ES2849649A1 - Sistema para reducir el riesgo de obstruccion del circuito de circulacion para sistemas de transporte terrestre de muy alta velocidad a traves de canalizaciones en las que se ha forzado la baja presion donde la velocidad de crucero se regula mediante aire comprimido - Google Patents

Abstract

Sistema para reducir el riesgo de obstrucción del circuito de circulación para sistemas de transporte terrestre de muy alta velocidad a través de canalizaciones en las que se ha forzado la baja presión donde la velocidad de crucero se regula mediante aire comprimido. Comprende una vía de circulación (1) formada por una estructura tubular que integra un circuito principal de circulación (1a) y unos apartaderos (1b), que confluyen por unos de sus extremos en el circuito principal (1a). El sistema de la invención se encarga de determinar cómo los apartaderos son la solución más adecuada para la problemática en el novedoso entorno de trabajo de los sistemas de transporte de alta velocidad en baja presión, y cómo determinar las distancias adecuadas entre dichos apartaderos atendiendo a las condiciones generales de operación de los vehículos propulsados por el aire comprimido. Dichas distancias se calculan en base a la distancia de separación entre los vehículos (2) cuando se desplazan a velocidad de crucero por el circuito principal (1) y en base a una distancia de frenado que precisan los vehículos (2) para detenerse en caso de necesidad.

Description

DESCRIPCIÓN

SISTEMA PARA REDUCIR EL RIESGO DE OBSTRUCCIÓN DEL CIRCUITO DE CIRCULACIÓN PARA SISTEMAS DE TRANSPORTE TERRESTRE DE MUY ALTA VELOCIDAD A TRAVÉS DE CANALIZACIONES EN LAS QUE SE HA FORZADO LA BAJA PRESIÓN DONDE LA VELOCIDAD DE CRUCERO SE REGULA MEDIANTE AIRE COMPRIMIDO

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema para reducir el riesgo de obstrucción del circuito principal de una vía de circulación en la que operan los vehículos inspirados en el concepto hyperloop impulsados a velocidades de crucero o próximas a ella mediante aire comprimido.

Una parte de la invención consiste en identificar unos apartaderos como mejor medio para poder gestionar las situaciones que pueden afectar a los vehículos tipo hyperloop en su particular entorno de operación. Existen múltiples alternativas considerando el sistema propulsivo, las necesidades del servicio, el concepto general de evacuación, etc. Para el caso tratado se considera que los apartaderos son la solución preferente. Dichos apartaderos están conectados con el llamado circuito principal o vía de circulación. Por otro lado, el sistema de la invención se encarga de determinar las distancias adecuadas de colocación entre dichos apartaderos atendiendo a las condiciones de operación deseables en cada segmento de la línea para los vehículos, ya sea en operación normal o en condiciones de operación degradadas.

Con estos cálculos efectuados, el sistema de la invención agrega elementos de señalización en posiciones del circuito principal relacionadas con la distancia al apartadero que permiten al vehículo conocer, por ejemplo, su distancia a dicha baliza para el caso en que dicho vehículo deba de ganar el apartadero que referencia esa baliza.

El sistema de la invención describe las características genéricas de los apartaderos, en cuanto a que estos estarán dotados de compuertas practicables, que permitirán la entrada y salida de vehículos hacia o desde el exterior, lo que permitirá completar tanto la evacuación del pasaje y la carga (sea por una emergencia o no) como la reentrada de dichos vehículos, o incluso el ingreso de vehículos de mantenimiento o rescate al circuito principal.

La invención está orientada sobre todo a su aplicación en el caso de que los vehículos tengan longitudes moderadas (de 25 a 75 metros), de modo que los costes totales de la obra civil (longitud) del apartadero, por una parte, aunado a la facilidad de despejar la vía, por otro, conviertan a este tipo de propuesta como la más adecuada desde la perspectiva técnico-económica. En el caso de vehículos más largos (como convoyes) de 150-200 metros, habría que evaluar de nuevo como de pertinente es este principio de solución para cumplir las exigencias de costes y de seguridad.

Problema técnico por resolver y antecedentes de la invención

Los sistemas de hyperloop se caracterizan por una alta frecuencia de paso de vehículos, que va de entre segundos y pocos minutos. Con esta exigencia, cualquier eventualidad que signifique la parada de un vehículo podría implicar la parada de todos los vehículos que circulen detrás del afectado en un circuito principal.

Por ello, en la invención se propone un sistema que permite continuar con la operativa normal del resto de vehículos mediante un sistema de apartaderos con características adecuadas al medio de transporte, y se propone este sistema como la mejor solución para, primero, retirar del circuito principal de tráfico el vehículo que se desee y segundo, realizarlo en condiciones siempre de seguridad para las personas y sistemas afectados.

Las flotas de vehículos utilizados en los sistemas tipo hyperloop pueden aprovechar los apartaderos para permitir que el conjunto de vehículos que recorren el circuito principal por dentro de una estructura tubular o de otro tipo con vacío parcial, puedan mantener sus parámetros de operación en una zona de funcionamiento seguro, en la eventualidad de que alguno de dichos vehículos experimente una condición de funcionamiento que fuerce a su detención, por múltiples motivos: por preservar su propia seguridad, por preservar la seguridad del resto de vehículos de la flota, o por preservar ambas, ante situaciones de riesgo de distinta índole: obstrucciones en el circuito principal, incapacidad de mantener la velocidad prefijada en el circuito principal, emergencias en la cabina del vehículo, etc.

Estas situaciones anómalas requieren, en la mayoría de los casos, de una detención pronta, o incluso de una frenada de emergencia drástica. Un punto de partida cuantitativo es que, idealmente, debería haber al menos tantos apartaderos disponibles como vehículos pueda haber en el circuito principal en un instante dado, y tan espaciados como el intervalo de paso indique, como máximo. Como se demostrará a continuación, esta consideración es más amplia.

Las distancias adecuadas entre apartaderos requieren de aunar una serie de criterios que permiten establecer dichas distancias. Si bien el concepto de apartadero tiene cientos de años, las condiciones de operación de hyperloop exigen de un concepto de apartadero refinado, y por ello de unos criterios para su ubicación específicos.

Entre estos criterios se destacan los siguientes:

1. - La deceleración (frenada) máxima que pueda aplicar el vehículo, debida a las capacidades alcanzables de forma segura por sus sistemas de frenada, pero también por temas de confort del pasajero, que condicionarán la distancia de frenada en función de la intensidad de frenada aplicable.

2. - La velocidad prevista para el vehículo en cada tramo concreto en el que se van a ubicar los apartaderos, vinculado al punto anterior en cuanto a que la distancia de detención del vehículo también varía en función de la velocidad a la que comienza a frenar el vehículo.

3. - La posición entendida como la proximidad en el momento de iniciar la frenada al apartadero más próximo, dado que la velocidad a la que el vehículo transita puede impedir que pueda entrar al apartadero (riesgo de perder la trayectoria prefijada del vehículo debido a un exceso de aceleración lateral al cambiar su trayectoria al intentar acceder al apartadero), o de impactar con el final de este.

4. - El estado del apartadero, que podría estar impracticable (lleno, obstruido, en mantenimiento, etc.), lo cual forzaría al vehículo a poder alcanzar, según la condición cinemática y dinámica presente, un apartadero inicialmente no previsto, pero siempre en un tiempo limitado, relacionado con...

5. - la distancia existente entre el vehículo que pretende detenerse y aquel que circula inmediatamente detrás para evitar que este último alcance al que trata de ganar el apartadero.

Es importante resaltar esta característica porque la no retirada al apartadero supondría, en especial en el caso de los vehículos cuya propulsión en crucero se regula por chorro de aire unidireccional, un riesgo severo de parada de la operación en todo el circuito principal. Es esta característica del vehículo de referencia para esta patente la que da origen principalmente al desarrollo del conjunto de esta invención. Por ello, y aunque puede haber excepciones, en el caso general el concepto de apartadero está a lo largo de la patente asociado al de vía muerta. El motivo principal es la forma propulsiva del vehículo objetivo, que se describe a continuación.

