Il volume propone un excursus sui sistemi di trasporto a levitazione magnetica, partendo dalle origini della tecnologia Maglev (i primi brevetti risalenti all’inizio del secolo scorso), fino ad arrivare agli attuali modelli ultra-evoluti di tale tecnologia, senza tralasciare, in ultima analisi, i progetti più avveniristici ancora allo stadio concettuale, ma già pregni della giusta carica di fattibilità. Molti paesi al mondo stanno iniziando a comprendere i vantaggi della monorotaia, mentre le nazioni ancora legate ai vecchi sistemi di trasporto rischiano di perdere una grande occasione. La tecnologia del XIX secolo non soddisfa più le esigenze delle città del nuovo millennio; inoltre, in un periodo di continuo aumento del costo dei carburanti, la monorotaia rappresenta una tecnologia innovativa la cui epoca d’oro, forse, è finalmente arrivata. Ciò che molti futurologi e scienziati visionari del secolo scorso avevano immaginato sui mezzi di trasporto del futuro, oggi, in parte, è stato già realizzato, ma occorrono ancora molte idee e molti sforzi per raggiungere ciò che viene ritenuto ancora impossibile.

1. Fausto Intilla
Sistemi di trasporto
a levitazione magnetica
Dal treno Maglev al futuristico
progetto Hyperloop
Immagine di copertina ideata dall’autore.
L’autore si dichiara disponibile a regolare eventuali spettanze,
per gli stralci di alcuni articoli (ed immagini) riportati in questo
volume, qualora questi ultimi fossero coperti da copyright.

2. Indice
Introduzione….………………………………………………
Le origini del treno Maglev………………...............
- Primi brevetti e sviluppi tecnologici…………………
- Il Transrapid………………………………………
- Lo shuttle del Birmingham Airport………………….
- L’ HSST e i primi SCMaglev giapponesi………
- La Magnet-Bahn di Berlino…………………………..
- Record di velocità dei treni Maglev…………………..
La tecnologia Maglev………………..……...…………….
- Generalità del sistema Maglev…………..………..……...
- La Sospensione Elettromagnetica (EMS)……………….
- Cuscinetti magnetici attivi (AMB)………………………
- La Sospensione Elettrodinamica (EDS)…………………
- Il sistema Inductrack……………………………………….
- Cuscinetti magnetici a superconduttori …………..…….
- Cuscinetti magnetici elettrodinamici…………………….
Progetti con tecnologia Maglev, nel mondo………………….
- Stati Uniti………………………………………………
- Giappone……………………………………………….
- Cina…………………………………………………….
- Corea del Sud…………………………………………..
- Svizzera…………………………………………………
Sistemi di trasporto avveniristici………………………………..
- Il sistema Vactrain………………………………………
- Il progetto Swissmetro………………………………….
- Il progetto ET3 Global Alliance.......................................
- Il progetto Hyperloop……………………………………

3. - Il progetto SkyTran………………………………………
- Il “Tunnel Transatlantico”……………………………….
Appendice……………………………………………………….
Bibliografia………………………………………………………
Sitografia…………………………………………………………
Videografia………………………………………………………

4. “Le nuove idee passano attraverso tre fasi:
Non può essere fatto.
Probabilmente si può fare, ma non ne vale la pena.
Ho sempre detto che si trattava di una buona idea!”
Arthur C. Clarke
“L’uomo ragionevole si adatta al mondo: quello
irragionevole insiste nel cercare di adattare il mondo a se
stesso. Pertanto, tutto il progresso dipende dall’uomo
irragionevole”.
George Bernard Shaw

5. Introduzione
L’idea di un treno ad una sola rotaia, è nata per soddisfare
l’esigenza di far viaggiare molte persone velocemente, in modo
efficiente e silenzioso, superando il traffico e i terreni più
impervi. Questi “treni sospesi”, sono nati per decongestionare il
traffico delle grandi città, in modo diverso da qualsiasi altro
mezzo di trasporto di massa. Sono stati concepiti per integrarsi
perfettamente nel passaggio urbano, come in quello rurale;
inoltre permettono di fare un’esperienza di viaggio unica nel suo
genere. Le monorotaie generalmente utilizzano due binari (uno
per ogni senso di marcia); attualmente comunque, esistono già
alcuni sistemi che consentono ai veicoli, di viaggiare in
entrambi i sensi di marcia, su una rotaia a sezione triangolare. I
piloni di sostegno di queste linee ferroviarie, sono generalmente
prefabbricati e possono essere inviati sui cantieri per delle rapide
installazioni. Molti paesi al mondo stanno iniziando a
comprendere i vantaggi della monorotaia; mentre le nazioni
ancora legate ai vecchi sistemi di trasporto, rischiano di perdere
una grande occasione. La tecnologia del diciannovesimo secolo
non soddisfa più le esigenze delle città del nuovo millennio;
inoltre in un periodo di continuo aumento del costo dei
carburanti, la monorotaia rappresenta una tecnologia innovativa,
la cui epoca d’oro, forse, è finalmente arrivata.
Il treno a levitazione magnetica funziona grazie a un cuscinetto
che si forma tra le espansioni polari di due magneti. Il modello a
bassa velocità che utilizza la Sospensione Elettromagnetica
(EMS - Electromagnetic Suspension), è composto da un motore
elettrico lineare di semplice tecnologia diviso in due parti.
Quello che in un normale motore elettrico viene definito lo
statore è disteso orizzontalmente lungo tutto il binario. Il rotore
che si trova a bordo del treno è al posto delle ruote. La corrente
indotta dallo statore nel rotore generano sia l'effetto magnetico
di sollevamento che tiene il treno a circa 15 mm (1,5 cm) dal

6. binario, sia la spinta in avanti. Nei modelli ad alta velocità la
sospensione avviene per l'effetto elettrodinamico (EDS -
Electrodynamic Suspension) indotto in un superconduttore dalla
presenza di un campo elettrico. Il binario è composto da un
conduttore e sotto al treno si trovano dei magneti
superconduttori mantenuti a una temperatura inferiore ai -179
°C. Il convoglio si regge a circa 15 cm di altezza mentre le onde
convogliate generano la forza propulsiva. I principali problemi
per questo tipo di treno sono la necessità di mantenere i
superconduttori a temperature bassissime e la regolazione della
forza repulsiva per bilanciare le diverse forze (vento, centrifuga
in curva, ecc.) a cui è sottoposto quando è in movimento.
Siccome i treni Maglev (ovvero i treni a levitazione magnetica)
viaggiano su rotaie con cui non entrano in diretto contatto grazie
a un campo magnetico che li tiene sospesi, l’unica forza di
attrito alla quale i treni sono sottoposti, è quella causata dall’aria
esterna (dunque usura, rumore e vibrazioni sono ridotti al
minimo).
Un treno Maglev a Sospensione Elettromagnetica (EMS), è ad
esempio il Transrapid di Shanghai (che collega la città di
Shanghai con il suo aeroporto internazionale). Si tratta della
prima linea commerciale ad alta velocità, a levitazione
magnetica. Il servizio è stato inaugurato il primo gennaio 2004.
Il treno può raggiungere la velocità di 350 km/h in 2 minuti e
può arrivare ad una velocità massima di 431 km/h. Durante un
test effettuato il 12 novembre del 2006, il veicolo è arrivato a
toccare la velocità di 501 km/h. Complessivamente il progetto
per il Transrapid di Shanghai (con un percorso di soli 30 km,
che il treno compie in circa otto minuti), è costato 1,33 miliardi
di dollari (USD) e per realizzarlo ci sono voluti due anni e
mezzo di lavoro.
La tecnologia Maglev è stata applicata a partire dal 1970 da un
consorzio tedesco-giapponese. La progettazione del primo
Maglev per il trasporto pubblico tra Amburgo e Berlino avvenne
nel 1991 per conto della tedesca Transrapid, che a sua volta
abbandonò l'obiettivo nel 2000. Nel 1997, dopo aver

7. sperimentato un treno a levitazione magnetica che raggiunse la
velocità di 550 km/h, i giapponesi iniziarono la costruzione di
una linea Tōkyō-Ōsaka, con l'obiettivo di collegare le due città
in un'ora di treno. La tecnologia del Maglev esiste in due
versioni: la prima, a bassa velocità (fino a 100 km/h), per aree
urbane e suburbane, che ha operato per oltre un decennio tra
l'aeroporto e la stazione ferroviaria di Birmingham (Gran
Bretagna); e la seconda, ad alta velocità, che adotta magneti
superconduttori che permettono velocità di oltre 500 km/h.
In Giappone, dal 2005 è in funzione una linea Maglev urbana
(Linimo, nei pressi di Nagoya, prefettura di Aichi) e continuano
i test su installazioni sperimentali, come nella prefettura di
Yamanashi, dove i treni JR-MagLev MLX01 hanno raggiunto la
velocità record di 581 km/h. Anche la Germania e la Gran
Bretagna hanno realizzato infrastrutture sperimentali di alcuni
chilometri per effettuare nuove prove. Gli Stati Uniti hanno
costituito appositi gruppi di valutazione e avviato programmi di
studi nonché di progettazione. Ma i treni Maglev, anche se fino
ad oggi sono sempre rimasti gli unici mezzi di trasporto
rappresentanti una tecnologia ultramoderna, ben presto
potrebbero anch’essi essere soppiantati da mezzi ancora più
evoluti e d’avanguardia. È del 2013 infatti, il progetto
dell’imprenditore americano Elon Musk per la costruzione di un
rivoluzionario sistema di trasporto ad alta velocità (denominato
Hyperloop), che prevede una coppia di tubi d’acciaio
sopraelevati (a sei metri dal suolo, su piloni di cemento distanti
30 metri l'uno dall'altro), a bassa pressione (circa 1/6 di quella
presente su Marte, al fine di ridurre la resistenza al movimento
di ben mille volte!), contenente capsule d’alluminio
pressurizzate e poste su un cuscinetto d’aria (per ospitare i
passeggeri nelle opposte direzioni), spinte all'interno del tubo da
un certo numero di motori elettrici lineari e compressori d’aria.
La velocità di crociera prevista è di 960 km/h (con accelerazione
progressiva generata dai magneti presenti sul fondo dei tubi e
una velocità massima di 1’220 km/h), mentre la tratta ideale per
la costruzione sarebbe la stessa seguita dalla superstrada I-5 che

8. collega San Francisco a Los Angeles (che verrebbe percorsa,
con il trasporto Hyperloop, in soli 35 minuti). Il sistema sarebbe
autosufficiente poiché verrebbe dotato di pannelli solari
installati sulla parte superiore dei tubi per la loro intera
percorrenza. Il costo per la realizzazione di questo “super-
progetto”, è stato preventivato in sei miliardi di dollari. Nessuno
è in grado di stabilire se un simile progetto sia attualmente
ancora “troppo in anticipo coi tempi” o se sia semplicemente
folle e irrealizzabile; ma a mio modesto parere, esso va proprio
nella direzione in cui, negli anni ’60 e ’70 del secolo scorso,
molti futurologi e scienziati visionari avevano immaginato i
trasporti del futuro. Siamo appena all’inizio di un lungo
cammino, in qualsiasi ambito della sfera umana; ma sarà proprio
in quello delle scienze e della tecnologia, che non smetteremo
mai stupirci, attraverso nuove idee sempre più evolute, in grado
di rendere la vita sulla Terra, forse tra poche migliaia di anni,
idonea ad un ulteriore salto evolutivo, non più sociale ma
biologico.

