Diseño de infraestructura con sistema a vacío para un vehículo hyperloop

Abstract

[ES] Hyperloop es un nuevo medio de transporte que hace uso de dos tecnologías punteras principalmente: levitación magnética y entorno de baja presión. Se trata de cápsulas que viajan levitando por un tubo al vacío, reduciendo así la fricción aerodinámica y eliminando cualquier tipo de fricción mecánica. Esta apuesta por la eficiencia hace de hyperloop una manera de moverse alternativa, veloz y ecológica. Así pues, se evitan las dos principales fuerzas de resistencia al avance por medio de una infraestructura que ha de estar preparada para soportar entornos de bajas presiones además de los requerimientos estructurales y de seguridad propios de un transporte de alta velocidad.

El presente Trabajo de Fin de Grado tiene como objetivo diseñar, fabricar y validar la infraestructura y sistema de vacío de un vehículo hyperloop. Esta infraestructura será la utilizada por Hyperloop UPV para asistir a la competición anual de desarrollo de tecnología hyperloop a nivel internacional. En la primera parte se detallarán los requerimientos de diseño y marco teórico necesarios para cumplir con los objetivos que se han considerado desde el punto de vista mecánico. El siguiente apartado se centrará en el diseño propiamente dicho de la infraestructura, mediante el uso de programas CAD y de simulación de elementos finitos con el objetivo de asegurar un buen comportamiento estructural. Finalmente, se explicará la fabricación, montaje y validación de la infraestructura y del sistema de vacío. Para ello, se realizarán diferentes pruebas de vacío y ensayos que permitirán concluir que se ha cumplido con los objetivos.

[EN] Hyperloop is a new means of transport that uses two main leading technologies: magnetic levitation and low-pressure environment. It consists of capsules that travel by levitating in a vacuum tube, thus reducing aerodynamic friction and eliminating mechanical friction. This focus on efficiency makes hyperloop an alternative, fast and environmentally friendly way of getting around. Thus, the two main forces of resistance to advance are avoided by means of an infrastructure that needs to be prepared to withstand low-pressure environments, in addition to the structural and safety requirements of incorporating high-speed transport.

The aim of this Final Degree Project is to design, manufacture and validate the infrastructure and vacuum system of a hyperloop vehicle. Hyperloop UPV will use this infrastructure to attend the annual international hyperloop technology development competition. The first part will detail the design requirements and theoretical framework necessary to fulfil the objectives that have been considered from the mechanical point of view. The next section will focus on the actual design of the infrastructure, using CAD and finite element simulation software to ensure good structural performance. Finally, the manufacturing, assembly and validation of the infrastructure and the vacuum system will be explained. For this purpose, different vacuum tests and trials will be carried out to conclude that the objectives have been achieved.

[CA] Hyperloop és un nou mitjà de transport que fa ús de dues tecnologies capdavanteres principalment: levitació magnètica i entorn de baixa pressió. Es tracta de càpsules que viatgen levitant per un tub al buit, reduint així la fricció aerodinàmica i eliminant qualsevol tipus de fricció mecànica. Aquesta aposta per l’eficiència fa de hyperloop una manera de moure’s alternativa, veloç i ecològica. Així doncs, s’eviten les dues principals forces de resistència a l’avanç per mitjà d’una infraestructura que ha d’estar preparada per a suportar entorns de baixes pressions a més dels requeriments estructurals i de seguretat propis d’incorporar un transport d’alta velocitat. El present Treball de Fi de Grau té com a objectiu dissenyar, fabricar i validar la infraestructura i sistema de buit d’un vehicle hyperloop. Aquesta infraestructura serà la utilitzada per Hyperloop UPV per a assistir a la competició anual de desenvolupament de tecnologia hyperloop a nivell internacional.