Aunque el sistema de la invención es ampliable a cualquier tipo de vehículo orientado al concepto de transporte de muy alta velocidad en baja presión a través de canalizaciones en las que se ha forzado el vacío, la propuesta de patente tiene su foco principal en aquellos vehículos cuyo mecanismo de propulsión principal (entendida esta como la que se utiliza en la mayor parte de la ruta) es un chorro de aire a presión, (independientemente de que esta estrategia pueda utilizarse también como mecanismo de freno u otra maniobra), lo que le confiere estas características diferenciales:

1. - No son bidireccionales, en el sentido de que en su régimen de operación de alta velocidad (entendida esta como todas aquellas velocidades técnicamente alcanzables que justifican, en el conjunto del tiempo de viaje, el uso de este tipo de solución de transporte de forma preferente frente a los trenes de alta velocidad, los maglevs o el avión), las características constructivas del vehículo -independientes estas de las características de la operación- sólo habilitan al vehículo para desplazarse en un sentido, el de la marcha, con las siguientes particularidades:

- Se identifica un origen de viaje y un destino de viaje.

- El sentido de la velocidad del aire que genera empuje es siempre hacia el origen de viaje.

- El sentido contrario al de la velocidad del aire expulsado es siempre el del sentido de la marcha del vehículo, siendo el sentido de la marcha en las condiciones indicadas en los dos puntos anteriores: es de origen de viaje a destino de viaje.

En las condiciones anteriores, el lado del vehículo que queda más próximo al destino de viaje se define como “morro”, “cabeza” o “proa”, y el más próximo al origen de viaje como “cola” o “popa”.

2. - En el conjunto de condiciones descritas en el punto 1, la expulsión del aire comprimido sólo permite al vehículo desplazarse de origen de viaje a destino de viaje en el sentido de la marcha que mantiene el “morro” longitudinalmente más cerca del destino de viaje que la “cola”.

En las condiciones descritas, si un vehículo llegara a detenerse, perdería la capacidad de generar el chorro de aire que lo impulsa durante el crucero, por lo que por sí solo no podría volver a ponerse a velocidad de crucero, o al menos no sólo mediante este medio en un tiempo razonable. Es decir, si un vehículo llega a pararse (por ejemplo, debido a una avería), se quedaría detenido en un punto intermedio del circuito principal, y los vehículos tras de él tendrían que parar también en puntos intermedios del circuito principal.

Una situación así generaría una parada completa en todo el circuito principal, algo indeseable desde el punto de vista operativo general, y una obstrucción que además podría dificultar una potencial necesidad de acceso de los equipos de rescate al estar todos los vehículos alineados uno tras otro en serie. Para la patente que nos ocupa, suponemos en general un caso extremadamente ideal en que cada vehículo que se dirige al apartadero, tras frenar, haría la entrada al apartadero con un mínimo de inercia que le quedaría tras haber frenado drásticamente.

Para no depender estrictamente de la inercia, o por ejemplo afrontar condiciones de aproximación a un apartadero en que la propulsión o el freno no puedan funcionar en los puntos de operación normal (algunos de los modos degradados), el vehículo deberá incorporar un sistema de propulsión auxiliar que le permita alcanzar un apartadero.

Hasta ahora se ha descrito un caso general donde el problema principal es la detención de la operación que provoca un atasco. Sin embargo, el caso más exigente es aquel en que la amenaza para la seguridad de las personas es directa. Para los casos en que se declare una eventualidad que obligue a parar por suponer una emergencia para la integridad de las personas, desde un fuego en cabina a una voladura del circuito principal (tubo), se debe habilitar un sistema que permita que los pasajeros alcancen la seguridad cuanto antes.

En el análisis de sistemas afines, una comparativa simple sería un avión, que ante una incidencia de relevancia suficiente trataría de aterrizar cuanto antes. Simultáneamente, a la hora de desarrollar este sistema se debe respetar el principio general para el conjunto de medios de transporte de que un problema en un vehículo debe quedar contenido en el vehículo, y en lo posible no afectar al resto de vehículos en marcha. Añadiendo las características específicas de los sistema de transporte en baja presión forzada hay que aunar que al ser la atmósfera fuera del vehículo no apta para la respiración continuada o incluso totalmente insuficiente para la respiración, la solución en el caso de que se precisará evacuar el vehículo en un punto cualquiera de la zona de baja presión pasaría por aumentar la presión de todo el circuito principal de circulación, lo que obligaría a detener a todos los vehículos de la flota en ese momento en circulación, y a toda la operativa de preparación de lanzamientos en estación, o sacar al pasaje (que está dentro del vehículo) hasta la zona segura, cuanto antes.

En definitiva, parece imprescindible habilitar un modo que permita retirar el vehículo durante el recorrido para llevar a los pasajeros a la seguridad, en todas las situaciones descritas, a partir de una cierta severidad del caso de fallo.

Descripción de la invención

Por todo ello, la forma mejor de replicar este concepto latente de disponer de un número elevado de pistas de aterrizaje forzoso es introducir múltiples apartaderos por cada sentido de circulación. Los apartaderos resultan así en un sistema sencillo de canalizar fuera del circuito principal de la circulación a los vehículos afectados por motivo de una contingencia propia o ajena, liberando así el circuito principal permitiendo que continúe la circulación.

Partiendo de esta premisa, el sistema para reducir el riesgo de obstrucción del circuito de circulación para sistemas de transporte terrestre a través de canalizaciones en las que se ha forzado la baja presión donde la velocidad de crucero se regula mediante aire comprimido, comprende una vía de circulación con una estructura tubular con vacío parcial que integra un circuito principal y unos apartaderos que desembocan por unos de sus extremos en el circuito principal.

Cada apartadero comprende un primer tramo extremo, un segundo tramo extremo y una esclusa formada por una cámara de presurización que está ubicada entre el primer tramo y el segundo tramo; donde la cámara de presurización está configurada para poder variar en su espacio interior la presión de aire.

El primer tramo comunica directamente con el circuito principal mientras que el segundo tramo constituye una zona terminal de fondo para el aparcamiento de al menos un vehículo.

La aplicación de la invención se lleva a cabo en aquellos casos en los que el concepto de circulación a alta velocidad de vehículos dentro de una estructura en general pero no de forma exclusiva de tipo tubería que forma(n) uno (o varios) circuito(s) en los que se ha forzado la baja presión (concepto general de hyperloop), en particular cuando se utilicen para mantener la velocidad de crucero de los vehículos, o regular en un rango de velocidades su velocidad de crucero, sistemas de propulsión basados en reacción a un chorro de aire comprimido.

La distancia entre vehículos la fijan la combinación de la capacidad de frenada prevista (donde se considera “cuanto” podría llegar a frenar un vehículo), junto con la velocidad instantánea y la separación entre vehículos, y consideraciones básicas de fiabilidad (por ejemplo, que un vehículo debe de tener al menos tres apartaderos alcanzables en todo momento por si uno está inservible. Este detalle del cálculo requiere de diversos variables y parámetros, muchos de ellos derivados de aspectos constructivos específicos y normativos o reglamentarios futuros que no se pueden anticipar aquí).

Considerando dicha capacidad de frenada prevista como factor fundamental, la ecuación general que gobierna la distancia entre apartaderos es:

DsC - DfE LdV >= DeA

Donde:

- DeA: Distancia entre apartaderos consecutivos.

- DsC: Distancia de separación en crucero, es la distancia de separación entre dos vehículos consecutivos cuando circulan a velocidad de crucero a lo largo del circuito principal. Depende del intervalo entre lanzamientos y de la velocidad de crucero seleccionada.

