martedì, febbraio 25, 2020

hyperloop




Di tanto in tanto ci sono argomenti che servono per distrarre il popolino dai temi importanti.

Fino a qualche anno fa era il gay pride calcistico, i 22 muscolosi maschioni mezzi nudi distraevano adoranti masse del polpaccio teso per settimane.
Nel frattempo si imbarcavano i soldi per gli “amici”, tipicamente i Bilioni a pioggia al sud, e il debito si impennava sotto i piedi degli italici che poi ripagavano con la tassa chiamata "inflazione a due cifre", rimanendo un paese rurale e ignorante.

Oggi si usano altre tecniche, per esempio il solare salvifico e altre grillate e ultimamente l'hyperloop, anche quello risolvera' tutti i nostri problemi stando ai proponenti: gotta e debito compresi.

Quando, per esempio, scrivi della tav, un piccolo pezzo di treno ad alta velocità che doveva gia' in essere 20 anni fa, mezza Italia si sta picchiando (letteralmente pure) perché non lo vuole.
In un paese normale civile e che ha l'idea di crescere non dovrebbe avere solo UN piccolo pezzo di ferrovia ad alta velocità ma ne dovrebbe avere qualche centinaio.
Al notavvista, ma anche al noauto, al grillino confuso per mantenerlo tale, insomma per tutti quelli che pensano che ci possa essere un modo migliore e fantascientifico (nelle loro teste senza collaterali come avviene in una cosa chiamata realta') uno dei piu' discusse distrazioni recenti e' l'hyperloop.

Per esempio, per contrastare l'alta velocità è cominciare a dire che alla tecnologia vecchia e che adesso arriva la nuova ferrovia chiamata Hyperloop.

È interessante notare che gli esagitati, come avviene ad esempio per l'energia e altre cose, tendano a squalificare l'oggetto odiato dicendo che è vecchio. 
Non vi ricorda, ad esempio, il nucleare che viene considerato vecchio da chi vuole utilizzare fonti energetiche che hanno un migliaio di anni in più?

Ovviamente queste teste calde, spronate anche dai giornali che li appoggiano dicendo che Hyperloop è una cosa semplice, facile e che la stanno già pensando di montare a Bologna o a Milano, considerano questo parto del pazzo di tesla una cosa praticamente semplice e pratica.

Persino giornali come il sole24 stanno dando come in costruzione questo affare (segno che anche il sole sta diventando un giornaletto per incarto insalata)

Bisogna ricordare un po' che la fisica e la chimica non cambiano assolutamente anche quando arrivano degli eroi del popolo.
Al solito l'eroe del popolo è tendenzialmente un miliardario come può essere Berlusconi oppure i 22 miliardari precendenti che si rincorrono in mutande nei prati con milioni di voyeur (evidentemente le comunita' LGBT e' molto ampia in italia...).

Il primo grosso problema del treno Hyperloop e' che tutti i vantaggi che racconta di avere derivano da una cosa “molto semplice”: transita sottovuoto (o quasi).

Provate a immaginare semplicemente in cosa consiste un tubo di qualsiasi materiale lungo un migliaio di chilometri completamente, o parzialmente come in realta', sottovuoto.

Per quanto noi possiamo sigillarlo avrà sempre comunque delle perdite, vuoi per porosità, vuoi perché delle porte per far entrare ed uscire la gente ci vogliono. Svuotare questo enorme tubo dall'aria non è una passeggiata dal punto di vista energetico, non lo è tenerlo vuoto.


Non lo e' neppure per dilatazione termica, immaginiamo un tubo di metallo lungo km quanti soffietti di gomma devi fare. I binari, poi, si espanderanno nella stessa misura?
Un tubo di metallo lungo anche solo 100Km si allunga di un 100 metri in maniera non uniforme d'estate: devi prevedere ogni 50 metri dilatatori e compensatori se non vuoi trovarti un roller coaster e parti del tubo stracciate. 

