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La Unidad de Sistemas Eléctricos de Potencia del CIEMAT (USEP) del departamento de Tecnología participa en el proyecto SCALE que acaba de comenzar para el desarrollo, construcción y validación del sistema de aceleración basado en un motor eléctrico lineal para un transporte ultrarrápido (más de 600 kilómetros por hora) tipo Hyperloop. El objetivo de SCAL es validar el sistema en un tramo de pista experimental para probar su eficiencia, escala y sostenibilidad.

El proyecto de colaboración público-privada SCALE (SwitChed reluctAnce Linear motor for Electric ultra-high-speed) está financiado con fondos europeos NextGeneration (PROYECTOS DE COLABORACIÓN PÚBLICO-PRIVADA, 2021, Proyecto SCALE CPP2021-008332 financiado por MCIN/AEI /10.13039/501100011033 y por la Unión Europea NextGenerationEU/ PRTR) y cuenta con una financiación de más de un millón y medio de euros para los próximos tres años para la realización de un diseño íntegro de un sistema de aceleración de cápsulas de transporte ultrarrápido tipo Hyperloop. Concretamente, SCALE está liderado por la empresa ZELEROS que desarrolla este tipo de tecnologías y probará su prototipo experimental en el puerto de Sagunto. Además, como socio tecnológico también participa en el proyecto el centro tecnológico CEIT. Por su parte, USEP aportará su conocimiento en el desarrollo de accionamientos eléctricos en el transporte para el diseño del motor eléctrico lineal, la definición del sistema de alimentación y la electrificación de la vía, la definición de la electrónica de potencia y el desarrollo del sistema de control de operación del proceso de aceleración.

La propuesta tecnológica del proyecto está basada en un motor lineal de reluctancia conmutada, que aporta una serie de ventajas de viabilidad económica y fortalezas para un sistema de electrificación de la vía como parte activa de un motor eléctrico lineal, ya que la velocidad ultrarrápida esperada puede llegar hasta los 1.000 kilómetros por hora descarta el uso del conjunto catenaria-pantógrafo.

Por consiguiente, el proyecto propone desarrollar el motor eléctrico lineal, el análisis del sistema de alimentación eléctrica, los equipos electrónicos de potencia para acondicionarla al motor y los algoritmos de control del sistema completo, entre otros. Además, el estudio se completará con un sistema a escala reducida donde se acelere un vehículo con una masa aproximada de 500 kilogramos y que puede alcanzar una velocidad de 600 kilómetros por hora en una pista de ensayos de 600 metros. Con esta iniciativa se pretende evaluar todos los subsistemas utilizados, así como las ventajas en eficiencia, sostenibilidad y escalabilidad de la propuesta frente a otras máquinas eléctricas lineales, sistemas de alimentación eléctrica y topologías de electrónica de potencia. Asimismo, se estudiarán y definirán las soluciones idóneas para los sistemas auxiliares, necesarios para la operación del sistema, como son el sistema de conmutación de secciones en la vía, los sistemas de detección y posicionamiento, así como las plataformas de control y sistemas de comunicación. Todos ellos se espera que puedan ser validados experimentalmente, determinando indicadores de coste e impacto ambiental.

Durante el primer año del proyecto, el CIEMAT desarrollará una metodología de diseño del tramo de aceleración del vehículo, definiendo en detalle las especificaciones y la arquitectura general del sistema de potencia. Esta parte incluye un sistema eficiente de alimentación, así como la definición de las características principales de la máquina de reluctancia conmutada (tipo de bobinas, número de vueltas, densidad de corriente y definición de secciones). También se comenzará con el desarrollo del sistema de posicionamiento del vehículo y el control de los equipos de potencia.

Con el desarrollo de este proyecto se consolida aún más la colaboración que desde el año 2019 la USEP tiene con la empresa ZELEROS, con la que se han firmado desde entonces varios contratos de prestación de servicios de I+D, cumpliendo con los objetivos de transferencia de conocimiento y tecnología a la industria.