- DfE: es la distancia de frenado de emergencia del vehículo. En general dicha distancia es la máxima que recorre el vehículo tras activar la frenada máxima admisible según el mapa de freno diseñado hasta que se para. Si bien la frenada de emergencia, como maniobra conceptual, se puede producir en cualquier punto de la línea, el concepto DfE en esta ecuación específica la longitud medida desde la entrada al apartadero más próximo en el sentido natural de la marcha hasta el punto más cercano a dicha entrada anterior al apartadero en el sentido natural de la marcha, a partir del cual, en el sentido de la marcha, si no se aplicara la frenada de emergencia máxima (definida bajo los parámetros específicos fijados por la regulación, la norma, los criterios del operador, los factores humanos, técnicos o de cualquier otro orden), el vehículo se detendría tras pasar el apartadero, rebasándolo. Es decir, tiene una consideración de distancia límite a la que se debe aplicar la frenada de emergencia según el mapa de freno para poder acceder al apartadero que resulta más próximo al vehículo en el sentido natural de la marcha. En este caso, si aún se considerara pertinente el acceso de este vehículo a ese apartadero por algún motivo, el vehículo solo podría intentar acceder a ese apartadero si se incorpora algún sistema de marcha atrás. En fases siguientes del texto se denomina ZfE (zona de frenado de emergencia) a todo el conjunto de longitudes que van desde el acceso al apartadero más próximo al vehículo en el sentido de la marcha hasta, en el sentido contrario a la marcha, justamente la longitud DfE

- LdV: es la Longitud del Vehículo. A velocidades altas, su valor es varios órdenes de magnitud inferior a cualquier de las otras tres medidas en la fórmula, por lo que para algunos casos ilustrativos se puede omitir del cálculo general en favor de la exposición descriptiva.

Los apartaderos están ubicados en unas direcciones que forman ángulos agudos respecto a la dirección del circuito principal; donde los tramos extremos de los apartaderos comprenden unas porciones arqueadas que desembocan en el circuito principal.

La cámara de presurización de cada apartadero está delimitada entre una primera compuerta y una segunda compuerta; donde la cámara de presurización está separada del circuito principal mediante la primera compuerta, también llamada “compuerta de baja” o compuerta “B”

La primera compuerta está situada al lado del primer tramo del apartadero que comunica con el circuito principal; donde dicha primera compuerta está enfrentada con la parte trasera del vehículo cuando está ubicado dentro de la cámara de presurización.

La segunda compuerta, también llamada “compuerta de alta” o compuerta “A”, está situada al lado del segundo tramo del apartadero que se corresponde con la zona terminal de fondo del apartadero; donde dicha segunda compuerta está enfrentada con la parte delantera del vehículo cuando está ubicado dentro de la cámara de presurización; y donde la esclusa está ubicada entre el primer tramo y el segundo tramo.

El primer tramo del apartadero y el circuito principal están sometidos a una presión de vacío en torno a los 100 mbar; mientras que el segundo tramo está sometido a una presión en torno a los 1000 mbar.

La cámara de presurización delimitada entre la primera y la segunda compuertas comprende un espacio interior configurado para albergar entre dichas compuertas al menos un vehículo.

El sistema de la invención comprende además unas balizas como medios de aviso de los vehículos como indicación de ciertas distancias a los apartaderos; donde dichas balizas están situadas a lo largo del circuito principal en zonas donde hay apartaderos.

La metodología de cálculo general que permite definir las distancias entre los apartaderos 1b, en lo sucesivo DeA, se apoya en las siguientes ecuaciones de la cinemática para el movimiento continuo y para el movimiento uniformemente acelerado:

V = e - t

Vf — V0 + a. ■ t

v / =V02 2 ■ a-e

e = V0 ■ t 0,5 ■ a ■ t 2

Vf: Velocidad final. Equivale en general a la velocidad de no movimiento (0 km/h).

- Vo: Velocidad inicial. Equivale en general a la velocidad instantánea de circulación, la del vehículo en el momento en que se ordena frenar.

- a: aceleración. En este contexto representa en general el valor de la deceleración impuesto por la frenada (valores por ello menores que 0). El valor mínimo y máximo lo establecen una multitud de factores, como es por ejemplo los límites de adherencia. Idealmente, el sistema de freno debe conseguir que en cada instante se consiga que la deceleración obtenida de forma real coincida con la del mapa teórico de deceleraciones que se haya especificado por la ingeniería de diseño en función de criterios normativos, regulatorios, de expertise propio, etc. Para los propósitos de este texto se utilizará un rango de deceleraciones tipo como aproximación suficiente.

- 1: tiempo. Por ejemplo, el intervalo de paso entre vehículos o el tiempo total que transcurre desde que se empieza a actuar el freno hasta que el vehículo se detiene.

- e: espacio, entendido este como distancia recorrida. Por ejemplo, puede referirse a DfE o DeA o DsC. En el caso de DfE, e se calcula para el valor de deceleración máxima admisible, y en el caso de DsC para a=0.

La distancia entre apartaderos (DeA) debe cumplir la siguiente condición:

DsC - DfE LdV >= DeA.

Por ejemplo, si DsC = 30 km y DfE = 5 km, y obviando LdV, entonces DeA =< 25 km.

Además, para seleccionar a qué apartadero debe dirigirse el vehículo (el inmediatamente siguiente o uno posterior en el sentido de la marcha) se ubicarán en la pista sistemas tipo baliza, denominadas balizas de distancia límite (BDLs). Estas balizas delimitarán, en función de la prestación de frenada mínima exigible al vehículo en ese tramo previamente definido mediante un estudio de ruta, el punto último en el cual el vehículo puede comenzar a frenar, según el mapa de frenada de emergencia para ese tramo, para acceder al apartadero más próximo en condiciones de seguridad. No forma parte del objeto de la invención el concepto constructivo de la baliza, ni su operativa, etc. si no denotar el hecho de que debe ubicarse al menos una baliza a la distancia adecuada al apartadero que emita un aviso de proximidad a este, y que actuará sea como indicativo de la presencia de un apartadero, o de su distancia a este, o del estado del apartadero próximo, o de todas o de alguna combinación ellas, que el vehículo deberá poder interpretar de cara a una posible detención en dicho apartadero, sin prejuicio de que otra o la misma información transmitida por la baliza pueda ser recibida por otro canal de comunicaciones, de forma complementaria, redundante o sustitutiva parcial o totalmente.

No obstante, el concepto general de “frenada de emergencia”, se aplica antes dos tipos de eventualidades:

- Las urgencias: que requieren de una pronta actuación. Una emergencia incorrectamente atendida puede desembocar en emergencia.

- Las emergencias: que requieren de una acción inmediata. Una emergencia incorrectamente atendida tiene una probabilidad muy alta de desembocar en fallo catastrófico.

En el entorno de trabajo propuesto, los casos básicos de seguridad a controlar son:

- Vía impracticable.

- Propulsión degradada.

- Emergencia en cabina de pasajeros.

La clasificación precisa del evento concreto dentro de estos casos básicos como urgencia o emergencia atiende a un análisis pormenorizado de los riesgos que supera los propósitos de este texto; una aproximación muy genérica es que, si se declara un tipo de urgencia o un tipo de emergencia en cabina que lleve al sistema de control a ordenar una frenada de emergencia, dentro de los casos básicos, resulta que:

- Vía impracticable: predominan las urgencias a las emergencias. Las emergencias pueden desembocar en situaciones catastróficas para cosas y personas. Afecta a todos los vehículos.

- Propulsión degradada: suelen ser urgencias que afectan a las cosas.

- Emergencia en cabina de pasajeros: suelen ser emergencias que afectan a las personas. Típicamente afecta a un único vehículo.

La fórmula presentada (DsC - DfE LdV >= DeA) recoge los casos primero y segundo, pero dentro del tercer caso (emergencia en cabina de pasajeros) sólo recoge la parte en que no hay una amenaza directa para la vida de los pasajeros. La fórmula presentada se centra por ello en asegurar que la distancia entre apartaderos es suficiente en todo momento. Sin embargo, dado que acota la distancia máxima entre apartaderos de acuerdo con criterios que se centran en la distancia entre vehículos, es necesario completar la fórmula considerando los eventos de emergencia que afectan a la cabina de un único vehículo en circulación, y que supongan una amenaza para la vida de las personas en un horizonte corto, en este caso de minutos.