9. Figura 1.1. Un articolo del 1931, apparso sulla rivista americana
“Modern Mechanics and Inventions”.

10. LE ORIGINI DEL TRENO MAGLEV
Primi brevetti e sviluppi tecnologici
I brevetti relativi a mezzi di trasporto ad alta velocità, sono stati
concessi a vari inventori di tutto il mondo. I primi brevetti
statunitensi concernenti un treno alimentato da un motore
lineare, sono stati assegnati all’inventore tedesco: Alfred
Zehden1
. Nel 1907, un sistema di trasporto elettromagnetico
d’avanguardia venne sviluppato da F.S. Smith. In quello stesso
anno (1907), il fisico americano Robert Goddard2
, pubblicò una
storia in cui descriveva un veicolo in grado di muoversi
sfruttando il principio della levitazione magnetica.
Probabilmente ispirato da tale storia, nel 1910, Emile Bachelet
(un allievo di Robert Goddard), ideò e costruì un carrello a
levitazione magnetica (per il quale ottenne un brevetto nel
1912), che aveva lo scopo di trasferire (su piccoli tragitti) posta
e piccoli pacchetti (il carrello veniva spinto da forze repulsive
che originavano da elettromagneti in rame, sospesi sopra un
binario d’alluminio; sul quale appunto, scorreva il carrello). Il
prototipo di Bachelet però, concepito in tal modo, rivelò ben
presto un aspetto tutt’altro che positivo del trasporto a
levitazione magnetica: la quantità di energia elettrica necessaria
per creare la sospensione magnetica, era troppo elevata; per cui
1
Si tratta dei seguenti brevetti: US782312-A (14 febbraio 1905) e
USRE12700-E (1 ottobre 1907).
2
Robert Goddard (1882 – 1945) è stato uno scienziato statunitense e uno dei
pionieri della missilistica moderna.

11. l’invenzione non mostrava alcuna convenienza, da un punto di
vista economico (dunque non era commercialmente sfruttabile).
Figura 1.2. Emile Bachelet e la sua invenzione (il carrello a
levitazione magnetica, che egli fece brevettare con il nome di
"Levitating Transmitting Apparatus").
Diversi brevetti tedeschi riguardanti treni a levitazione
magnetica azionati da motori lineari, sono stati assegnati ad
Hermann Kemper tra il 1937 e il 1941. Un primo treno di tipo
Maglev (dunque a levitazione magnetica), è stato descritto in un
brevetto statunitense denominato: “Magnetic System of
Transportation” (US3158765-A, registrato nel 1959, ma
pubblicato solo cinque anni dopo, nel 1964), assegnato a G.R.
Polgreen. Nel 1968, James Powell, un ricercatore presso il
Laboratorio Nazionale di Brookhaven (situato ad Upton, Long
Island, N.Y), trovandosi bloccato nel traffico sul ponte Throgs
Neck, a New York, pensò di utilizzare un mezzo di trasporto a
levitazione magnetica. Powell e il suo collega di lavoro del
Laboratorio Nazionale di Brookhaven, lavorarono ad un
concetto di mezzo di trasporto a levitazione magnetica,
utilizzando dei magneti statici montati su un veicolo in
movimento per indurre un sollevamento elettrodinamico,

12. stabilizzando le forze con degli anelli speciali posti su un binario
guida. Il primo utilizzo del termine “Maglev”, fu in un brevetto
statunitense denominato: "Magnetic levitation guidance system”,
rilasciato a David L Atherton nel 1975 (US3858521-A,
registrato il 26 marzo 1973 e pubblicato due anni dopo, il 7
gennaio 1975).
Verso la fine degli anni ’40 (del secolo scorso), l’ingegnere
britannico Eric Laithwaite, professore all’Imperial College di
Londra, sviluppò il primo prototipo funzionante di motore
lineare asincrono3
. Laithwaite divenne professore d’ingegneria
elettrica pesante all’Imperial College nel 1964, dove continuò a
sviluppare (con successo) vari prototipi di motore lineare.
Poiché i motori lineari non richiedono il contatto fisico tra il
veicolo e il binario guida, sono diventati un comune punto di
riferimento per sistemi avanzati di trasporto, negli anni ’60 e
’70. Ovviamente il motore lineare si adatta benissimo alla
realizzazione di sistemi propulsivi, basati sul meccanismo fisico
della levitazione magnetica. Nei primi anni ’70, Laithwaite
scoprì una nuova possibile disposizione per i magneti, che prese
il nome di “fiume magnetico”; tale disposizione permetteva ad
un singolo motore lineare di produrre sia il sollevamento che la
spinta in avanti, consentendo così la costruzione di un sistema
propulsivo a levitazione magnetica, utilizzando solo un unico
gruppo di magneti. Laithwaite, lavorando alla British Rail
Research Division (di Derby, una città del Regno Unito),
insieme a dei collaboratori specializzati in ingegneria civile,
portò così il sistema denominato “flusso trasversale”
(transverse-flux), sino ad un livello operativo (ossia ne rese
possibile una sua potenziale applicazione). Nacque così il primo
motore lineare ad induzione4
.
3
Per un approfondimento, si veda la nota riportata in Appendice.
4
Il motore lineare ad induzione, o semplicemente motore lineare, è l'unico
motore elettrico non rotante. Per comprenderne il funzionamento è opportuno
osservare che, benché normalmente nei motori asincroni l'avvolgimento
induttore si trovi sullo statore e l'indotto sul rotore, il motore funziona anche
se si scambiano le funzioni dei due avvolgimenti. Il motore lineare può essere

13. Il Transrapid
Hermann Kemper, un ingegnere elettrico tedesco, è considerato
il padre della ferrovia Maglev. Nel 1922, Kemper iniziò un
progetto di ricerca che nel 1934, culminò in un brevetto
denominato: “Treno a levitazione senza ruote, spinto su binari di
ferro da un campo magnetico”. La seconda guerra mondiale
però, ne interruppe presto gli ulteriori sviluppi. Ma agli inizi
degli anni ’50, Kemper riprese le sue ricerche sul treno a
levitazione magnetica. Nel 1965, Kemper instaurò una proficua
collaborazione con l’allora fabbrica di locomotive Krauss-
Maffei (oggi specializzata in veicoli militari e conosciuta con il
nome di Krauss-Maffei Wegmann GmbH & Co KG) di Monaco
di Baviera, nonché con l’allora azienda aeronautica tedesca
Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH (oggi parte dell’Airbus
Group, un’azienda che sviluppa e commercializza aeromobili
civili e militari, sistemi di comunicazione, missili, vettori
spaziali, satelliti artificiali e sistemi collegati. La società ha sede
a Leida, nei Paesi Bassi), e nel giro di pochi anni questa
cooperazione portò a notevoli risultati. Infatti nel 1971, ad
Ottobrunn (un piccolo comune tedesco situato nel land della
pensato allora come un motore asincrono di diametro infinito con indotto
fisso o, più precisamente, come un motore aperto lungo una generatrice e
sviluppato in un piano, al quale è solidale l'indotto, che potrebbe essere del
tipo a gabbia ma generalmente è costituito da una semplice piastra in
materiale conduttore. Tra indotto e induttore nasce una forza che provoca la
traslazione di quest'ultimo. Motori lineari sono spesso usati per muovere
grandi porte scorrevoli di capannoni o hangar, mentre la sperimentazione è
orientata in vista di applicazioni del motore lineare in trazione elettrica,
disponendo tra i binari una lamina di alluminio che funziona da indotto e
installando sul veicolo gli avvolgimenti induttori. Si avrebbero così veicoli
con ruote esclusivamente portanti, affidati al motore lineare per la marcia e la
frenatura, capaci di elevate velocità (permane grave il problema di ridurre i
traferri tra lamina e poli, che abbassa ancora il già basso rendimento di tale
tipo di motore).

14. Baviera), la Messerschmitt-Bölkow-Blohm presentò (su un
binario di prova lungo 660 metri) il loro primo veicolo a
levitazione magnetica per il trasporto di persone: il Transrapid
01. Questo rudimentale veicolo di tipo Maglev, disponeva di
quattro posti a sedere per i passeggeri, pesava (vuoto) 5,8
tonnellate ed era spinto da un motore lineare asincrono (a statore
corto). La sua velocità massima era di 70 km/h.
Figura 1.3. Il Transrapid 01
In quello stesso anno (1971), la Krauss-Maffei commissionò un
secondo modello: il Transrapid 02. Questo secondo prototipo,
percorse un tragitto di prova lungo 930 metri (ad Allach-
Untermenzing, un distretto di Monaco di Baviera),
raggiungendo una velocità massima di 164 km/h. Nel 1972,
venne costruita una linea di prova lunga due kilometri, per poter
testate un nuovo veicolo in grado di raggiungere i 350 km/h.

15. Figura 1.4. Il Transrapid 02
Poiché l’azienda costruttrice voleva sapere come la tecnologia a
levitazione magnetica, si differenziasse da quella a cuscinetto
d’aria, venne costruito un veicolo tipo hovercraft (a cuscinetto
d’aria), che chiamarono: Transrapid 03. Gli esperimenti con
quest’ultimo prototipo, dimostrarono che la tecnologia a
levitazione magnetica, in termini di consumo energetico, a
confronto con quella a cuscinetto d’aria, era la migliore (poiché
meno dispendiosa).
Figura 1.5. Il Transrapid 03

16. Sempre nel 1972, mentre la cooperazione tra la Krauss-Maffei e
la MBB (Messerschmitt-Bölkow-Blohm) si focalizzava su
ulteriori sviluppi dei sistemi a sospensione elettromagnetica
(EMS), parallelamente, una cooperazione tra AEG-Telefunken,
BBC e Siemens, iniziava ad esplorare i sistemi a levitazione
elettrodinamica (EDS). L’EDS, in confronto all’EMS, era una
tecnologia molto più complessa, poiché basata sulla
superconduzione, che non era stata ancora completamente
sviluppata. Nel 1973, la Krauss-Maffei commissionò il
Transrapid 04, mentre la cooperazione tra AEG-Telefunken,
BBC e Siemens, sviluppò una speciale struttura ad Erlangen, in
Germania, per testare i loro nuovi concetti concorrenti
(sospensione EDS).
Figura 1.6. Il Transrapid 04
Nel 1974, venne testato l’EET-01, il primo treno con sistema di
sospensione elettrodinamica (costruito dalla società MAN, di
Monaco di Baviera).