 

Capiamo che non e' una passeggiata.

Inoltre, ricordiamo, che qualunque tipo di manutenzione o controllo sia sul treno che sui binari che del tubo consiste nell'operazione di sezionare una parte del contenitore infilarci dentro l'aria e poi svuotarlo. 
Altri costi energetici, problematiche e porte per l'accesso sulla tratta. Fatevi due conti su cosa possa costare un singolo portello verso l'esterno. Ne farete migliaia.

Una gran parte della meccanica dovrà funzionare regolarmente in un ambiente depressurizzato.
Magari a voi non dice niente, ricordiamo che già ne negli aerei ci sono problemi di lubrificazione, nel vuoto i lubrificanti tenderebbero evaporare o modificare le loro caratteristiche fisiche. Avere uno strato di lubrificanti depositato per evaporazione su tutto ciò che esiste all'interno del tunnel non è la cosa più furba del mondo.
Molte plastiche hanno una durata inferiore.
Parte della meccanica invece potrà essere comodamente all'interno del treno dove ci saranno gli essere umani.
Lascio solo immaginare il caos necessario per avere degli assi di trasmissione con un lato nel vuoto e un lato in atmosfera.


Ricordiamo, inoltre, che un maglev non e' un treno, ma un aeromobile che vola molto basso con tutto cio' che comporta come il controllo della quota, imbardata, rollio e scivolamento laterale. Il galleggiamento e' da gestirsi dentro in decimi di mm essendo la forza dei magneti inversa al quadrato della distanza.

Sarebbe anche interessante sapere i costi di costruzione del tubo.
Ricordiamoci semplicemente che deve sopportare una pressione di un chilo per centimetro quadrato che sembrano pochi su un cm, ma quando hai ad esempio un portello di entrata uscita o un sezionatore che e' praticamente l'area del tubo stesso sono cavoli.
Stiamo trattando di spinte veramente incredibili: sono sezionatori da farsi ogni pochi metri che reggeranno 50.000tonnellate per poter fare manutenzione e per sicurezza. 
Altro che le porte viste prima.



Per poter rendere ispezionarle ogni tratto di binario sarà fatto fra due setti con 50000 tonnellate che spingono sullo stesso e questo si riverserà sul tubo stesso che dovrà reggere non solo la spinta assiale ma anche quella normale alla superficie del serpentone.
Insomma: il tubo non e' dello spessore di una lattina di cola e dentro sara' dotato di porte (ad iride?) che reggono un tir parcheggiato sopra mentre si muovono. La porta che vedete nel demo, bella leggera da poche tonnellate e che tiene solo la pressione da un lato, non ci sta dentro nel tubo salvo ne facciate delle parti di diametro MOLTO piu' ampio.

Il sezionatore-setto dovrà anche essere un aggeggio che si può chiudere molto velocemente e in condizioni di emergenza.
Pensiamo ad esempio a un masso che dovesse fracassare il tubo: un sezionamento di emergenza in condizioni di salto di pressione vuol dire che quella porta deve potersi muovere e chiudere mentre lotta con migliaia di tonnellate.
Provate a chiudere una porta con davanti un camion. Ce lo vedo un portone del peso di qualche tonnellata che arriva alla battuta a quella velocità.

Una frattura dovuta ad un incidente, pensiamo al tir che e' caduto da un ponte qualche anno fa, che rompesse il tubo provocherebbe una ripressurizzazione con conseguenza esplosive (avete mai stappato la bocca?) e le vostre iridi piu' vicine DEVONO chiudersi in frazioni di secondo, senza energia e senza tranciare il treno.
Altrimenti l'onda di pressione spazzera' tutto il tubo a velocita soniche disintegrando tutti i treni, poi facendo esplodere il resto per un colpo d'ariete, che l'aria e' comprimibile certo, ma quando viaggia a certe velocita' soniche una bella botta la fara'.