Eventos de emergencia en cabina de este nivel pueden ser pérdida de integridad de la cabina que desembocan en descompresión, fuego o humo de rápida propagación, o fallo grave de los sistemas de soporte vital, mientras que otros eventos de emergencia en cabina pueden requerir de una respuesta rápida, pero al no haber un riesgo tan inminente se podría permitir más margen de reacción. Por ello estos eventos de emergencia más severos delimitan, mediante el tiempo máximo admisible hasta alcanzar la seguridad del apartadero, una distancia que, según el trazado puede resultar más o menos restrictiva que la de la fórmula expuesta hasta ahora.

La respuesta a estos eventos supone forzar la parada del vehículo en el menor tiempo posible. Este tiempo vendrá dado por la regulación asociada a factores humanos. Por ejemplo, para el caso de la descompresión, los medios embarcados pueden estar capacitados para compensar quizá durante todo el tiempo del trayecto el suministro de aire y la presión en la cabina. No obstante, es de esperar que la regulación imponga valores similares a los de la aviación comercial clásica, o la supersónica, caso del Concorde. En estas situaciones, y solo a modo de ejemplo, tras producirse la alarma de descompresión, se consideran en torno a 6 minutos como tiempo admisible para descender hasta FL100 (3000 m). A los 3000 m. de altura la regulación aérea considera que se ha llegado a la seguridad en términos de presión.

Para el caso de hyperloop, este valor variará en función de las especificidades del diseño. En el caso de los transportes tipo hyperloop dotados de compresor, los tiempos aproximados para alcanzar la seguridad (al margen del uso imprescindible de máscaras al 100% de oxígeno durante este espacio de tiempo) serán similares. A esos 6 minutos hay que descontar todo el tiempo que transcurre desde que el vehículo se sitúa frente a la compuerta primera hasta que se represuriza la esclusa. Se puede estimar en unos 4 minutos este proceso, por lo que se infieren unos 2 minutos desde la detección de -por hipótesis- la descompresión hasta que la compuerta segunda se cierra tras el paso del vehículo.

Ejemplo:

T=0 s alarma de descompresión activada

T=1 s se desprenden las máscaras, se activa el sistema de sostenimiento de presión en cabina y se comienza la frenada de emergencia

T<120 s el vehículo sobrepasa la compuerta de baja (B) o primera

T=150 s se cierra y asegura la compuerta de baja (B) o primera

T=151 s comienza la presurización de emergencia

T=360 s (3 minutos 30 segundos después del inicio de la presurización) se alcanza la presión equivalente a FL150, unos 4500m)

T=420 s se alcanza el nivel de presión equivalente a FL100 (unos 3000 metros).

T=600 s se iguala la presión con el exterior

T=601 s se abre la compuerta de alta (A) o segunda. La separación entre apartaderos por criterio de emergencia en cabina se referencia a dos minutos, a la espera de la decisión precisa del organismo regulador competente en la materia. En esos dos minutos, el vehículo recorrerá más o menos distancia según, de nuevo, su velocidad instantánea y la máxima deceleración admisible.

A la distancia recorrida para un tiempo máximo fijado por el regulador se le denomina DsE: “Distancia de separación [entre apartaderos] para Emergencias”, función de la velocidad instantánea del vehículo que declara la emergencia, su deceleración máxima admisible y su tiempo máximo admisible según la regulación de seguridad dada por factores humanos.

Siendo DsE una distancia, se calculará con la fórmula de la cinemática como:

DsE= e = Vo*t+1/2(a)*tA2

Donde:

- “Vo” velocidad instantánea del vehículo con Emergencia.

- “t” tiempo máximo admisible por regulación para alcanzar la seguridad (entendida esta para el caso de despresurización de la cabina como una presión suficiente para garantizar tanto la supervivencia de los humanos como que su salud con posterioridad suficiente al evento no quedará resentida según los criterios fijados por la regulación competente en la materia).

-“a” es el valor máximo de deceleración. Tiene un carácter tanto de máximo admisible tecnológicamente como máximo admisible por criterios de seguridad general del conjunto del sistema.

Generalizando, la fórmula completa definiría la distancia entre apartaderos 1b según el mínimo de los valores de distancia que salgan del cálculo general descrito en páginas previas y el de la distancia para emergencias según:

DeA <= valor mínimo (DsC-DfE+LdV, DsE),

Para una mayor claridad, la fórmula “DeA <= valor mínimo (DsC-DfE+LdV, DsE)” describe que la distancia entre apartaderos será menor o igual que el menor de entre dos opciones: a y b: DeA <= valor mínimo (a, b):

• Donde la opción a = DsC-DfE+LdV, vale para los casos generales de urgencias y para aquellas emergencias que no afectan directamente a la cabina de pasajeros.

• Donde la opción b = DsE, que vale para los casos más severos de emergencia que puedan producirse en cabina.

Dicho esto, cabe señalar que el sumando LdV (Longitud del vehículo) es del orden de decenas de metros, mientras que DsC, DfE y DsE son del orden de kilómetros, de manera que, aunque LdV no puede dejar de tenerse en cuenta para el cálculo, en la práctica normalmente se puede omitir dado que LdV es despreciable frente al resto de términos, tal como se ha referido anteriormente.

Finalmente, en lo que se refiere al acceso a los apartaderos, la configuración de la vía en forma de “espina de pez” u “hoja de abeto” se genera porque los apartaderos forman ramificaciones, en el sentido de la marcha, en ángulos moderadamente pequeños con respecto al circuito principal. Estos ángulos son factibles porque se entra al apartadero a velocidad muy baja (5-10 km/h). La selección de ángulos pequeños favorece además la baja ocupación del terreno, visto el conjunto de la infraestructura en sección transversal. La forma en espina de pez de los apartaderos desemboca en un callejón sin salida, o terminus, dado que, en el caso de la propulsión por aire comprimido, una vez que se detiene el vehículo, no se podría continuar viaje salvo en condiciones muy específicas.

En un caso general no es imprescindible realizar los giros a velocidades tan bajas para acceder a un apartadero (o desvío en un caso aún más general) como se proponen aquí, pero sí que es mucho más complejo y costoso realizarlos a alta velocidad, puesto que se requerirían giros de valores angulares muy pequeños antes de entrar en un túnel paralelo habilitado para el desvío, lo que obligaría a ensanchar y llegado el momento duplicar la estructura de circulación de la vía durante muchos kilómetros, algo que puede no ser interesante por muchos motivos: más obra, más espacio ocupado, más distancia hasta las zonas de seguridad. Es el conjunto de estas ideas lo que llevan a seleccionar la forma de acceso a los apartaderos en espina de pez y sus dimensiones (ancho y largo, más ancho al principio, más estrecho al final).

Morfológicamente el apartadero tiene tres partes, separadas por compuertas. Entre ambas compuertas se realizan la adecuación del vehículo a la presión, sea aumentándola o descendiéndola. Cuando la presión en la cámara se iguale a la presión exterior ya es posible abrir las puertas del vehículo, aunque se recomienda espera hasta alcanzar el final del apartadero. El vehículo circulara en el sentido que lleva a la topera o dispositivo similar en el extremo del apartadero más alejado del circuito principal, los ocupantes del vehículo podrán descender del mismo con seguridad.

En los casos de funcionamiento correcto, el tiempo que el vehículo utiliza desde que sale completamente del circuito de circulación principal hasta que se habilita la apertura de puertas del vehículo es de pocos minutos. El valor concreto necesario se fijará por normativa o regulación, lo que puede añadir criterios adicionales a la distancia efectiva entre apartaderos.

A continuación, para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompaña una serie de figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.

Breve descripción de las figuras

Figura 1.- Muestra una vista en planta simplificada del sistema para reducir el riesgo de obstrucción de un circuito principal de una vía de circulación en la que operan los vehículos inspirados en el concepto hyperloop y que están impulsados con propulsión por aire comprimido; donde la vía de circulación comprende el circuito principal y unos apartaderos que confluyen en el circuito principal.

