Diseño y validación de una esclusa aplicada a la infraestructura al vacío de un vehículo hyperloop

Abstract

[ES] Hyperloop se presenta como el transporte del futuro, el cual se basa en dos tecnologías punteras, la levitación electromagnética y el entorno a baja presión. Se trata de cápsulas que levitan en el interior de tubos al vacío, eliminando así la fricción aerodinámica y mecánica, convirtiéndolo en un transporte rápido, sostenible y eficiente. El equipo Hyperloop UPV lleva año tras año siendo pionero en abordar nuevos retos. En la edición del año 2023 se convirtió en el primer equipo en crear una infraestructura compatible con el vacío, y en este año 2024 decide dar un paso adelante en innovación en este campo. El entorno de bajas presiones necesario a lo largo de los miles de kilómetros que hyperloop pretende cubrir en el futuro presenta numerosas barreras en términos de mantenimiento, seguridad, eficiencia energética, etc. La solución propuesta es la implementación de una esclusa que permita aislar espacios a diferentes presiones. Este Trabajo Fin de Grado cubrirá el desarrollo de dicho sistema, empezando por la descripción del marco contextual y los requerimientos de diseño. A continuación se detallará el proceso de diseño iterativo de la esclusa mediante el uso de programas CAD, y análisis por el método de elementos finitos para asegurar la integridad estructural de la misma. El siguiente paso es la fabricación de las diferentes piezas y finalmente el ensamblaje.

[CA] Hyperloop es presenta com el transport del futur, el qual es basa en dos tecnologies capdavanteres, la levitació electromagnètica i l'entorn a baixa pressió. Es tracta de càpsules que leviten a l'interior de tubs al buit, eliminant així la fricció aerodinàmica i mecànica, convertint-ho en un transport ràpid, sostenible i eficient. L'equip Hyperloop UPV porta any rere any sent pioner a abordar nous reptes. L'edició passada es va convertir en el primer equip a crear una infraestructura compatible amb el buit, i enguany decidix fer un pas avant en innovació en este camp. L'entorn de baixes pressions necessari al llarg dels milers de quilòmetres que hyperloop pretén cobrir en el futur presenta nombroses barreres en termes de manteniment, seguretat, eficiència energètica, etc. La solució proposada és la implementació d'una resclosa que permeta aïllar espais a diferents pressions. Este Treball fi de grau cobrirà el desenvolupament d'este sistema, començant per la descripció del marc contextual i els requeriments de disseny. A continuació es detallarà el procés de disseny iteratiu de la resclosa mitjançant l'ús de programes CAD, i anàlisis pel mètode d'elements finits per a assegurar la integritat estructural d'esta. El següent pas és la fabricació de les diferents peces i finalment l'acoblament.

[EN] Hyperloop is presented as the transport of the future, which is based on two cutting-edge technologies, electromagnetic levitation and low-pressure environment. It consists of capsules that levitate inside vacuum tubes, thus eliminating both aerodynamic and mechanical friction, converting it into a fast, sustainable and efficient transport. The Hyperloop UPV team has been a pioneer in tackling new challenges year after year. In the 2023 edition it became the first team to create a vacuum-compatible infrastructure, and in 2024 it is taking a step forward in innovation in this field. The low-pressure environment required over the thousands of kilometers that hyperloop intends to cover in the future presents numerous barriers in terms of maintenance, safety, energy efficiency, etc. The proposed solution is the implementation of an airlock to isolate spaces at different pressures. This thesis will cover the development of such a system, starting with the description of the contextual framework and design requirements. This will be followed by the iterative design process of the airlock using CAD softwares and finite element analysis to ensure the structural integrity of the airlock. The next step is the manufacturing of the different partsand finally the assembly.