17. Figura 1.7. L’EET-01
Sempre nel 1974, la Thyssen Henschel e l’Università Tecnica di
Braunschweig, iniziarono un lavoro di sviluppo sulla
propulsione a statore lungo (per sistemi a levitazione
magnetica), che all’epoca rappresentava un concetto alternativo.
Nacque così un’unità di prova senza equipaggio (denominata
Komet), in grado di viaggiare ad una velocità operativa di 400
km/h.
Figura 1.8. L’MBB Komet

18. Nel 1975, iniziò con la piattaforma sperimentale HMB-1 (alla
Thyssen Henschel di Kassel), lo sviluppo, la messa in servizio e
il collaudo, del primo impianto funzionale con tecnologia
Maglev a statore lungo. Un anno dopo, nel 1976, la Thyssen
Henschel sperimenta il primo veicolo al mondo per il trasporto
di passeggeri (con tecnologia Maglev a statore lungo),
denominato HMB-2. Quest’ultimo veicolo, pesava 2,5 tonnellate
(vuoto) e disponeva di quattro posti a sedere; ma poteva
raggiungere una velocità di soli 36 km/h. Il sistema era di tipo
EMS e la propulsione era data da un motore lineare sincrono a
statore lungo.
Figura 1.9. L’HMB-2
Nel 1977 però, avviene qualcosa di totalmente inaspettato: il
ministro federale della ricerca e della tecnologia, decide che le
ricerche dovevano essere indirizzate tutte verso i sistemi a
levitazione elettromagnetica (EMS) con propulsione a motore
lineare (a statore lungo); per cui, tutte le ricerche nel campo dei
sistemi EDS, subirono un brusco arresto.
Nel 1979, all’Esposizione Internazionale dei Trasporti (ad
Amburgo), le prime corse del Transrapid 05, suscitarono tra i

19. visitatori, un grande scalpore. A tale esposizione, venne
costruito un circuito speciale che trasportò, su tutto l’arco di
tempo in cui si tenne tale manifestazione, circa 50'000
passeggeri. Il Transrapid 05 (con motore lineare sincrono a
statore lungo), era lungo 26 metri, pesava 30,8 tonnellate
(vuoto), disponeva di 68 posti a sedere e poteva viaggiare ad una
velocità massima di 75 km/h (la lunghezza della monorotaia,
all’Esposizione Internazionale dei Trasporti di Amburgo, era di
908 metri).
Figura 1.10. Il Transrapid 05
Nel 1980 venne sviluppato il Transrapid 06. Esso era lungo 54,2
metri, pesava 102 tonnellate, disponeva di 192 posti a sedere e
poteva viaggiare ad una velocità massima (nel 1983) di 200
km/h. Tuttavia, al Transrapid 06 mancava ancora un centro di
prova su larga scala. Inoltre, le difficoltà politiche e finanziarie,
insieme ai problemi di progettazione, posero i treni per molti
anni nel dimenticatoio. Si dovette attendere quindi fino al 1988,

20. per poter stabilire un nuovo record di velocità con il Transrapid
06; che ad Emsland, raggiunse i 412,6 km/h.
Figura 1.11. Il Transrapid 06
Durante quello stesso anno (1988), all’Esposizione
Internazionale dei Trasporti (ad Amburgo), venne presentato il
successore del Transrapid 06; ovvero: il Transrapid 07 (che
poteva raggiungere una velocità massima di 500 km/h).
Figura 1.12. Il Transrapid 07

21. Tra il 1980 e il 1990, l’originale entusiasmo del pubblico per i
treni Maglev, diminuì parecchio; probabilmente anche a causa
del grande successo dei treni convenzionali ad alta velocità
(come ad esempio il TGV francese, il tedesco ICE e il
giapponese Shinkansen). Tuttavia, nel 1991, il Transrapid
raggiunse ciò che gli ingegneri chiamano: “disponibilità
tecnica”; il che significava che l’affidabilità del sistema poteva
essere dimostrata in servizio operativo normale. Cinquanta
potenziali linee per la ferrovia Maglev, furono presto identificate
in tutto il mondo. Sia a lunga percorrenza, per collegamenti
veloci ed economici tra le grandi città; sia a corta percorrenza,
per collegamenti di servizio con esigenza di trasporti pesanti
(come ad esempio quelli aeroportuali). Nel 1999, venne prodotto
il Transrapid 08, , in grado di raggiungere una velocità massima
di 501 km/h.
Figura 1.13. Il Transrapid 08
Il primo gennaio del 2004, in Cina ci fu l’inaugurazione della
tratta Shanghai – Pudong Airport; un percorso di 33 km, sul

22. quale il treno (comunemente noto con il nome di: Transrapid di
Shanghai) raggiunse la velocità massima di 431 km/h.
Figura 1.14. Il Transrapid di Shanghai
Due anni dopo, nel 2006, venne costruito il Transrapid 09, in
grado di raggiungere una velocità massima di 505 km/h.
Figura 1.15. Il Transrapid 09

23. Lo shuttle del Birmingham Airport
Nel Regno Unito, il primo veicolo a levitazione magnetica per il
trasporto pubblico di persone, venne chiamato semplicemente:
“Maglev”, ed entrò ufficialmente in funzione nel 1984 vicino la
città di Birmingham. Questo shuttle a bassa velocità, era spinto
da un motore lineare ad induzione. Esso era operativo su una
monorotaia sopraelevata (lunga 620 metri) tra l'aeroporto
internazionale di Birmingham e la stazione ferroviaria
internazionale di Birmingham; viaggiando ad una velocità di
circa 42 km / h. Questa tratta ferroviaria a levitazione
magnetica, venne chiusa nel 1995, a causa di problemi di
affidabilità (dovuti al sistema elettronico troppo obsoleto).
Una delle vetture originali è ora in mostra al Railworld di
Peterborough, insieme al treno sperimentale ad alta velocità:
Tracked Hovercraft RTV-31 (sviluppato nel Regno Unito negli
anni ’60). Un’ altra vettura è in mostra presso il Museo
Nazionale Ferroviario di York.
Quando il collegamento venne costruito, esistevano diverse
condizioni favorevoli:
- Il peso dello shuttle era di tre tonnellate (facilmente
incrementabili a otto);
- L’energia elettrica era disponibile;
- Gli edifici aeroportuali e ferroviari erano adatti alle
piattaforme dei terminali;
- Venne richiesto un solo punto di passaggio, sopra una
strada pubblica (escludendo qualsiasi struttura con
pendenze anche minime);
- Il terreno era di proprietà della ferrovia o dell’aeroporto;
- Le industrie locali e relativi comitati erano tutte
favorevoli al progetto;
- Vennero concessi e rilasciati alcuni contributi finanziari
governativi, poiché il costo dei lavori (in partenariato)
era relativamente basso.

24. Dopo che l’impianto nel 1995 venne chiuso, la struttura
originale non venne smantellata, ma lasciata semplicemente nel
dimenticatoio. Otto anni dopo, nel 2003, tale struttura venne
aggiornata con l’utilizzo di nuove tecnologie e riutilizzata da
due sistemi di trasporto automatizzato per persone (l’ AirRail
Link e il Cable Liner).
Figura 1.16. Lo shuttle del Birmingham Airport
L’ HSST e i primi SCMaglev giapponesi
Il Giappone sviluppò due progetti indipendenti di treno a
levitazione magnetica. Uno è l’HSST (della Japan Airlines), e
l’altro, molto più conosciuto, è l’SCMaglev (della Central Japan
Railway Company). Lo sviluppo dell’HSST iniziò nel 1974,
sulla base delle tecnologie introdotte dalla Germania
(l’acronimo HSST sta per: High Speed Surface Transport). La
linea di trasporto LINIMO, nella prefettura di Aichi, usa una
tecnologia che discende proprio dai concetti base di sviluppo
dell’HSST. Lo shuttle della linea LINIMO (vicino alla città di

25. Nagoya, in Giappone), può raggiungere una velocità massima di
soli 100 km/h, levitando otto millimetri sopra il binario guida.
Figura 1.17. Lo shuttle della linea LINIMO.
Lo sviluppo dell’SCMaglev iniziò nel 1969. Dal 1979, nella
struttura di prova della prefettura di Miyazaki (sull’isola di
Kyushu), vengono regolarmente raggiunte, durante i test dei
treni SCMaglev, velocità di 517 km/h. La struttura di prova
della prefettura di Miyazaki (per i test di affidabilità dei treni
SCMaglev), dopo essere rimasta operativa per circa vent’anni,
nel 1997, venne abbandonata e i test proseguirono in un’altra
struttura di prova molto più grande, nella prefettura di
Yamanashi.
L’SCMaglev (Superconducting Maglev) è un treno con sistema
operativo a levitazione magnetica, sviluppato dalla Central
Japan Railway Company (JR Central) e dal Railway Technical
Research Institute (un’associazione del Japan Railways Group).
Il sistema venne indicato, in origine, con la sigla (o acronimo):
“MLU” (Magnetic Levitation U-shaped), poiché il circuito di

26. prova in cui venivano testati i treni sperimentali, aveva una
configurazione a U.
L’MLX01 (dove la “X” sta per “sperimentale”, dall’inglese:
experimental), è uno degli ultimi progetti di una lunga serie di
treni Maglev, sviluppati in Giappone sin dal 1970. Nel dicembre
del 2003, uno di questi treni, durante una corsa con equipaggio a
bordo, raggiunse la velocità massima di 581 km/h (segnando il
record mondiale di velocità, per veicoli su rotaia).
Alla base della tecnologia SCMaglev, vi è il sistema a
Sospensione Elettrodinamica (EDS). I magneti superconduttori,
sono installati nei carrelli5
dei treni e le guide contengono due
serie di bobine metalliche. L’attuale sistema a levitazione
magnetica, utilizza una serie di bobine avvolte in una
“configurazione a 8”, lungo entrambe le pareti del binario guida
(sotto il quale, queste bobine sono inoltre collegate
trasversalmente).
Figura 1.18. Schema del sistema di levitazione del SCMaglev
5
Il carrello è quella parte di un veicolo ferroviario che comprende il rodiggio
e la struttura portante ad esso connessa.