Se non ci siamo ancora fatti un'idea possiamo pensare che dal punto di vista del percorso ci troviamo immersi a 10m sotto il livello del mare e vogliano viaggiare a 1000Kmph.

Cominciamo a capire perche l'unica tratta dell'hyperloop e' un modello del 25% (ricordiamo che la pressione e' cubica essendo legata all'area della superficie del manufatto), e' di pochi metri e non ha strutture di accesso?

Il treno procede sottovuoto, ma poi la gente deve uscire.
Vuol dire che il treno deve essere in qualche maniera agganciato a una struttura basculante rigida. Non solo il treno verrà spinto dalla pressione atmosferica che entra, ma anche il tunnel per uscire verso la banchina deve sopportare tonnellate di spinta. Una quantità di porte equivalente ad un normale treno per consentire una buona vita di persone potrebbe tranquillamente far deragliare il treno da fermo o tenerlo appeso sul soffitto. 
Salvo voler riempire d'aria tutta la zona treno (lentamente, mi raccomando!) e ripressurizzare il tutto 2 minuti dopo che i passeggeri sono entrati. come nel demo. Farebbe ridere, no?
2 ore per salire su di un treno.



La soluzone e' una parte del tubo attrezzata con porte mobili e tunnel in grado di reggere la spinta per evitare che il treno si sposti, non e' una passeggiata, soprattutto se non devi metterci mezzora per agganciare il treno con dentro un centinaio di scimmie che non vedono l'ora di uscire (e che non devono perdere il tempo che hanno risparmiato rispetto ad treno a vapore degli anni 30)


Avendo parlato della parte più appariscente del Hyperloop sembrerebbe che il grosso del lavoro è finito.
Sbagliato, il grosso del lavoro arriva adesso.

Noi abbiamo un treno che si muove in un ambiente che è simile allo spazio (un decimo dell'atmosfera, in realta') e che contiene centinaia di persone che respirano.
Qualcuno potrebbe dire in maniera tranquilla che basta avere delle bombole di ossigeno e dei riciclatori di anidride carbonica per riuscire a sfangarla.

Magari abbiamo già problema di avere un'enorme massa necessaria per poter gestire centinaia di persone per molto tempo e contemporaneamente ricaricare il sistema in tempi molto brevi, altrimenti non usciamo a commercializzare il servizio in quantità idonea. In una parola parliamo di costi.
Enormi.

Cosa succede se un finestrino salta, una crepa si un particolare insignificante permette all'aria di uscire?
Si, stiamo parlando di situazioni da astronave.

Uguale se il particolare insignificante, come puo' essere una ranella da 10 centesimi che non e' del metallo esatto causa un blocco al treno: chi fa respirare per tempi elevati che servono ad una ripressurizzazione del percorso i passeggeri?

Non e' che i passeggeri possono respirare nel vuoto.
Ne puoi pensare che possano mettersi una tuta spaziale in decimi di secondo o obbligarli a viaggiare con la tuta come turisti spaziali.
Bambini e panzoni compresi.
Per un treno
 


Anche se tu avessi montato ogni 50m un irdide sezionatrice prima devi fermare il treno e non puoi pensare di fare una luuuunga frenata da 2G spappolando i passeggeri, comunque ci metteresti un bel po'. 
Poi dovresti chiudere i setti da milioni di E cadauno, ripressurizzare non troppo velocemente con delle aperture che sono in grado di capire l'emergenza anche senza energia e morte del sistema di bordo e solo dopo aprire delle vie di fuga.
Nel frattempo sono tutti morti.
D'asfissia.


Ma la questione dell'aria è ben lungi dall'essere sistemata perché il treno ha il piccolo difetto di avere un motore.
Il motore deve essere raffreddato.
Peccato però che il nostro caro motore è contenuto in un proiettile che si muove all'interno del vuoto dove l'unico modo in cui possiamo raffreddare qualcosa non è con un bel flusso d'aria ma solo per irraggiamento.
In pratica il nostro tubo è un bel isolante e se ci pensiamo è il più grande thermos mai costruito.