Figura 2.- Muestra una vista similar a lo mostrado en la figura anterior, en la cual el vehículo ha penetrado en una zona de frenado de emergencia (ZfE) sin haber comenzado la frenada. Dado que el vehículo necesita una distancia de frenado de emergencia (DfE) para detenerse, si ya dentro de ZfE ejecuta una frenada de emergencia con el patrón de frenada normal para estos casos, irremediablemente sobrepasará el apartadero 1b más próximo, en este caso el representado en posición central en la figura Figura 3a.- Muestra una vista del sistema de la invención, donde se destaca una doble vía de circulación con dos sentidos de avance de los vehículos a lo largo de dos circuitos principales y la presencia de apartaderos exclusivos para cada sentido de la circulación.

Figura 3b.- Muestra la misma representación que la figura 3a, pero en este caso los apartaderos tienen tramos comunes a ambos sentidos de circulación, estando comunicados ambos sentidos en diferentes puntos del recorrido mediante un tramo, conexión que aquí se muestra como ejemplo ilustrativo, pero no limitante de lo que ocurre “bajo” el circuito principal.

Figura 4.- Muestra una vista ampliada de un tramo del circuito principal de la vía de circulación, donde se muestra la convergencia de un apartadero con dicho circuito principal.

Figuras 5a y 5b.- Muestran unas vistas en planta del sistema de la invención, donde se incluyen unas balizas ubicadas en zonas estratégicas del circuito principal de la vía de circulación que facilitan información al vehículo respecto de los apartaderos, y que típicamente se ubican a la distancia DfE de la entrada al mismo. Además, cada apartadero incluye dos compuertas que delimitan una cámara de presurización para permitir la presurización del entorno del vehículo.

Figuras 6a a 6f.- Muestran unas vistas similares a las figuras 5a y 5b; donde un vehículo 2 se ha detenido, pero no puede acceder directamente a un apartadero.

Figuras 7 y 8.- Muestran unas vistas en planta del sistema de la invención, donde están identificadas unas distancias relacionadas con la ubicación de las balizas que relacionan las distancias con referencia a dichas balizas.

Figura 9.- Muestra una vista en detalle de una parte del circuito principal y un apartadero.

Ejemplo de realización de la invención

Considerando la numeración adoptada en las figuras, el sistema para reducir el riesgo de obstrucción del circuito principal 1a de una vía de circulación 1 en la que operan los vehículos 2 inspirados en el concepto hyperloop y que están impulsados con propulsión de aire comprimido.

La vía de circulación 1 comprende el circuito principal 1a y varios apartaderos 1b que desembocan en dicho circuito principal 1a; donde los apartaderos1b están destinados para que pueda aparcar de forma rápida y sencilla un vehículo 2 cuando sea necesario durante su desplazamiento a lo largo del circuito principal 1a, evitando de esta forma que el resto de los vehículos que circulan por detrás de dicho vehículo tengan que detenerse.

La vía de circulación 1 comprende una estructura tubular en la que se ha forzado un vacío parcial, inferior a 250mbars, mediante medios como bombas de vacío u otros. Morfológicamente está formada por un tubo longitudinal que integra el circuito principal 1a, y unos tubos colaterales que integran los apartaderos 1b, los cuales están ubicados en unas direcciones que forman ángulos agudos con respecto a la dirección del circuito principal 1a, de forma que esta configuración descrita facilita sustancialmente el aparcamiento del vehículo o vehículos cuando sea necesario, bien por avería o por otros motivos.

Por otro lado, unos tramos extremos de los apartaderos 1b comprenden unas porciones arqueadas que confluyen en el circuito principal 1a, de forma que esta curvatura inicial facilita aún más el aparcamiento de los vehículos en los apartaderos 1b; teniendo dicha curvatura un radio R en torno a los 213 metros (para un vehículo de una longitud (LdV) concreta).

En el aspecto funcional, el sistema de apartadero tiene dos partes diferenciadas:

- La primera parte: tiene que ver con la extracción del vehículo 2 afectado por una necesidad de parada desde el circuito principal 1a hasta el acceso a 1b, de modo que el camino quede completamente despejado para la circulación de los vehículos siguientes. - La segunda parte: tiene que ver con la extracción del vehículo ya situado en el apartadero 1b hasta que este alcanza la zona de 1b que está a presión atmosférica, y que en definitiva permite el descenso de los pasajeros sin el uso de medios de respiración auxiliar, o el acceso de personal para la extracción de equipajes o caga.

Considerando el caso de lo mostrado en la figura 5a, el vehículo 2 (izquierda) puede realizar su frenada de emergencia con normalidad al pasar sobre una baliza 7 (BLD 1) del lado izquierdo.

En cambio, en el caso de lo mostrado en la figura 5b, el vehículo 2 no ha comenzado su frenada de emergencia al pasar sobre la baliza 7 del lado izquierdo, por lo cual, si ejecuta o ejecutara una frenada de emergencia normal, ya dentro de una zona de frenada de emergencia (ZfE) asociada al apartadero 1b central, sobrepasaría dicho apartadero central, deteniéndose tras de él una distancia función de cuando dentro de ZfE se hubiera comenzado a producir dicha frenada. El vehículo 2 (izquierda) debería esperar a la siguiente baliza 7 (BLD 2) del lado derecho si quiere acceder al apartadero 1b siguiente (derecho).

En las figuras 6a a 6c se muestran unos desplazamientos de los vehículos 2 realizados en contra del sentido de la marcha y la secuencia que sigue el automatismo es la siguiente:

En la figura 6a el vehículo 2 se detiene pasado el apartadero 1b.

En la figura 6b el vehículo 2 retrocede mediante su tracción auxiliar, por ejemplo, rodada, hasta que la proa del vehículo 2 está en posición adecuada para entrar en el apartadero 1b.

En la figura 6c, el vehículo 2 concluye su maniobra de extracción mediante el empuje de su tracción auxiliar, desplazándose hacia adelante.

En las figuras 6d a 6f muestran desplazamientos en el sentido de la marcha realizados mediante la tracción auxiliar por ejemplo rodada y la secuencia que sigue el automatismo.

En la figura 6d, el vehículo ha quedado detenido antes de la entrada.

En 6e, el vehículo 2 retrocede mediante su tracción auxiliar hasta que la proa del vehículo 2 está en posición adecuada para entrar en el apartadero 1b.

La figura 6f muestra un caso en el que el vehículo 2 ha quedado correctamente detenido frente a un apartadero 1b, pero por motivos varios este resulta inaccesible (fallo de compuertas, apartadero ya lleno, en mantenimiento...). En ese caso el vehículo 2 avanzaría mediante su tracción auxiliar, por ejemplo, rodada, hasta el siguiente apartadero 1b practicable.

Considerando la figura 6f, cabe también la posibilidad que el vehículo 2 tuviera que retroceder por los medios auxiliares, por ejemplo, tracción rodada, hasta el anterior apartadero 1b practicable. Esta última situación puede darse por ejemplo en un punto ubicado entre apartaderos 1b, debida a una obstrucción de algún tipo producida después de que el vehículo entrará en la zona de frenado de emergencia (ZfE) del apartadero 1b más próximo y efectuará una frenada de emergencia debido a una lectura de lo que sucede aguas abajo que se ejecutaría con independencia de la distancia a la siguiente baliza 7. Cabe señalar que este último caso descrito es conceptualmente análogo al mostrado en la figura 6a, y se resuelve de la misma manera.

Un primer caso del ejemplo de realización trata de la extracción del vehículo 2 del circuito principal 1a de la vía de circulación 1, tal como se describe a continuación.

En este primer caso, se valoran primeramente las distancias necesarias para realizar la frenada en condiciones siempre de seguridad. Con esos datos se tiene una primera valoración de las distancias entre vehículos 2, lo cual delimita las frecuencias de paso, e integrando algunos factores, las distancias necesarias entre los puntos de extracción (apartaderos) de forma siempre segura. Más adelante en el texto se introduce el uso de medios de señalización (balizas 7), que indiquen al vehículo su posición relativa al apartadero.

Los valores concretos son función de ciertos parámetros de entrada clave, antes mencionados:

- El intervalo de paso entre vehículos 2.

