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Levitação Magnética:Um assunto estratégico para o
desenvolvimento do Brasil
23/11/2011
RICHARD M. STEPHAN
COPPE/UFRJ
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Sumário
1. Técnicas de levitação magnética (MagLev)
2. Vantagens da tecnologia MagLev
3. História através das conferências MagLev
4. O estado da arte (Korea, USA, Japão, Alemanha)
5. MagLev-Cobra e sua evolução
6. Um assunto estratégico
7. Conclusão
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1. Técnicas de levitação
magnética (MagLev)
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Levitação Eletromagnética (EML):forças atrativas
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Levitação Eletromagnética:experimento de laboratório
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Levitação Eletromagnética:realidade na China, Alemanha e Japão
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Levitação Eletrodinâmica (EDL):forças repulsivas
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Levitação Eletrodinâmica:experimento de laboratório
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Levitação Eletrodinâmica:realidade no Japão
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Levitação Supercondutora (SML):forças atrativas e repulsivas
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Levitação Supercondutora (SML):experimento de laboratório
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Levitação Supercondutora(SML): Projetos concorrentes
Southwest Jiaotong University - Chengdu – ChinaWang, S.; Wang, J.; Wang, X.; Ren, Z.; Zeng, Y.; Deng, C.; Jiang, H.; Zhu, M.; Lin, G.; Xu , Z.; Zhu, D.; Song, H.; “The man-loading high-temperature superconducting MagLev test vehicle”; IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 13 , no.2, part: 2, pp.2134-2137, 2003.
IFW – Dresden – AlemanhaSchultz, L.; de Haas, O.; Verges, P.; Beyer, C.; Rohlig, S.; Olsen, H.; Kuhn, L.; Berger, D.; Noteboom, U.; Funk, U.; “Superconductively levitated transport system – The Supra Trans project” , IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 15 , no.2, part 2, pp.2301-2305, 2005.
LASUP/UFRJ - BrasilStephan, R. M.; Nicolsky, R.; Neves, M. A.; Ferreira, A. C.; de Andrade Jr, R.; Moreira, M.A.C; Rosário, M. A. P.; Machado, O. J.; “A Superconducting Levitation Vehicle Prototype”, Physica C, Superconductivity, v.408, pp.932-934, 2004.
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2. Vantagens da tecnologia
MagLev
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� Menores raios para uma dada velocidade
� Rampas de até 10% (contra 4%)
� Menor tempo de aceleração / frenagem
� Sem atrito e desgaste mecânico
Vantagens da tecnologia MagLev
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15
� Menores raios para uma dada velocidade
� Rampas de até 10% (contra 4%)
� Menor tempo de aceleração / frenagem
� Sem atrito e desgaste mecânico
Vantagens da tecnologia MagLev
� Velocidades de 500 km/h (contra 350 km/h)
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Característica MagLev Roda-
Trilho
Custo do material rodante/levitante� ☺
Custo e tempo de execução das obras de construção civil ☺ �Tempo de viagem / paradas
☺ �Custo operacional: manutenção, combustível ☺ �Impacto ambiental: ruído audível, emissão de CO2 ☺ �
Comparando…
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MagLev urbano:comparação com metrô subterrâneo
� Carga distribuída ao longo do veículo
� Metade do peso total
� Raios de 50 m
� Rampas de até 15%
� Túneis com ½ da área de escavação
� Menor tempo de aceleração / frenagem
� Menor custo operacional
� Menor impacto ambiental (ruído, CO2)
1/3 do custo
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MagLev ligando cidades:exemplo Rio - São Paulo - Campinas
- 50 km de túneis e viadutos x 200 km da proposta TAV
- menor ruído audível (10 vezes menos à 300 km/h)
- maior número de paradas para igual tempo de viagem
- menor tempo de implantação
- menor consumo energético
- manutenção mais simples
R. Nicolsky – Levitando de São Paulo ao Rio, Folha de São Paulo, seção “Tendências-Debates”, pág A3, 18/02/1997
R.M.Stephan, E.G. David – A opção pela ousadia, O Globo, seção “Opinião”, pág 7, 04/04/2009
R.M.Stephan – Reflexões sobre o projeto trem-bala, Folha de São Paulo, seção “ Tendências e Debates”, pág A3,
11/01/2010
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3. História através das
conferências MagLev
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2020
1 st 1977 Boston, USA America
2 nd 1978 Miyazaki, Japan Asia ML-500
3 rd 1979 Hamburg , Germany Europe TR-05
4 th 1982 Miyazaki, Japan Asia MLU-001
5 th 1983 Washington, USA America
6 th 1984 Solihull (UK) Europe Birmingham MagLev
7 th 1985 Tokyo (Japan) Asia HSST-03
8 th 1986 Vancouver, Canada America
9 th 1987 Las Vegas, USA America
10 th 1988 Hamburg, Germany Europe TR-06
11 th 1989 Yokohama, Japan Asia HSST-05, MLU-002
12 th 1992 Lyon, France Europe
13 th 1993 Argonne, Illinois, USA America
14 th 1995 Bremen, Germany Europe TR-07