27. Figura 1.19. Schema del sistema di guida del SCMaglev
Figura 1.20. Schema del sistema propulsivo del SCMaglev
Mentre il treno accelera, i campi magnetici dei suoi magneti
superconduttori inducono una corrente in queste bobine, dovuta
all’effetto induttivo del campo magnetico. Se il treno fosse

28. centrato con le bobine, il potenziale elettrico ne risulterebbe
bilanciato e in tal caso, nessuna corrente verrebbe indotta.
Tuttavia, mentre il treno viaggia su delle ruote in gomma a
velocità relativamente basse, i campi magnetici sono posizionati
sotto il centro delle bobine, causando uno sbilanciamento del
potenziale elettrico. Ciò crea un campo magnetico reattivo, che
si oppone al polo del magnete superconduttore (in accordo con
la legge di Lenz), e un polo superiore che lo attrae. Quando il
treno raggiunge la velocità di 150 km/h, il flusso di corrente
diviene sufficiente per sollevare il treno di dieci centimetri sopra
il binario guida. Le bobine generano anche le forze di guida e
stabilizzazione del treno. Siccome sono collegate
trasversalmente sotto il binario guida, se il treno si sposta fuori
centro, le correnti vengono indotte nei collegamenti e
correggono il posizionamento. L’SCMaglev utilizza, come
sistema propulsivo, un motore lineare sincrono (LSM), che
alimenta una seconda serie di bobine nel binario guida.
Figura 1.21. Carrello con magnete superconduttore, del treno
SCMaglev MLX01.

29. Figura 1.22. Il JR–Maglev MLX01-1, al “SCMaglev and Railway
Park” di Nagoya, nell’aprile del 2013.
La Japanese National Railways (JNR), iniziò le ricerche su un
sistema ferroviario a propulsione lineare nel 1962, con
l’obiettivo finale di sviluppare una struttura in grado di collegare
Tokyo ad Osaka, percorribile in un’ora di viaggio. Poco dopo
che negli Stati Uniti venne brevettato (dai ricercatori del
Brookhaven National Laboratory, nel 1969) il sistema
ferroviario a levitazione, con magneti superconduttori, la JNR
annuncia lo sviluppo del sistema SCMaglev.
Il primo giro sperimentale con questo nuovo sistema propulsivo
a levitazione magnetica, venne eseguito su un breve tratto al
Railway Technical Research Institute (della JNR), nel 1972. Nel
1977, le corse sperimentali dei treni di tipo SCMaglev, vennero
spostate in una nuova struttura (lunga 7 km) nella città di Hyūga
(nella prefettura di Miyazaki). Nel 1980, tale struttura venne
modificata; passando da una configurazione a “T-rovesciata”, ad
una configurazione a “U” (tutt’oggi in uso). Nel 1987, la JNR
venne privatizzata e lo sviluppo del treno SCMaglev, venne

30. consegnato alla neonata JR Central. Nel 1989, la JR Central
decise di costruire una struttura (per le corse sperimentali) più
completa; contenente gallerie, pendenze più elevate e curve.
Dopo che i test dei treni SCMaglev vennero spostati in questa
nuova struttura, nel 1999 il Railway Technical Research
Institute (sempre nella prefettura di Miyazaki), diede il via a dei
nuovi esperimenti con treni a levitazione su cuscinetto d’aria
(una tecnologia basata sull’effetto “ali al suolo”)6
.
6
La ferrovia a levitazione su cuscinetto d'aria, definibile anche come “treno
ad effetto suolo” (in lingua inglese ground effect train), il cui esempio più
conosciuto è rappresentato dall'Aérotrain, è un'alternativa al treno a
levitazione magnetica. In entrambi i casi l'obiettivo è quello di evitare al
veicolo di creare contatto fisico con il suolo durante il viaggio. Mentre un
treno a levitazione magnetica ottiene quest'effetto attraverso l'uso della
repulsione elettromagnetica tra elementi a bordo e altri elementi di stessa
carica fissati a terra, un treno ad effetto suolo utilizza un cuscinetto d'aria (sia
come avviene negli hovercraft, sia usando un effetto "ali al suolo"). I
vantaggi del ground effect train, rispetto a quello a levitazione magnetica,
sono i bassi costi dovuti ad una costruzione più semplice delle infrastrutture.
Gli svantaggi riguardano sia la costante immissione di energia per mantenere
il treno sospeso in aria (nel caso di veicoli progettati come hovercraft); sia la
necessità di mantenere il treno in movimento per restare staccato da terra (nel
caso di veicoli con effetto "ali al suolo"). Si indica con effetto suolo, in
aeronautica, la conseguenza della vicinanza del suolo sul campo
fluidodinamico nell'intorno di un'ala finita. La differenza di pressione tra
dorso e ventre di un'ala fa sì che alla sua estremità si generino dei vortici
d'estremità d'ala, che sono da annoverare tra le fonti di resistenza indotta. La
vicinanza con il suolo ostacola la creazione di questi vortici, comportando
una riduzione di resistenza e quindi un aumento dell'efficienza dell'ala. Alle
alte incidenze alari durante la fase finale dell'atterraggio, inoltre, l'aria
sottostante il ventre alare viene leggermente compressa tra ala e terreno,
formando un "cuscino" che tende a sostentare il velivolo più di quanto non
avverrebbe, a parità di parametri di volo, lontano dal terreno. L'effetto pratico
di questo fenomeno si traduce, in assenza di azioni correttive, in un
incremento indesiderato nella distanza di atterraggio ed in una, invece,
favorevole riduzione di quella di decollo. Tale principio viene sfruttato ad
esempio nella progettazione degli ekranoplani. L'ekranoplano è una classe di
aerodine che si possono considerare come l'anello di congiunzione tra
l'idrovolante e l'aliscafo. Questo tipo di aeromobile si muove volando a pochi

31. La costruzione della struttura di prova per treni SCMaglev, nella
prefettura di Yamanashi, iniziò nel 1990 e si concluse con
l’apertura di una “sezione prioritaria” di 18,4 km nella città di
Tsuru, nel 1997. I test dei treni MLX01, vennero effettuati tra il
1997 e la fine del 2011; anno in cui la struttura venne
temporaneamente chiusa, per eseguire dei lavori di
aggiornamento (su specifiche commerciali) ed ampliare la linea
fino a 42,8 km di lunghezza. I test ripresero nel giugno del 2013,
utilizzando solo 5 dei 14 veicoli (in pre-produzione) della serie
L0 (L0 Series Shinkansen), costruiti dalle Mitsubishi Heavy
Industries in collaborazione con la JR Central (dal 2008
azionista di maggioranza della Nippon Sharyo).
Nel 2009, il Maglev Technological Practicality Evaluation
Committee (MTPEC), un comitato per la valutazione
tecnologica e di affidabilità/praticabilità dei treni SCMaglev,
sotto il ministero giapponese per i trasporti e il turismo,
considerò il sistema SCMaglev, pronto per l’uso commerciale.
Nel 2011, il ministero giapponese per i trasporti e il turismo,
concesse alla JR Central il permesso di rendere operativo il
sistema ferroviario a levitazione magnetica SCMaglev, sulla
linea denominata Chuo Shinkansen (attualmente in costruzione),
che collegherà Tokyo e Nagoya entro il 2027, e Osaka entro il
2045. Le valutazioni relative all’impatto ambientale, sono
attualmente in corso. Dal 2010, la JR Central si è fatta
promotrice del sistema SCMaglev sul mercato internazionale,
con particolare interesse verso il “corridoio nord orientale” degli
Stati Uniti. Nel 2013, il primo ministro giapponese Shinzō Abe,
offrì il sistema SCMaglev al presidente Barack Obama, come
simbolo della cooperazione USA-Giappone.
metri dalla superficie (in genere sull'acqua), sfruttando per il sostentamento
l'effetto suolo. Sostanzialmente una volta che il mezzo ha accelerato si
sviluppa al di sotto di esso quello che può essere definito come un cuscino
d'aria dinamico. Questo effetto è anche noto con i seguenti nomi: WIG (Wing
In Ground effect), Ala a effetto suolo o GEV (Ground Effect Vehicle), Veicolo
a effetto suolo (quest'ultimo è il termine più generico).

32. Qui di seguito, la lista di tutti i veicoli di tipo SCMaglev, che
sono stati sviluppati a partire dal 1972 (il primo numero tra le
parentesi, è l’anno di costruzione):
- LSM200 / ML100 (1972). Velocità massima: 60 km/h;
luogo della struttura di prova: Railway Technical
Research Institute.
- ML100A (1975). Velocità massima: 75 km/h; luogo
della struttura di prova: Railway Technical Research
Institute.
- ML500 (1977). Velocità massima: 504 km/h; luogo della
struttura di prova: prefettura di Miyazaki.
- ML500R (1979). Velocità massima: 517 km/h; luogo
della struttura di prova: prefettura di Miyazaki.
- MLU001 (1980). Velocità massima: 400,8 km/h; luogo
della struttura di prova: prefettura di Miyazaki.
- MLU002 (1987). Velocità massima: 394,3 km/h; luogo
della struttura di prova: prefettura di Miyazaki.
- MLU002N (1993). Velocità massima: 411 km/h; luogo
della struttura di prova: prefettura di Miyazaki.
- MLX01-1 / MLX01-11 / MLX01-2 (1995). Velocità
massima: 431 km/h; luogo della struttura di prova:
prefettura di Miyazaki.
- MLX01-3 / MLX01-21 / MLX01-12 / MLX01-4 (1997).
Velocità massima: 550 km/h; luogo della struttura di
prova: prefettura di Yamanashi.
- MLX01-901 / MLX01-22 (2002). Velocità massima: 581
km/h (raggiunta nel 2003); luogo della struttura di prova:
prefettura di Yamanashi.
- MLX01-901A / MLX01-22 (2009). Velocità massima:
623 km/h (raggiunta nel 2012); luogo della struttura di
prova: prefettura di Yamanashi.
- L0 Series Shinkansen (2013). Velocità massima: 500
km/h. Questi treni non viaggeranno più su circuiti
sperimentali, bensì sulla linea denominata Chuo
Shinkansen (attualmente in costruzione), che collegherà

33. Tokyo e Nagoya entro il 2027, e Osaka entro il 2045.
Questa linea prevede di collegare Tokyo con Nagoya in
soli 40 minuti di viaggio (ad una velocità operativa di
500 km/h) e Tokyo con Osaka, in 67 minuti di viaggio.
Figura 1.23. Il magnete superconduttore dell’MLU001, con sopra un
serbatoio di elio liquido.
La Magnet-Bahn di Berlino
La Magnet-Bahn, o più semplicemente M-Bahn, fu la prima (ed
unica) linea di trasporto pubblico a levitazione magnetica
(Maglev) della città di Berlino. Dotata di una sola linea lunga
1,6 km, collegava tre fermate (Gleisdreieck, Bernburger Straße e
Kemperplatz), utilizzando un motore a propulsione lineare che
veniva azionato automaticamente. La M-Bahn, infatti, viaggiava
senza guidatore. La linea Maglev di Berlino si affidava ad un
sistema ibrido: l’85% del peso del treno viaggiava sospeso
grazie alla levitazione magnetica, mentre il restante 15%,
utilizzava le ruote per garantire al sistema stabilità ed equilibrio.
La sua velocità massima era di 80 km/h. Il treno portava i