- La velocidad del vehículo 2 afectado en el momento de iniciar la frenada (nótese que esta velocidad es conocida de antemano y repetida por todos los vehículos en todo punto del recorrido en condiciones normales).

- La deceleración máxima admisible.

Habida cuenta de estos parámetros y de las fórmulas presentadas previamente, se puede construir la siguiente tabla:

La propuesta de distancias, no vinculante, considera siempre valores inferiores al máximo de distancia entre apartaderos (DeA) que arroja el cálculo. Con esta condición como límite y seleccionando valores lógicamente inferiores para cumplir con la condición (x<DeA) se garantiza que en cualquier momento en que se comience la frenada de emergencia, el vehículo 2 encontrará en su trayectoria al menos dos apartaderos 1b (primero y segundo) en los que potencialmente podrá detenerse el vehículo 2.

En el caso de que el primer apartadero 1b esté demasiado cerca, entonces podrá detenerse en un segundo apartadero 1b adyacente al primero, salvo que este no esté disponible por motivos varios ajenos al propio vehículo 2; de forma que si la distancia de frenado que precisa el vehículo 2 para detenerse en el primer apartadero 1b es menor que la distancia 3 mínima necesaria (DfE) prevista para el frenado del vehículo 2, entonces continuará hasta el siguiente apartadero 1b. Es posible también ubicar tres o incluso más apartaderos 1b dentro de los límites fijados por una distancia DeA entre aperaderos 1b adyacentes. Esta condición deberán fijarla organismos reguladores de seguridad en la operación partiendo del máximo de distancia que representa el valor de cálculo de DeA.

Es conveniente para el seguimiento aclarar ciertos términos presentes en las figuras:

- En las figuras 1, 2, 5, 6, 7 y 8 se muestran tres apartaderos que se distinguirán como izquierdo, central y derecho; y los dos vehículos 2 presentes se distinguen como izquierdo y derecho.

DfE: es la distancia que necesitará un vehículo 2 para detenerse cuando actúa el freno de emergencia. Una actuación del freno de emergencia en el contexto de esta patente va vinculada al acceso a apartaderos, pero la frenada de emergencia no tiene por qué producirse exclusivamente con el ánimo primero de acceder a un apartadero 1b.

ZfE: es la longitud desde el acceso al apartadero hasta la DfE para ese tramo concreto. Si el vehículo 2 inicia la frenada ya dentro de ZfE, entonces dado que DfE>ZfE, sobrepasará la entrada al apartadero más próximo. DxAy es el valor instantáneo que se corresponde con la distancia en el momento de la observación del vehículo al apartadero 1b más inmediato. Así, por ejemplo:

- D2A1 (figura 5a y 5b), es la distancia de separación instantánea previa a la entrada de un apartadero 1b; donde dicha distancia de separación está medida entre el vehículo 2 (izquierda) y la entrada a un apartadero 1b (central) en el sentido de avance del vehículo 2; donde por delante de este se encuentra una baliza 7.

- D2A2 (figuras 5a y 5b), es la distancia de separación instantánea entre un vehículo 2 (izquierda) y apartadero 1b (derecho); donde el vehículo 2 está situado entre dos apartaderos 1b y un tercer apartadero 1b.

Así, D2A2 o D2A1, o en su forma general, DxAy, no es por lo tanto un valor calculado sino una condición dada por la operación que se actualiza según el vehículo 2 avanza. En condiciones ideales, todo vehículo 2 de la flota, en todo día de operación, debería repetir un mapa de velocidades idéntico, siendo por ello esta distancia instantánea predecible en todo punto del recorrido, de modo que:

• Cuando DxAy=DfE(= extremo de ZfE, lado no apartadero), entonces se está en el instante límite en el que el vehículo 2 puede actuar el freno para alcanzar el apartadero 1b.

• Cuando DxAy<DfE, esto es, vehículo 2 dentro de ZfE, entonces si el vehículo 2 actúa el freno de emergencia, se detendrá tras DfE metros, pero habrá sobrepasado el apartadero 1b más próximo.

• Cuando DxAy>DfE, esto es, vehículo fuera de ZfE, entonces si el vehículo 2 actúa el freno de emergencia, se detendrá tras DfE metros, pero no habrá alcanzado el apartadero 1b más próximo.

Como se ha expuesto anteriormente, el vehículo 2 puede enfrentar diferente casuística en función de la frenada practicada, pudiendo quedar detenido en diferentes posiciones respecto del apartadero 1b. Esto condiciona el tipo de maniobra siguiente a realizar:

- Se ha sobrepasado el apartadero: retroceder (figura 6b)

- No se ha alcanzado el apartadero: avanzar (figura 6e)

- Apartadero no practicable (figura 6f)

En el caso general D2A1 >= DfE, el vehículo 2 izquierdo, utilizará el apartadero 1b más próximo (central), ejecutando la frenada de emergencia cuando D2A1=DfE.

La figura 1 muestra un tramo de vía de circulación 1 que incluye tres apartaderos 1b y un circuito principal 1a por el que están circulando dos vehículos 2 (izquierdo y derecho); donde el vehículo izquierdo está situado en proximidad a la zona de frenado de emergencia (ZfE) adyacente a uno de los apartaderos 1b sin haber alcanzado todavía el punto de desvío a dicho apartadero 1b; y donde considerando el único sentido de circulación del vehículo 2 izquierdo, este todavía no ha alcanzado dicha zona de frenado de emergencia (ZfE) para poder desviarse al apartadero 1b adyacente a dicho vehículo 2 izquierdo si fuera necesario.

En cambio, la figura 2 muestra una vista similar a lo mostrado en la figura 1, con la diferencia importante de que el vehículo 2 izquierdo que está próximo al apartadero 1b central antes de haber alcanzado el punto de desvío al apartadero 1b, dicho vehículo 2 izquierdo está dentro de la zona de frenado de emergencia, con lo cual si este vehículo 2 izquierdo tuviera que aparcar en el apartadero 1b más próximo no podría hacerlo en condiciones de seguridad, sino que tendría que hacerlo en el siguiente apartadero 1b.

Así pues, en dichas figuras 1 y 2 se muestran dos casos distintos; donde la diferencia es la variación de las distancias del vehículo 2 izquierdo al apartadero 1b más próximo. En el caso de la figura 1, el vehículo que podría detenerse aún no ha alcanzado la zona de frenado de emergencia en la que debería frenar con deceleración máxima para alcanzar velocidad 0 en la entrada al apartadero 1b.

Por ello, puede empezar a frenar ya sin intensidad de frenada de emergencia o esperar hasta alcanzar dicha zona de frenado de emergencia para aplicar la frenada con características de emergencia máxima deceleración admisible. En ambos casos (figuras 1 y 2), el vehículo 2 podría detenerse en el mismo apartadero 1b más próximo. No obstante, como en el caso de la figura 2 el vehículo 2 ya ha superado la distancia límite que marca la zona de frenado de emergencia (distancia de frenado efectiva), en este caso el vehículo deberá acondicionar su frenada, según los mapas previstos en diseño, y detenerse en el apartadero siguiente considerando el sentido de marcha del vehículo 2 izquierdo.

Como se observa en ambas figuras 1, 2, se cumple el criterio principal: DsC - DfE >DeA (se obvia LdV, que es varios ordenes de magnitud inferior al resto de variables, por simplicidad en la ilustración). En este caso se ha optado por colocar únicamente 2 apartaderos dentro de DsC (distancia de separación entre dos vehículos consecutivos), pero podrían habilitarse tres o más según las necesidades específicas.

En la figura 3a se han representado dos vías de circulación 1: una primera, arriba, por la que circulan los vehículos 2 en sentido de izquierda a derecha y una segunda vía de circulación 1, abajo, en la que los vehículos 2 circulan en el sentido de derecha a izquierda. En la vía de circulación 1 con sentido de circulación de izquierda a derecha, el vehículo 2 se ha detenido en el tercer apartadero 1b de los cuatro que se representan en dicha figura 3a. En la figura 3b se muestra una variante en la cual el apartadero 1b tiene un tramo común 1c de conexión a ambos sentidos de la marcha.