Dopo pochi kilometri all'interno del nostro treno avremo una temperatura aumentata di qualche decina di gradi, nostro motore resisterà ancora, molto meno le persone a bordo.
Dopo una tratta di qualche decina di kilometri da temperatura potrebbe essere talmente elevata da dare problemi anche ai motori, non che c'interessi più di quel tanto visto che a bordo avremo solamente un grosso stufato di umani.

Anche disporre il motore sul binario non cambia molto la sostanza, salvo si voglia costruire l'impianto di raffreddamento piu' grande mai pensato e che ha parte dell'opera sottovuoto.


Sinceramente non vedo un sistema per dare una soluzione a questo visto che costerebbe cifre talmente elevate che possedere un elicottero personale diverrebbe più economico che prendere il biglietto del treno.

Come al solito stiamo parlando di qualcosa che “tecnicamente” e' possibile e realizzabile, dopotutto lo shuttle o il programma gemini-apollo hanno fatto ben di peggio, ma e' assurdo per l'uso di massa.
Una cosa e' dire che si possa costruire un'enorme camera a vuoto e spararci dentro un treno maglev, altro e' farlo.

Dopotutto nulla vieta di fare aerei supersonici con tangenza molto alta, in pratica suborbitali, per connettere i grandi continenti: la ridotta atmosfera permette velocita' molto alte e costi di carburanti esigui per i mach 4 o 5 che vengono dichiarati ogni 6 mesi dal genio di turno che scrive su qualche giornaletto di serie B.

Oppure nulla vieta ai condomini di avere una piccola centrale nucleare in cantina.

Certo che si puo' fare. Ci sono le tecnologie. Ma questo non e' un “ci sono le tecnologie” ma un “accendere il cervello”.

Una cosa e' FATTIBILE.

Altro e' farlo in sicurezza,
in maniera ripetitiva come uno shinkansen che transita ogni 5 minuti,
e con costi che non divengano folli.


Assomiglia in MOLTO peggio alla storia dell'auto elettrica, non trovate?

5 commenti:

Anonimo ha detto...

La cosa che più mi fa ridere di questo Hyperloop è che un sistema simile lo avevo disegnato a 8 anni. Peccato che già le rudimentali nozioni di fisica e biologia apprese alle scuole medie mi avevano fatto desistere.
Ecco, tutto questo mi sembra tanto il sogno di bambini cresciuti fuori dalla realtà.

Anonimo ha detto...

Seguo questo blog proprio per gli articoli come questo, ma voglio aggiungere qualcosa:
Dove? cioè posiamo il tubo a fianco ad una ferrovia esistente, e mettiamo mano a qualsiasi altra ferrovia/autostrada/stradina vicinale con un migliaio di cavalcavia?
Per forza di cose utto questo fantomatico treno/tubo dovrà essere messo sottoterra, non a grande profondità ma comunque non al piano campagna.
una metropolitana padana.
Col terreno di risulta ci tiriamo su una seconda isola d'elba e ne avanziamo.
Con tutte le parole, i fatti, i feriti e i morti che ci sono stati in val susa per un buco infinitamente più piccolo, ecco Elon che propone di farne uno da 500 km.
Gia mi immagino i gemellaggi fra valsusini e veneti, a suon di genzianella dell'Assietta e grappa di Bassano
Fra questo e l'uomo su marte non so cosa faccia più ridere
Paolo

Anonimello ha detto...

Standing ovation per il post!

Anonimo ha detto...

quello del "non costruiamo la cosa che c'è oggi, perché è già vecchia. aspettiamo quella che arriverà domani", viene utilizzato continuamente: è un ottimo trucco per non fare mai una mazza.

Alfredo ha detto...

Effettivamente avevo sempre nutrito dei dubbi sulla questione treno sottovuoto, ora so che i dubbi erano fondati.