34. passeggeri da Potsdamer Platz a Kreuzberg, restando sempre nel
settore ovest della città. I primi test senza passeggeri, partirono
già nel 1984; ma a causa di alcuni incidenti di percorso (l’ultimo
nel 1988, quando una vettura deragliò alla stazione di
Kemperplatz), l’apertura ufficiale venne rimandata sino al 1989.
Le prove di percorso con i passeggeri a bordo, iniziarono infatti
solo nell'agosto del 1989 e il servizio regolare iniziò nel mese di
luglio del 1991. A causa dei cambiamenti della viabilità dopo
l'abbattimento del Muro di Berlino, la linea fu smantellata solo
due mesi dopo e il servizio fu annullato definitivamente nel
febbraio del 1992, per far spazio alla ricostruzione della U-Bahn
(linea U2). Le vetture rimaste giacciono oggi nei depositi della
S-Bahn; uno di questi veicoli Maglev, tuttavia, può essere
ancora ammirato al Museo dei Trasporti di Norimberga.
Figura 1.24. Una vettura della M-Bahn di Berlino, al Museo dei
Trasporti di Norimberga.

35. Record di velocità dei treni Maglev
(c/e = con equipaggio; s/e = senza equipaggio)
• 1971 - Germania Ovest - Prinzipfahrzeug - 90 km/h
• 1971 - Giappone - TR-02 - 164 km/h
• 1972 - Giappone - ML100 - 60 km/h (c/e)
• 1973 - Giappone - TR04 - 250 km/h (c/e)
• 1974 - Giappone - EET-01 - 230 km/h (s/e)
• 1975 - Germania Ovest - Komet - 401.3 km/h (s/e)
• 1978 - Giappone - HSST01 - 307.8 km/h (s/e)
• 1978 - Giappone - HSST02 - 110 km/h (c/e)
• 1979 - Giappone - ML500 - 517 km/h (s/e)
• 1987 - Germania Ovest - TR06 - 406 km/h (c/e)
• 1987 - Giappone - MLU001 - 400.8 km/h (c/e)
• 1988 - Giappone- TR-06 - 412.6 km/h (c/e)
• 1989 - Giappone - TR-07 - 436 km/h (c/e)
• 1993 - Germania - TR-07 - 450 km/h (c/e)
• 1994 - Giappone - MLU002N - 431 km/h (s/e)
• 1997 - Giappone - MLX01 - 531 km/h (c/e)
• 1997 - Giappone - MLX01 - 550 km/h (s/e)
• 1999 - Giappone - MLX01 - 548 km/h (s/e)
• 1999 - Giappone - MLX01 - 552 km/h (c/e)
• 2003 - Germania - TR-08 - 501 km/h - (c/e)
• 2003 - Giappone - MLX01 - 581 km/h (c/e)
• 2007 - Giappone - TR-08 - 592 km/h (c/e)

36. • 2008 - Giappone - MLX01 - 604 km/h (c/e)
• 2011 - Giappone - MLX01 - 620 km/h (c/e)
• 2012 - Giappone - MLX01 - 623 km/h (c/e)
LA TECNOLOGIA MAGLEV
Generalità del sistema Maglev
Nell’immaginario collettivo, spesso il termine “Maglev” evoca
il concetto di una struttura a monorotaia, sopraelevata e percorsa
da veicoli a motore lineare. I sistemi Maglev comunque,
possono essere a monorotaia oppure a binario (ossia con due
rotaie); inoltre non tutti i sistemi a monorotaia sono
necessariamente di tipo Maglev. Alcuni sistemi di trasporto
ferroviario incorporano motori lineari, ma usano
l'elettromagnetismo solo per la propulsione (non per far levitare
il veicolo). Tali treni hanno le ruote e non sono di tipo Maglev.
Le strutture di guida dei treni Maglev, siano esse di tipo mono o
bi-rotaia, posso anche essere costruite al livello del suolo (non
necessariamente debbono essere sopraelevate); contrariamente,
le linee di percorso dei treni non di tipo Maglev, siano esse a
monorotaia oppure costruite con i classici binari, possono essere

37. sopraelevate. Il termine Maglev inoltre, non si riferisce soltanto
ai veicoli, bensì anche al sistema ferroviario specificamente
progettato per l’utilizzo di treni a propulsione e levitazione
magnetica. Tutte le implementazioni operative della tecnologia
Maglev, ricorrono ad un minimo utilizzo della tecnologia
ferroviaria su ruote, e quindi non sono compatibili con le rotaie
dei treni convenzionali. Poiché non possono condividere le
infrastrutture esistenti, i sistemi a levitazione magnetica devono
essere progettati come sistemi a sé stanti (unici nel loro genere).
Esiste però un’eccezione, data dal sistema SMP Maglev. Il
sistema SPM Maglev infatti, è bi-operativo e permette ai treni
Maglev, come pure a quelli convenzionali, di viaggiare sullo
stesso tipo di rotaie. La società MAN, in Germania, ha inoltre
progettato un sistema a levitazione magnetica in grado di
operare su rotaie convenzionali; ma tale sistema non è mai stato
completamente sviluppato.
I due tipi importanti di tecnologia Maglev sono i seguenti:
- Sospensione Elettromagnetica (EMS): è un sistema che
prevede l’utilizzo di elettromagneti controllati
elettronicamente, che attraggono il treno verso una linea
guida (binario o monorotaia, solitamente in acciaio),
magneticamente conduttiva.
- Sospensione Elettrodinamica (EDS): questo sistema
utilizza elettromagneti superconduttori (o forti magneti
permanenti) che creano un campo magnetico che a sua
volta induce delle correnti nei vicini conduttori metallici,
quando vi è un movimento relativo che spinge e tira il
treno verso la posizione di levitazione, specificatamente
progettata per la linea guida (mono o bi-rotaia) del treno
in questione.
Un’altra tecnologia che è stata progettata, provata
matematicamente, sottoposta a revisione paritaria e infine
brevettata (ma fino ad oggi mai sviluppata), è la Sospensione
Magnetodinamica (MDS). Essa utilizza la forza magnetica

38. attrattiva di un apparato/dispositivo a magnete permanente,
vicino ad una linea guida in acciaio, per sollevare il treno e
tenerlo in posizione. Oltre a questo sistema, alcune altre
tecnologie (finora mai sviluppate), che prevedono l’impiego di
magneti permanenti repulsivi e magneti superconduttori, sono
oggetto di ricerca da parte di numerosi ingegneri, in ogni parte
del mondo.
La Sospensione Elettromagnetica
La Sospensione Elettromagnetica (EMS), è la levitazione
magnetica di un oggetto, ottenuta alterando costantemente la
forza di un campo magnetico, prodotto da elettromagneti con un
anello di retroazione (feedback loop)7
. Nella maggior parte dei
casi, l’effetto di levitazione è dovuto principalmente ai magneti
permanenti; poiché, con gli elettromagneti utilizzati solo per
stabilizzare l’effetto, non sono soggetti a dissipazione di
potenza.
Secondo il teorema di Earnshaw, un corpo “para-
magneticamente magnetizzato” non può rimanere in equilibrio
stabile, quando viene immesso in una qualsiasi combinazione di
campi gravitazionali e magnetostatici. In questo tipo di campi,
esiste una condizione di equilibrio instabile. Sebbene i campi
statiti non possano fornire stabilità, il sistema EMS funziona
alterando continuamente la corrente trasmessa agli
elettromagneti, per modificare l’intensità del campo magnetico e
permettere così il verificarsi di una condizione di levitazione
stabile. Nei sistemi EMS, un ciclo di feedback (ovvero un anello
di retroazione), che regola continuamente uno o più
elettromagneti per correggere il movimento dell'oggetto, viene
7
La retroazione, nota anche come feedback, è il meccanismo mediante il
quale i sistemi dinamici sono in grado di rinviare al punto di inizio di un
processo ciclico un’informazione sul processo stesso che possa essere
utilizzata per migliorarlo o correggerne l’andamento. In base alla
disponibilità o meno di tale meccanismo, i sistemi vengono differenziati fra
retroazionati (ad anello chiuso) e non retroazionati (ad anello aperto).

39. utilizzato per annullare l'instabilità. Molti sistemi utilizzano
l’attrazione magnetica, con una spinta verso l’alto per
contrastare la forza di gravità (questi sistemi forniscono una
certa stabilità laterale intrinseca); altri sistemi invece, per
disporre di una spinta verso l’alto, usano un sistema combinato
di attrazione e repulsione magnetica. La tecnologia a levitazione
magnetica è importante perché riduce il consumo di energia,
sostanzialmente eliminando l'attrito. Inoltre ha esigenze di
manutenzione molto basse. Questa applicazione del principio di
levitazione magnetica, come abbiamo visto tra le pagine di
questo libro, è assai nota per il suo ruolo fondamentale nei treni
di tipo Maglev.
Il Teorema di Earnshaw, afferma che: “una collezione di
cariche puntiformi non può essere mantenuta in una
configurazione di equilibrio stabile dalla sola interazione
elettrostatica delle cariche”.
Questo risultato fu dimostrato per la prima volta dal matematico
inglese Samuel Earnshaw nel 1842. Malgrado venga solitamente
riferito a campi magnetici, esso faceva in origine riferimento a
campi elettrostatici. Il teorema si applica alle forze classiche
caratterizzate dalla legge del "quadrato dell'inverso della
distanza" (elettrica e gravitazionale) e anche alle forze
magnetiche dei magneti permanenti e dei materiali
paramagnetici, o di loro combinazioni (ma non ai materiali
diamagnetici). Questo teorema asserisce anche che non esiste
nessuna possibile configurazione statica di ferromagneti in
grado di far levitare stabilmente un oggetto contro la gravità,
nemmeno quando le forze magnetiche siano più forti di quelle
gravitazionali. Il teorema di Earnshaw è stato dimostrato anche
nel caso di corpi estesi, e questo vale anche qualora essi siano
flessibili e conduttori, purché essi non siano diamagnetici, in
quanto il diamagnetismo provoca una (piccola) forza repulsiva,
ma nessuna attrazione. Ci sono, ad ogni modo, diverse eccezioni
alle assunzioni di tale teorema, le quali permettono la
levitazione magnetica. Il teorema di Earnshaw non presenta
eccezioni per ferromagneti permanenti immobili. Tuttavia,