En la figura 4, la anchura a1 del circuito principal 1a está en torno a los 4’2 metros, mientras que la anchura a2 de los apartaderos 1b está en torno a los 5’8 metros en el tramo inicial de dichos apartaderos 1b (figura 4). Por otro lado, la zona de confluencia entre cada apartadero 1b y el circuito principal 1a tiene una variación de anchura que va aumentando progresivamente hacia el inicio del apartadero 1b; donde dicha zona de confluencia d1 tiene una longitud en torno a los 41,7 metros (figura 4).

El vehículo 2 queda en este punto detenido y ya apartado en un primer tramo 8 del apartadero 1b, dejando libre el circuito 1a para que continúe la operación sin trabas del resto de vehículos 2; donde dicho primer tramo 8 es el que confluye en el circuito principal 1a.

La colocación de elementos de señalización o balizamiento permite comunicar al vehículo 2 su posición relativa al apartadero 1b. Como aparece en las figuras 5a a 8, se prevé la colocación de medios de aviso como pueden ser las balizas 7 a cierta distancia de cada apartadero 2, como puntos de decisión; donde dichas balizas 7 están situadas a lo largo del circuito principal 1a en zonas donde hay apartaderos 1b.

De este modo, el vehículo 2 dispone de al menos estos medios de aviso como indicación de cierta distancia al apartadero 2, como puede ser la distancia mínima a la que aplicando freno máximo (definido este por un mapa de control del freno parametrizado para ciertas condiciones del vehículo y la pista), podrá, tras ejecutar la frenada, quedar detenido en el punto previsto de freno, o al menos en un punto suficientemente próximo al previsto, dentro los límites de tolerancia decididos para el sistema de la invención.

Un segundo caso del ejemplo de realización de la invención complementario con el primer caso, trata de cuando el vehículo 2 está fuera del circuito principal 1a de la vía de circulación 1, tal como se describe a continuación.

Cada apartadero 1b comprende tres partes:

- Una que se corresponde con el primer tramo, 8, que salvo por mantenimiento, avería, o emergencia muy severa, estará siempre a una presión igual a la presión del circuito principal 1a, y que es ocupado por el vehículo 2 al culminar su retirada del circuito principal 1a.

- Una segunda parte que engloba el conjunto de la esclusa o cámara de presurización 4. - Una tercera parte que se corresponde con un segundo tramo 9 que está siempre a presión atmosférica; donde la cámara de presurización 4 está ubicada entre el primer tramo 8 y el segundo tramo 9.

En las realizaciones de la invención, la cámara de presurización 4 está delimitada entre una primera compuerta 5 y una segunda compuerta 6. La primera compuerta 5, también llamada compuerta de baja o compuerta “B”, separa la cámara de presurización 4 del primer tramo 8; mientras que la segunda compuerta 6, también llamada compuerta de alta o compuerta “A”, separa la cámara de presurización 4 del segundo tramo 9.

En una realización de la invención, las compuertas 5 y 6 están normalmente cerradas. La presión en la cámara de presurización 4 es normalmente la del primer tramo 8. Otras realizaciones de la invención contemplan que la primera compuerta 5 esté normalmente abierta.

Además, la longitud del tramo 8 puede oscilar entre 0 metros y poco más que la longitud del vehículo 2. Esta decisión atenderá a criterios de seguridad y riesgos en la operación a estudiar en detalle.

En las realizaciones de la invención, la cámara de presurización 4 permite albergar al menos un vehículo 2, mientras que el segundo tramo 9 permite albergar un mínimo de tres vehículos 2.

En una de las realizaciones de la invención, el vehículo 2 se aproximará desde el primer tramo 8 hasta quedar enfrentado a la primera compuerta 5. Esta primera compuerta 5 se abrirá, y vehículo 2 avanzará hasta quedar enfrentado a la segunda compuerta 6, quedando próximo a esta para permitir el cierre de la primera compuerta 5. También es posible que, de forma operativa, en cuanto el sistema de supervisión general de la operación conjunta de vehículos detecte una incidencia que obligue a un vehículo 2 a entrar a apartadero 1b vaya preparando la evacuación, en el sentido de abrir la primera compuerta 5 previo a la llegada del vehículo 2 afectado, de modo que se gane algo de tiempo. Un análisis exhaustivo de tiempos máximos de evacuación y de riesgos generales en la operación decidirá cuál de las posibilidades es la preferible. Con ambas compuertas 5 y 6 cerradas, el vehículo 2 queda contenido en la cámara de presurización 4.

En la cámara de presurización 4 se introduce aire hasta que la presión en la cámara de presurización 4 es igual o suficientemente próxima a la presión en el segundo tramo 9 como para permitir la apertura de la segunda compuerta 6 de forma segura para el vehículo 2, sus ocupantes y el resto de los elementos de la vía de circulación 1, como por ejemplo la primera compuerta 5. El vehículo 2 avanzará entonces hasta el segundo tramo 9, permitiendo el cierre de la segunda compuerta 6, quedando así estacionado al fondo del segundo tramo del apartaderolb.

En esta situación las compuertas 5 y 6 están cerradas, el vehículo 2 está en el segundo tramo 9, permitiendo ya el desembarco del pasaje, y la cámara de presurización 4 contiene aire a presión atmosférica, que es la misma presión que la del segundo tramo 9.

Para reducir de nuevo la cámara de presurización 4 a la presión del primer tramo 8, en dicha cámara de presurización 4 se ubicará al menos una bomba de vacío de potencia y caudal de extracción suficiente. En definitiva, la cámara de presurización 4 estará dotada, por una parte, de medios para reducir su presión (salto de presiones entre los tramos 9 y 8, descendiendo desde el segundo tramo 9 hasta el primer tramo 8) o aumentar la presión (salto de presiones entre los tramos 9 y 8, aumentando desde el primer tramo 8 hasta el segundo tramo 9).

En una de las realizaciones de la invención se contempla el uso de bombas de vacío para la reducción y bombas de inyección para el aumento. Otra realización contempla el uso de bombas de vacío para la reducción y válvulas de expansión para el aumento. Otra realización diferente contempla el uso de bombas de vacío para la reducción y una combinación de bombas de inyección y válvulas de expansión para el aumento. Un requisito preliminar es poder aumentar la presión de la cámara de presurización de forma segura en dos minutos o menos, y de reducirla en no más de 5 minutos.

Las realizaciones de la invención contemplan que los vehículos 2 puedan volver al circuito principal 1a marcha atrás desde el segundo tramo 9, y que, por ejemplo, también vehículos de mantenimiento o rescate emplazados también en otras áreas anejas al segundo tramo 9 de los apartaderos, puedan acceder al circuito principal 1a desde el segundo tramo 9.

En este caso, el proceso sería primero asegurar que la presión en la cámara de presurización 4 sea suficientemente próxima a la presión del segundo tramo 9 como para permitir la apertura segura. Entonces se podrá abrir la segunda compuerta 6. Posicionar el vehículo 2 frente a la primera compuerta 5. Cerrar la segunda compuerta 6 de alta presión. Reducir la presión en la cámara de presurización 4 hasta un valor suficientemente próximo a la del primer tramo 8 para permitir la apertura segura. Desplazarse hasta el primer tramo 8. Cerrar la primera compuerta 5 de baja presión. Continuar hasta algún punto concreto del circuito principal 1a, en función de las necesidades.

Como ejemplo práctico se puede anticipar que la presión en el interior de la cabina del vehículo 2 vendrá determinada por regulación específica, pero a modo de ejemplo se puede considerar basado en el funcionamiento de la aeronaves comerciales comunes que la presión dentro de la cabina de cada vehículo 2 estará siempre delimitada entre un mínimo de 750 mbar y un máximo que se corresponde con la presión exterior (unos 1000 mbar); salvo que se produzca una rotura de la estanqueidad, tanto si se encuentra en la zona del circuito principal 1a y primer tramo 8 (porción inicial) del apartadero 1b, como en el resto (cámara de presurización 4 y segundo tramo 9) de dicho apartadero 1b. Ahora bien, en general, si el vehículo 2 se encuentra en el segundo tramo 9 del apartadero 1b, lo habitual es que la presión dentro de la cabina del vehículo 2 sea igual a la presión exterior: unos 1000 mbar. El valor de 750 mbar es una referencia aproximada, y podría cambiar en función de las exigencias de certificación del sistema.

