélio líquido para resfriar o supercondutor, o que encarece muito o projeto. Elemento encontrado em menos de 1% no ar da terra, o hélio é muito mais raro e caro do que o nitrogênio, que compõe 79% da atmosfera.

O projeto para o trem bala brasileiro envolve estudos em áreas interdisciplinares, reunindo pesquisas dos departamentos de engenharia elétrica e mecânica e do departamento de física. Para viabilizar o protótipo a equipe necessita de uma verba inicial de R$ 200 mil, que está sendo pleiteada junto ao Programa de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico (PADCT), vinculado ao Ministério de Ciência e Tecnologia.