40. ferromagneti in movimento, alcuni sistemi elettromagnetici, la
pseudo-levitazione e i materiali diamagnetici rappresentano aree
su cui il teorema di Earnshaw non si applica, e perciò possono
essere viste come eccezioni, benché in realtà esse sfruttino le
limitazioni del teorema. Ferromagneti in rotazione (come il
Levitron) possono causare levitazione grazie soltanto a
ferromagneti permanenti. Questi sono ovviamente ferromagneti
in movimento, e non immobili, come richiesto dal teorema.
Invertire la polarità di elettromagneti permette di mantenere un
sistema in levitazione attraverso un continuo dispendio di
energia. Un esempio di questo sono i treni a levitazione
magnetica (o Maglev).
Il principale vantaggio dei sistemi EMS nella tecnologia
Maglev, è che funzionano a tutte le velocità; a differenza dei
sistemi elettrodinamici, che invece funzionano solo ad una
velocità minima di circa 30 km/h. Ciò elimina la necessità di un
sistema di sospensione separato, a bassa velocità; inoltre
consente di semplificare il percorso della rotaia. Per contro,
l’instabilità dinamica richiede per la rotaia dei “sottili” livelli di
tolleranza, che possono ridurre questo vantaggio. Eric
Laithwaite temeva che per soddisfare i livelli di tolleranza
richiesti, il divario tra i magneti e la rotaia guida, avrebbe
dovuto essere aumentato fino al punto in cui i magneti,
diventano irragionevolmente grandi. In pratica, questo
problema venne risolto attraverso sistemi di feedback
migliorati, che sostengono i livelli richiesti di tolleranza.
Cuscinetti magnetici attivi (AMB)
Nella tecnologia EMS, di fondamentale importanza sono inoltre
i cuscinetti magnetici attivi (AMB - active magnetic bearing). I
cuscinetti magnetici attivi, utilizzano la sospensione magnetica
per sostenere normalmente alberi rotanti senza contatto.
L'elemento base che permette di esercitare le forze a mantenere
il rotore in equilibrio è l'attuatore magnetico bilatero. Questo
esercita forze lungo una direzione (asse di controllo) in ambo i

41. versi. A seconda di come vengono disposti i singoli attuatori e di
quanti ne vengono usati, si ottengono diverse configurazioni
geometriche, ognuna con le proprie peculiarità.
Tipicamente i cuscinetti magnetici vengono utilizzati in sistemi
di sospensione magnetica completi (ovvero con una disposizione
in serie, come nel caso della tecnologia Maglev). La
configurazione standard prevede due cuscinetti radiali e un
cuscinetto assiale, la cui disposizione può variare a seconda
delle esigenze. Se si ha a che fare con alberi lunghi, nei quali la
flessibilità diventa un problema molto evidente, solitamente si
hanno più cuscinetti radiali, posti nelle posizioni più idonee al
fine di contenere le vibrazioni. Il controllo dei sistemi di
cuscinetti magnetici è di tipo diverso a dipendenza della
complessità del sistema e delle prestazioni richieste, ma nei
classici sistemi in 5 assi di controllo (ovvero x-y per ciascuno
dei due cuscinetti radiali e z per il cuscinetto assiale), si ha quasi
sempre l'asse z (e quindi il controllo del thrust bearing)
indipendente dal resto.
Figura 2.1. Sistema di sospensione magnetica in sezione.
I cuscinetti magnetici funzionano a induzione magnetica: sono
privi d'attrito volvente e pertanto efficienti anche in condizioni

42. estreme di temperatura (sempre entro la temperatura di Curie8
del sistema magnetico) e non necessitano di lubrificazione. I
cuscinetti magnetici sfruttano le forze di attrazione. Per fornire il
feedback al sistema di controllo usano sensori di posizione,
normalmente di tipo induttivo su cinque assi (quattro radiali e
uno assiale). I sensori producono un’uscita di tipo lineare e
operano in un ampio campo di temperature. La corrente dei
cuscinetti magnetici è regolata tramite un controller, che si serve
di algoritmi per variare le forze che influiscono sulla posizione
dell’albero.
Una caratteristica dei cuscinetti magnetici è la bassa resistenza
alla rotazione offerta dall’albero: questo consente di ridurre la
potenza del motore e ottenere alti rendimenti. Con minori
resistenze lo sviluppo di calore è generalmente più basso di
quello degli altri tipi di cuscinetti, quali quelli volventi o le
bronzine. Ne conseguono minori esigenze per quanto riguarda il
dispositivo di raffreddamento. Rispetto ai cuscinetti volventi e
alle bronzine, i cuscinetti magnetici permettono velocità
periferiche molto più elevate, tanto che si possono raggiungere i
250 m/s, oppure valori n x d (velocità di rotazione in min-1
e
diametro del rotore in mm) pari a circa 4,5 milioni.
Un tipico cuscinetto attivo è costituito dalle seguenti parti:
- Rotore in materiale ferromagnetico passivo;
- Statore attivo contenente uno o più elettromagneti;
- Sensori di posizione del rotore;
- Il controller (elettronica di controllo).
- L’alimentazione.
8
Viene chiamato punto di Curie, o temperatura di Curie, quel valore di
temperatura al di sopra del quale un materiale ferromagnetico perde alcune
delle sue proprietà (quale la corrispondenza non univoca tra campo esterno e
magnetizzazione), e si comporta similmente ad un paramagnetico. Il
disordine termico sopra questa temperatura è sufficiente a vincere il
contributo energetico dell'interazione di scambio interatomica e la struttura
ordinata dei domini magnetici viene quindi distrutta.

43. I cuscinetti magnetici si possono distinguere in due tipologie:
- Cuscinetti radiali;
- Cuscinetti assiali.
Un cuscinetto magnetico radiale è simile a un motore elettrico;
ma, anziché generare una coppia, genera una forza di attrazione
che fa sollevare l’albero. Un tipico statore radiale
comprende attuatori a lamelle, ciascuno dei quali possiede due
poli con un avvolgimento. La corrente elettrica che circola negli
avvolgimenti produce una forza di attrazione sul rotore
ferromagnetico (a lamelle o massiccio). Il traferro, ossia la luce
esistente fra lo statore e il rotore, va normalmente da 0,5 mm a 2
mm.
Figura 2.2.. Principio di funzionamento di un cuscinetto magnetico
radiale (schema semplificativo).

44. I vantaggi di questo tipo di cuscinetto sono i seguenti:
- Geometria dello statore simile a quella dei motori
(tecnologia diffusa);
- Maggiore compattezza assiale;
- Alto sfruttamento del nucleo ferromagnetico (specie
nelle configurazioni con molti poli).
Mentre questi sono i suoi svantaggi:
- Necessità di laminare il rotore;
- Perdite per isteresi e correnti parassite piuttosto elevate;
- I sensori non magnetici vanno posti al di fuori del
cuscinetto (presente il problema di “non collocation” che
complica il controllo);
- Le correnti parassite distorcono geometricamente il
flusso sotto le scarpe polari in maniera non simmetrica,
con effetto di disturbo sul controllo, proporzionale alla
velocità del rotore.
Figura 2.3. Il cuscinetto radiale

45. Figura 2.4. Sensori e componenti di un cuscinetto radiale.
Un cuscinetto magnetico assiale (noto anche come thrust
bearing e il cui compito è contrastare le spinte assiali) è invece
costituito da un disco massiccio di acciaio solidale con l’albero e
affiancato ai due lati da uno statore a forma di anello, munito di
uno o due avvolgimenti che producono il flusso magnetico. I
due statori possono essere massicci o a lamelle, per aumentare il
grado di reazione alla forza. Nelle macchine in cui la spinta
assiale è modesta, i cuscinetti radiali possono essere sostituiti da
cuscinetti conici in grado di controllare il movimento sia in
senso radiale che assiale. In tal modo si elimina la necessità di
un cuscinetto assiale e si riduce la lunghezza complessiva della
macchina. Questi cuscinetti, si presentano concettualmente
come attuatori bilateri, ma la loro geometria è a simmetria
cilindrica. Questo fatto porta con se alcune problematiche non
facili da risolvere; come l’impossibilità di ottenere nuclei e
dischi opportunamente laminati per limitare le correnti parassite.
Per questo motivo la dissipazione del calore, acquista qui una
particolare importanza. Inoltre, se il disco solidale all’albero va
in saturazione, è possibile che il flusso vada a richiudersi sul
nucleo dello statore opposto, con gravi problemi di controllo.

46. Figura 2.5. Schema di un cuscinetto magnetico assiale (sezione
orizzontale ed esploso del nucleo).
La Sospensione Elettrodinamica (EDS)
Nei treni a levitazione magnetica con sistema EDS, sia le rotaie
che il treno esercitano un campo magnetico e il treno viene
sollevato dalla forza repulsiva tra questi due campi magnetici. Il
campo magnetico nel treno viene generato da entrambi i magneti
superconduttori (come nel caso dei treni SCMaglev), oppure da
una serie di magneti permanenti (come nel caso del sistema
Inductrack; un particolare sistema EDS, che vedremo in
dettaglio più avanti). La forza repulsiva nella rotaia viene creata
da un campo magnetico indotto in fili od altri cavi conduttori
posti sulla rotaia stessa. Un grande vantaggio dei sistemi Maglev
repulsivi, è che sono naturalmente stabili. Una piccola riduzione
della distanza tra la rotaia guida e i magneti, crea delle forze
intense per spingere indietro i magneti nella loro posizione
originale; mentre un leggero aumento della distanza, riduce
notevolmente la forza e porta nuovamente il veicolo alla giusta
distanza di separazione. Nessun controllo di feedback, viene
necessariamente richiesto.
I sistemi repulsivi, hanno però anche un grave inconveniente:
A basse velocità, la corrente indotta in tali bobine dal lento
cambiamento del flusso magnetico rispetto al tempo, non è