En conjunto, un ejemplo de realización contemplaría los siguientes valores de presión:

Para la secuencia de extracción, ejemplo de vehículo que sale del circuito principal 1a:

Como contexto a estos valores de referencia, con la presión planteada para el espacio interior del circuito principal 1a no habría, como sucede para aviones comerciales convencionales, oxígeno suficiente para mantener la función respiratoria de los humanos, por lo que, en el caso de exposición prolongada, sería necesario un equipo de respiración asistida que inyecte oxígeno suficiente para poder sobrevivir.

En el caso de que la presión en el primer tramo 8 y circuito principal 1a se redujera por debajo del límite de Armstrong, aproximadamente 65 mbar, además de los efectos de hipoxia, aparecería rápidamente la entrada en ebullición de fluidos como el agua, lo cual podría afectar de forma directa y nociva a mucosas, lacrimales, saliva y particularmente alveolos pulmonares. En las soluciones que utilizan aire comprimido como medio propulsivo no se prevé operar por debajo de 65 mbars.

En cuanto a la actuación de las dos compuertas 5 y 6, deben accionarse automáticamente ante la presencia de un vehículo 2, desde el puesto de control, o desde algún tipo de mando sobre dichas compuertas 5, 6 por un operador cualificado. Además, cabe señalar que en el estado de la técnica hay una patente rusa con n° de publicación RU 2643904 C1.

En cada cámara de presurización 4 se plantea la ubicación de un equipo de extinción de incendios, tipo espuma antiincendios del combustible de avión, que duche el vehículo 2 preferentemente mientras está en baja presión, dado que en cuanto entra aire, es más fácil que se avive el fuego. Dado que la naturaleza propulsiva prevista para el sistema es eléctrica, las características específicas de estos medios de extinción deberán definirse por un conjunto de expertos en la materia.

Finalmente, si la circulación en el circuito principal 1a llegara a quedar bloqueada o impedida, entonces se produce una parada de todos los vehículos 2 que estuvieran circulando por la línea antes de la obstrucción, y todos esos vehículos 2 se quedarían en principio detenidos en diferentes puntos de dicho circuito principal 1a, teniendo que alcanzar un apartadero 1b activando una tracción auxiliar (rodada) de dichos vehículos 2.

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1. - Sistema para reducir el riesgo de obstrucción del circuito de circulación para sistemas de transporte terrestre de muy alta velocidad a través de canalizaciones en las que se ha forzado la baja presión donde la velocidad de crucero se regula mediante aire comprimido, caracterizado porque:

- comprende una vía de circulación (1) con una estructura tubular con vacío parcial que integra un circuito principal (1a) y unos apartaderos (1b) que desembocan por unos de sus extremos en el circuito principal (1a);

- cada apartadero (1b) comprende un primer tramo (8) extremo, un segundo tramo (9) extremo y una esclusa formada por una cámara de presurización (4) que está ubicada entre el primer tramo (8) y el segundo tramo (9);

- el primer tramo (8) comunica directamente con el circuito principal (1a) mientras que el segundo tramo (9) constituye una zona terminal de fondo para el aparcamiento de al menos un vehículo (2);

donde la cámara de presurización (4) está configurada para poder variar en su espacio interior la presión de aire.

2. - Sistema para reducir el riesgo de obstrucción del circuito de circulación para sistemas de transporte terrestre de muy alta velocidad a través de canalizaciones en las que se ha forzado la baja presión donde la velocidad de crucero se regula mediante aire comprimido, según la reivindicación 1, caracterizado por que la distancia (DeA) máxima entre dos apartaderos (1b) consecutivos cumple la siguiente ecuación:

DeA <= valor mínimo (DsC-DfE+LdV, DsE); donde:

-(DsC) es la distancia de separación entre dos vehículos (2) consecutivos cuando circulan a velocidad de crucero a lo largo del circuito principal (1a);

-(DfE) es la distancia de frenado de emergencia (3) del vehículo (2) cuando está ubicado dentro de una zona de frenado de emergencia del circuito principal (1a) que se corresponde con un tramo previo al apartadero (1b) antes de que el vehículo alcance el punto en el que se encuentra cada apartadero (1b);

-(LdV) es la longitud del vehículo (2);

-(DsE) Distancia de separación en Emergencias en cabina, máxima admisible entre apartaderos (1b) para el caso en que las condiciones en la cabina de pasajeros del vehículo (2) se hayan deteriorado o haya un riesgo de deterioro más allá de lo admisible, de modo que exista un riesgo no tolerable para la vida del pasaje.

3. - Sistema para reducir el riesgo de obstrucción del circuito de circulación para sistemas de transporte terrestre de muy alta velocidad a través de canalizaciones en las que se ha forzado la baja presión donde la velocidad de crucero se regula mediante aire comprimido, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los apartaderos (1b) están ubicados en unas direcciones que forman ángulos agudos respecto a la dirección del circuito principal (1a).

4. - Sistema para reducir el riesgo de obstrucción del circuito de circulación para sistemas de transporte terrestre de muy alta velocidad a través de canalizaciones en las que se ha forzado la baja presión donde la velocidad de crucero se regula mediante aire comprimido, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que unos tramos extremos de los apartaderos (1b) comprenden unas porciones arqueadas que desembocan en el circuito principal (1a).

5. - Sistema para reducir el riesgo de obstrucción del circuito de circulación para sistemas de transporte terrestre de muy alta velocidad a través de canalizaciones en las que se ha forzado la baja presión donde la velocidad de crucero se regula mediante aire comprimido, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por qué:

- la cámara de presurización (4) de cada apartadero (1b) está delimitada entre una primera compuerta (5) y una segunda compuerta (6); donde la cámara (4) de presurización (4) está separada del circuito principal (1a) mediante la primera compuerta (5);

- la primera compuerta (5) está situada al lado del primer tramo (8) del apartadero (1b) que comunica con el circuito principal (1a); donde dicha primera compuerta (5) está enfrentada con la parte trasera del vehículo (2) cuando está ubicado dentro de la cámara de presurización (4);

- la segunda compuerta (6) está situada al lado del segundo tramo (9) del apartadero (1b) que se corresponde con la zona terminal de fondo del apartadero (1b);

donde dicha segunda compuerta (6) está enfrentada con la parte delantera del vehículo (2) cuando está ubicado dentro de la cámara (4) de presurización; donde la esclusa está ubicada entre el primer tramo (8) y el segundo tramo (9);

donde el primer tramo (8) del apartadero (1b) y el circuito principal (1a) están sometidos a una presión de vacío en torno a los 100 mbar;

y donde el segundo tramo (9) está sometido a una presión en torno a los 1000 mbar.

6.- Sistema para reducir el riesgo de obstrucción del circuito de circulación para sistemas de transporte terrestre de muy alta velocidad a través de canalizaciones en las que se ha forzado la baja presión donde la velocidad de crucero se regula mediante aire comprimido, según la reivindicación 5, caracterizado por que la cámara (4) de presurización delimitada entre la primera (5) y la segunda (6) compuertas comprende un espacio interior configurado albergar entre dichas compuertas (5, 6) al menos un vehículo (2).

7-Sistema para reducir el riesgo de obstrucción del circuito de circulación para sistemas de transporte terrestre de muy alta velocidad a través de canalizaciones en las que se ha forzado la baja presión donde la velocidad de crucero se regula mediante aire comprimido, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende unas balizas (7) como medios de aviso de los vehículos (2) como indicación de ciertas distancias a los apartaderos (2); donde dichas balizas (7) están situadas a lo largo del circuito principal (1a) en zonas donde hay apartaderos (1b).