15 th 1998 Yamanashi, Japan Asia HSST-100, MLX-01
16 th 2000 Rio de Janerio, Brazil America SML small scale prototype
17 th 2002 Lausanne, Switzerland Europe
18 th 2004 Shanghai, China Asia Shanghai MagLev
19 th 2006 Dresden, Germany Europe
20 th 2008 San Diego, USA America GA Urban MagLev
21 st 2011 Daejeon, Korea Asia KIMM Urban MagLev
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2121
Tipo: JPG
7 7
6
1
Conferências por continente
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4. O estado da arte
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2323
MagLev de Alta Velocidade (500 km/h ou mais)
MagLev Urbano
USA(2005 FTA funding)
AMT (Mag Left – ODU)
GA
Maglev2000
MagneMotion M3(ODU)
MagnePlane
EML
EDL - PM
EDL - sup
EML - PM
EDL - PM
Georgia
California
Florida (Powell & Danby)
Massachusetts (Thornton)
desativado
Japão HSST-Linimo EML Nagoya
China SMT EML Shanghai
Korea KIMM & KRRI EML Daejeon
Brasil MagLev-Cobra SML Rio de Janeiro
Alemanha/China Transrapid EML
Japão JR-MagLev EDL
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24
USA
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USA – General Atomics
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26
HSST – Japão
http://hsst.jp
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2727
1990
2005
Korea
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303029
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31
IFW-
Alemanha
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32
5. MagLev-Cobra e sua evolução
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33
Prova de conceito � Protótipo funcional �Portótipo operacional � Industrialização
Trilho de imãs Supercondutores refrigerados
com LN2 no interior de criostatos
Gap de 1 cm
CNPq/CAPES
(2000-2006)FAPERJ
COPPETEC
(2008-2011)
BNDES
(2012-2014)
Fases do projeto MagLev-Cobra
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3434
Resumo gráfico
Levitation gap 1cm
Permanent magnetic rail Superconductors refrigerated with LN2
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3535
Fontes de financiamento
Até 2008 CNPq CAPES
FAPERJ
R$ 100 m Modelo
reduzido
2008 - 2012 FAPERJ R$ 4,7 M Protótipo
funcional
2011 - 2012 SAE R$ 880 m Produção de
criostatos
2012 - 2014 BNDES R$ 5,8 M Protótipo
operacional
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3636
MagLev-Cobra: primeiros 5 m
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3737
MagLev-Cobra – Novembro 2011
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3838
MagLev-Cobra: teste radical
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3939
O projeto MagLev-Cobra
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4040
20
0m
Linha de teste: conclusão 2014
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4141
A ilha da UFRJ
Linha de teste (200 metros)
MagLev-Cobra
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42
6. Um assunto estratégico
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43
Produção de imãs de terras raras
no Brazil
43
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I Seminário Brasileiro de Terras-RarasTemática: Desenvolvimento da Cadeia Produtiva de
Terras-Raras no Brasil
Rio de Janeiro - 07 de dezembro de 2011Local: Hotel Novo Mundo, Rio de Janeiro
Organização: CETEM | MCTI/SETEC | MME/SGM | USP/Ribeirão Preto
Realização: Centro de Tecnologia Mineral - CETEMApoio Institucional: MCTI/SETEC
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45
O impacto dos supercondutores
no setor elétrico�Cabos supercondutores
�Transformadores
�Motores e Geradores
� Limitadores de corrente de curto circuito
�Armazenadores de energia
�Mancais magnéticos (rotativos e lineares)
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20th to 23th October 2014Monday to Thursday
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Cooperação InternacionalChina Alemanha
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7. Conclusão
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“MagLev trains are not just
ordinary trains but wings that
help mankind take another
leap forward in the future”
(KIMM – Center for Urban MagLev Program)
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MagLev-Cobra: quebra de paradigmas.
Ecologicamente correta - menor poluição sonora e ambiental, menor consumo de energia.
Economicamente correta - menor custo de implantação e manutenção.
Politicamente correta - tecnologia nacional com oportunidade de crescimento industrial e científico.
Tecnicamente correta –levitação mais vantajosa que o método eletromagnético ou eletrodinâmico.
Socialmente correta - facilitará a mobilidade urbana.
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A história nos ensina que a quebra de paradigmas costuma ser benéfica.
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A história nos ensina que a quebra de paradigmas costuma ser benéfica.
Mas demora !!!
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http://www.dee.ufrj.br/lasup
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Obrigado pela atenção !!!
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