47. sufficiente per produrre una forza elettromagnetica repulsiva,
sufficiente a sostenere il peso del treno. Per questo motivo, il
treno deve avere delle ruote o qualche altra forma di dispositivo
di “atterraggio”, in grado di supportare tutto il peso del veicolo,
fino al raggiungimento di una velocità che ne permetta la
levitazione. Poiché un treno potrebbe fermarsi in qualsiasi luogo
e in qualsiasi momento (ad esempio a causa di problemi tecnici),
l’intera rotaia deve essere in grado di supportare tutte le
manovre operative, sia a basse che ad alte velocità.
Un altro inconveniente è dato dal fatto che il sistema repulsivo
naturale, crea un campo sulla rotaia, davanti e sul retro dei
magneti di sollevamento, che agisce contro i magneti e crea una
forma di trascinamento. Questo effetto può dare ovviamente
fastidio, ma solo a basse velocità; poiché ad alte velocità,
l’effetto in questione, non ha il tempo di svilupparsi pienamente
(per cui dominano altre forme di resistenza). Tuttavia, la forza di
trascinamento può essere utilizzata a vantaggio del sistema
elettrodinamico. Infatti, tale forza crea un campo variabile nelle
rotaie che può essere utilizzato come un sistema reattivo per
guidare il treno (evitando così l’impiego di una piastra reattiva
separata, come nella maggior parte dei sistemi a motore lineare).
In alternativa, le bobine di propulsione sul binario guida
vengono utilizzate per esercitare una forza sui magneti del treno
e far sì che esso si muova in avanti. Le bobine di propulsione
che esercitano una forza sul treno sono effettivamente un motore
lineare: una corrente alternata che fluisce attraverso le bobine,
genera un continuo campo magnetico variabile che avanza
lungo la rotaia guida. La frequenza della corrente alternata, è
sincronizzata per abbinarsi alla velocità del treno.
Lo slittamento (offset)9
tra il campo esercitato dai magneti sul
treno e il campo applicato, crea una forza in grado di muovere in
avanti il treno.
9
Il termine offset, o slittamento, è usato per indicare la differenza rispetto ad
un valore di riferimento. In elettronica indica lo slittamento del livello di un
segnale elettrico rispetto ad un livello di riferimento (solitamente la massa del

48. Il sistema Inductrack
Vediamo ora, come anticipato poc’anzi, in cosa consiste il
sistema Inductrack. Con questo termine (Inductrack), si fa
riferimento ad un sistema EDS passivo e di tipo fail-safe (questo
termine, letteralmente intraducibile in italiano, significa che il
sistema in questione è in grado, in caso di rottura o
malfunzionamento, di portare tutti gli elementi elettronici e
meccanici danneggiati, in una condizione di sicurezza per il
veicolo in questione) che utilizza, per ottenere la levitazione
magnetica, solo degli anelli di cavi elettrici non alimentati
(dunque senza corrente) nella rotaia e magneti permanenti
(disposti in un dispositivo/Array di Halbach)10
sul veicolo.
Quindi questo sistema (Inductrack), utilizza solo magneti
permanenti in un Array di Halbach, montati sul vagone del treno
e circuiti conduttivi non alimentati, installati sul tracciato per
provvedere alla levitazione. Lo svantaggio è che per avere
circuito); se l'alimentazione è duale, l'offset può essere sia positivo che
negativo.
10
Il dispositivo di Halbach, conosciuto anche come “Array di Halbach”, è in
grado di rafforzare il campo magnetico lungo una faccia dell’array e nel
contempo di cancellare per interferenza, il campo magnetico nella faccia
opposta. Per la legge di Faraday Newmann Lenz , muovere un Array di
Halbach su un circuito conduttivo chiuso (nel nostro caso sui binari), genera
una corrente in tale circuito; il quale crea, in risposta, un campo magnetico
opposto. Ad una certa velocità critica, il campo magnetico indotto è
abbastanza forte da indurre la levitazione sopra una serie di tali circuiti. Gli
array di Halbach, si possono disporre in una configurazione stabile ed
installare, ad esempio, in un vagone ferroviario. I circuiti ovviamente devono
essere disposti al di sotto del treno. Inoltre la configurazione di questo
dispositivo, permette di respingere le linee di forza “dirette verso il treno” e
quindi esso viene sollevato. Questa soluzione quindi, permette di evitare
l’impiego di superconduttori criogenizzati. Inoltre non occorre usare
elettroniche attive, poiché i circuiti nella rotaia guida non vengono
attraversati da correnti (se viene utilizzato l’Array di Halback); se non quelle
indotte dall’Array di Halbach stesso.

49. corrente indotta e quindi il campo magnetico di risposta, il treno
deve essere già in movimento a pochi km/h (all’incirca a passo
d’uomo), per mantenere la levitazione.
Si ricordi inoltre che, né il sistema Inductrack, come neppure il
sistema EDS “classico” (Superconducting EDS), sono in grado
di far levitare i veicoli da fermi (anche se il sistema Inductrack,
consente la levitazione a velocità piuttosto basse); per entrambi i
sistemi, è richiesto l’utilizzo delle ruote. Contrariamente, i
sistemi di tipo EMS, non richiedono l’impiego di ruote.
Il sistema Inductrack, è stato progettato e sviluppato da un team
di ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory (in
California), con a capo il fisico Richard F. Post. Si tratta di un
sistema basato sulla tecnologia usata per far levitare i volani, il
cui scopo è di venire impiegato nei treni Maglev. A velocità
costante, l’elettricità è richiesta solo per spingere in avanti il
treno (contrastando così l’aria e l’effetto di trascinamento).
Sopra una velocità minima, man mano che essa aumenta ancora,
lo spazio di levitazione, nonché la forza di sollevamento e
l’energia elettrica utilizzata, sono sostanzialmente costanti. Il
sistema può sollevare 50 volte il peso del magnete.
Il termine Inductrack, deriva dalla parola induttanza o
induttore11
. Nel momento in cui un Array di Halbach passa
sopra i fili di rame dell’induttore, le variazioni sinusoidali nel
campo, inducono una tensione nelle bobine della rotaia. A basse
11
L'induttore è un componente elettrico che genera un campo magnetico al
passaggio di corrente elettrica (continua o alternata o ad impulsi). Nella teoria
dei circuiti l'induttore è un componente ideale (la cui grandezza fisica è
l'induttanza), in cui tutta l'energia elettrica assorbita è immagazzinata nel
campo magnetico prodotto. Gli induttori reali, realizzati con un avvolgimento
di un filo conduttore, presentano anche fenomeni dissipativi e capacitativi di
cui si deve tenere conto. Un induttore è costituito da un avvolgimento di
materiale conduttivo, generalmente filo di rame ricoperto da una sottile
pellicola isolante. In pratica si può assumere un induttore come un solenoide.

50. velocità, gli anelli costituiti dai fili di rame dell’induttore,
assumono una grande impedenza resistiva, e quindi le correnti
indotte sono alte dove il campo cambia più rapidamente; in tal
modo, attorno alle parti meno intense del campo, si produce un
piccolo effetto di sollevamento (levitazione). Tuttavia,
l’impedenza delle bobine varia proporzionalmente, in funzione
della velocità del veicolo; e a dominare è l’impedenza che
origina dall’insieme di tutte le bobine utilizzate. Questo ritarda
la fase del picco di corrente, in modo che la corrente indotta
nella rotaia guida, tende maggiormente a coincidere con i picchi
di campo del gruppo di magneti. La rotaia guida crea così il
proprio campo magnetico, che si allinea e respinge i magneti
permanenti, dando origine all’effetto di levitazione. La rotaia
guida è strutturata come una serie di circuiti LR12
.
Quando si utilizzano dei magneti permanenti al neodimio-ferro-
boro, la levitazione viene raggiunta a basse velocità. Il veicolo
di prova, è riuscito a levitare a velocità superiori ai 35 km/h;
tuttavia, Richard Post ritiene che, su un tracciato non
sperimentale e dunque su rotaie reali, la levitazione potrebbe
essere raggiunta a soli 1,6 – max. 3,2 km/h. Sotto la velocità di
transizione, il trascinamento magnetico aumenta in funzione
della velocità del veicolo; sopra la velocità di transizione,
invece, il trascinamento magnetico diminuisce (sempre in
funzione della velocità del veicolo). Ciò si verifica, poiché
l’impedenza induttiva, aumenta proporzionalmente con la
velocità (la quale compensa la maggiore velocità di
cambiamento del campo, subito dalle bobine); dando così
origine (a favore della levitazione), ad un costante flusso di
corrente, nonché ad un costante flusso di energia.
Esistono tre varianti del sistema Inductrack. La prima è
ottimizzata per le alte velocità (Inductrack I), la seconda è più
efficiente a basse velocità (Inductrack II) e la terza, è applicabile
ai carichi pesanti a basse velocità (Inductrack III). La seconda
12
Un circuito RL è un circuito elettrico del primo ordine basato su una
resistenza e sulla presenza di un elemento dinamico, l'induttore.

51. variante (Inductrack II), utilizza due Array di Halbach (uno
sopra e uno sotto la rotaia guida), per raddoppiare il campo
magnetico senza aumentare sostanzialmente il peso o la
superficie occupata dagli Array di Halbach (riducendo così
anche la resistenza di trascinamento a basse velocità).
Diverse proposte ferroviarie di tipo Maglev, si basano sul
sistema Inductrack. La US National Aeronautics and Space
Administration (NASA), sta anche valutando la tecnologia
Inductrack, per il lancio di aerei spaziali. La General Atomics
Aeronautical Systems, Inc., sta sviluppando la tecnologia
Inductrack, in collaborazione con molti partner di ricerca.
Cuscinetti magnetici a superconduttori
Esistono vari modi di sfruttare i superconduttori per la
produzione di cuscinetti magnetici, ma la soluzione più semplice
e ampiamente diffusa è senz’altro quella formata dall’accoppiata
di un elemento a superconduttore passivo ed un elemento a
magnete permanente; oltre naturalmente alla consueta unità di
refrigeramento. La presenza di quest’unità aggiuntiva comporta
un vincolo strutturale; vale a dire che è buona norma far
coincidere l’elemento a superconduttore con lo statore, mentre il
magnete permanente costituirà il rotore. Sarebbe infatti meno
agevole, nella pratica, progettare un cuscinetto in cui il sistema
refrigerante si trovasse solidale al rotore.
Un pregio molto apprezzato di questi cuscinetti, è la capacità di
mantenere passivamente il rotore (a magneti permanenti) in una
posizione stabile, semplicemente grazie al campo magnetico
intrappolato nel semiconduttore, che corregge gli eventuali
scostamenti dell’asse di rotazione dalla posizione originale.
Come abbiamo già visto nel caso dei cuscinetti magnetici attivi
(AMB), anche per quelli a superconduttori (SMB), è possibile
fare una distinzione in: cuscinetti di spinta e cuscinetti radiali. I
cuscinetti di spinta (“thrust bearings”) sono progettati per
supportare carichi assiali, ovvero gravanti in direzione dell’asse
di rotazione, che molto spesso coincide anche con la direzione

52. della forza di gravità. I cuscinetti radiali (“journal bearings”)
invece, supportano carichi in direzione perpendicolare all’asse
di rotazione. Le due tipologie possono anche essere combinate
in forma ibrida, per poter sostenere carichi sia assiali che radiali.
In entrambe le tipologie di base, va notato come statore e rotore
vengano disposti di modo che la sorgente generi un campo
magnetico simmetrico rispetto all’asse di rotazione; in questo
modo si garantisce un funzionamento bilanciato e stabile. I
vantaggi dei cuscinetti magnetici a superconduttori sono i
seguenti:
- Sono passivi (assenza di elettronica o alimentazione);
- Semplicità strutturale (che si traduce in una maggiore
affidabilità);
- Dimensioni e peso ridotti (rispetto ai cuscinetti AMB);
- Costo inferiore (rispetto ai cuscinetti AMB).
Gli svantaggi di questi cuscinetti (SMB) invece, sono i seguenti:
- Richiedono il refrigeramento (o comunque temperature
molto basse);
- Rigidezza magnetica inferiore (rispetto ai cuscinetti
AMB);
- Elevata dispersione del campo.
I cuscinetti SMB attuali sono basati su materiali HTS (High
temperature superconductors), che esibiscono superconduttività
di tipo II: a quest’ultima è associata una perdita denominata flux
creep, che costituisce uno dei punti deboli di questa tecnologia.
Il fenomeno del flux creep consiste nel lento espandersi delle
zone permeabili al campo magnetico con il tempo: questo
problema ha il grosso svantaggio di provocare una progressiva
diminuzione della forza di levitazione repulsiva, dovuto alla
riduzione delle regioni propriamente superconduttive. In
letteratura, numerose fonti riportano due metodi, risultati sempre
soddisfacenti, per ridurre questo problema: si tratta di metodi
ottenuti per via empirica, e successivamente provati

53. sperimentalmente. Essi consistono nel sottoporre il cuscinetto ad
un marcato precarico e preraffreddamento.
Nel caso dei cuscinetti a superconduttore si devono analizzare le
perdite di natura elettromagnetica, classificate come frizione
magnetica, che si originano in diversi modi instaurando forze
che tendono a frenare il rotore. La prima causa di tali perdite va
imputata al rotore, costituito da un magnete permanente. I
cuscinetti SMB più utilizzati, sono quelli in cui la fonte del
campo magnetico è costituita da un magnete permanente, mentre
il superconduttore presente nello statore risponde modellando
tale campo magnetico e dando dunque origine alle forze
elettromagnetiche, che inducono la levitazione cercata.
Il magnete permanente, nella sua condizione di funzionamento
ideale, dovrebbe dar luogo ad un campo magnetico
completamente uniforme. Tuttavia, nella pratica, si riscontra
sempre che la distribuzione della densità di flusso magnetico è
disomogenea: il problema legato a questa caratteristica si
manifesta quando tale magnete permanente si muove. Dal
momento infatti che esso coincide con il rotore del cuscinetto,
quello che si verifica è che, osservando il sistema dal punto di
vista dello statore, il campo magnetico non risulta stazionario
ma si comporta a tutti gli effetti, come un campo alternato.
Naturalmente, tale componente alternata è tanto più marcata
quanto più è accentuata la disomogeneità del campo emesso dal
magnete permanente.
La presenza di un campo magnetico variabile è fonte di attriti
elettromagnetici, dato che induce correnti indesiderate sia nello
statore HTS, sia nel criostato. Le correnti parassite in questione
(eddy currents), si presentano come moti vorticosi di elettroni; e
la loro origine si deve al campo magnetico variabile del rotore,
che agisce sulla superficie conduttrice dello statore e del
criostato. Il risultato è che tali correnti parassite, interagiscono
con il campo stesso che le ha generate, dando luogo ad una forza
attrattiva del tipo di Lorentz tra rotore e statore (così come tra
rotore e criostato): tutto ciò, ai fini pratici, si traduce in una

54. dissipazione dell’energia cinetica posseduta dal rotore, con un
conseguente rallentamento indesiderato.
Le suddette correnti parassite sono inoltre responsabili di un
effetto indesiderato secondario, ovvero l’aumento di temperatura
per effetto Joule: questo fenomeno ha diverse ripercussioni nel
semiconduttore dello statore, poiché provoca un aumento della
densità di corrente critica, un aumento della disomogeneità del
campo magnetico e di conseguenza un ulteriore peggioramento
delle perdite di rotazione.
Ma esiste anche un secondo meccanismo, simile al precedente,
che contribuisce a degradare la velocità del rotore: la causa di
base è sempre un campo magnetico disomogeneo. In questo
caso però, il campo magnetico in questione è quello dello statore
HTS.
Quest’ultimo, infatti, non viene realizzato come blocco unico,
bensì dall’unione di diversi pezzi di materiale superconduttore
(bulks); tipicamente intorno ad una decina. Il rotore, durante il
movimento, vede un campo magnetico discontinuo che si
comporta come se fosse variabile nel tempo. In questo caso la
distribuzione del campo magnetico risulta periodica di periodo
360°/n , dove n rappresenta il numero di bulks del rotore. Tale
campo variabile, induce correnti parassite nel rotore, le quali
daranno luogo ad effetti di frizione magnetica causati dalla forza
di Lorentz. In questo secondo caso però, si è provato
sperimentalmente che tale fenomeno può essere ridotto o
addirittura eliminato, con opportune contromisure, atte a rendere
omogeneo il campo magnetico che causa il problema. Una
soluzione soddisfacente è quella basata sulla modifica della
geometria dei blocchi di superconduttore e sul loro
riposizionamento.
Nel 2005, l’Università di Tokyo ha effettuato una serie di prove
in questo senso, dimostrando che effettivamente si riesce a
rendere il campo magnetico proveniente dallo statore più
omogeneo mediante impilamento e ridisposizione dei bulk di
superconduttore. Nello studio condotto si sono realizzati diversi
campioni di bulk a doppio strato mediante unione di pezzi a

55. parallelepipedo semplice oppure con profilo pentagonale. In
entrambi i casi si è poi considerato l’impiego misto di due
materiali: il tradizionale ossido di ittrio-bario-rame, e l’ossido di
gadolinio-bario-rame (rispettivamente YBCO e GdBCO).
Cuscinetti magnetici elettrodinamici
Questa tipologia di cuscinetti si trova in una posizione a sé
stante rispetto a quelle precedentemente trattate: alla base del
loro funzionamento non vi è infatti la forza di riluttanza
magnetica, bensì la forza di Lorentz. Modi equivalenti di
indicare questa famiglia di cuscinetti sono: cuscinetti
elettrodinamici, cuscinetti ad induzione, cuscinetti a correnti
parassite. Allo stesso modo dei cuscinetti a superconduttore,
quelli elettrodinamici sono prodotti relativamente recenti, sui
quali vale la pena investire sforzi di ricerca per diversi motivi.
L’interesse nei loro confronti è dovuto al fatto che, come
principale prerogativa, questa categoria di cuscinetti intende
offrire una soluzione alternativa ai cuscinetti attivi ed a
superconduttore, ma con una struttura molto più semplice. Il
loro funzionamento infatti non prevede l’aggiunta di nessuna
unità ausiliaria, che, come si è visto, era costituita dalla fonte di
alimentazione nei cuscinetti AMB, oppure dal criostato nel caso
dei cuscinetti SMB.
I cuscinetti elettrodinamici sono in grado di instaurare e
mantenere la levitazione magnetica sfruttando il principio di
reazione descritto dalla legge di Lenz. Come noto, questa
asserisce che un flusso magnetico variabile, interagendo con un
conduttore, provoca in esso una variazione di tensione e, se
chiuso, la circolazione di correnti tali da contrastare la
variazione del flusso magnetico che l’ha provocata.
Le correnti che si vengono a creare sono dette correnti parassite,
oppure in inglese eddy currents, nome derivante dalla loro
caratteristica circolazione vorticosa: questo è dovuto al fatto che,
essendo correnti indotte da una variazione di flusso magnetico,
il loro moto viene continuamente deviato in direzione

56. perpendicolare a causa dell’azione della forza di Lorentz. Grazie
al campo magnetico secondario prodotto da queste correnti,
vengono a crearsi forze repulsive tra il conduttore stesso e la
sorgente del campo magnetico primario, consentendo dunque la
levitazione. Si può dire che il conduttore agisce da specchio nei
confronti del campo magnetico primario. La variazione di flusso
magnetico cercata, può essere ottenuta, oltre che tramite un
magnete permanente in movimento, anche attraverso una bobina
percorsa da corrente: questa soluzione, però, oltre ad essere poco
efficiente a causa delle perdite resistive che comporta,
comporterebbe la necessità di un’alimentazione esterna;
annullando di fatto il principale vantaggio dei cuscinetti
elettrodinamici rispetto ai tradizionali cuscinetti AMB.
Nonostante ciò, sono stati sviluppati cuscinetti elettrodinamici di
tipo attivo, principalmente per applicazioni a basse prestazioni,
anche se la configurazione passiva basata su magneti permanenti
resta la più apprezzata.
L’idea di levitazione magnetica per via elettrodinamica appena
esposta è molto semplice e lineare da un punto di vista teorico.
Nel momento in cui si voglia passare all’implementazione
pratica di un cuscinetto basato su di essa, si devono però
considerare gli effetti dissipativi necessariamente legati a questa
tecnologia. Se da un lato il fenomeno della riflessione di campo
magnetico sul conduttore costituisce la fonte stessa della forza di
levitazione richiesta, d’altro canto, le correnti indotte nel
conduttore per la legge di Lenz, causano perdite per effetto Joule
con conseguente abbassamento dell’efficienza di questi
dispositivi. La riduzione di questo problema rappresenta il
principale ostacolo da superare per l’implementazione concreta
di un cuscinetto elettrodinamico.
Bisogna però chiarire, innanzitutto, a cosa mirino le tecniche di
riduzione delle correnti parassite. Tali correnti non sono di per
sé un fenomeno da evitare in modo universale, dal momento che
costituiscono il cardine stesso della levitazione magnetica su
base elettrodinamica. Le perdite a loro associate, pertanto, sono
in un certo modo inevitabili in presenza di conduttori reali. Ciò

57. che in realtà si vuole eliminare, sono quelle correnti parassite
che non contribuiscono attivamente ad instaurare e mantenere la
levitazione stabile (la presenza di tali correnti è del tutto
superflua, fintantoché il rotore del cuscinetto opera in sede,
ovvero ruotando in maniera concentrica rispetto allo statore). La
loro comparsa è necessaria soltanto se e quando il rotore,
subisce uno scostamento e si desiderino delle forze in grado di
ripristinare spontaneamente l’equilibrio.
A livello concettuale, senza specifici riferimenti alla
realizzazione dei cuscinetti, una soluzione proposta per
attenuare queste perdite è il cosiddetto schema null-flux. Questa
configurazione prevede il posizionamento di un secondo
magnete in posizione simmetrica all’originale rispetto al
conduttore, e vincolato in maniera tale da inseguirne i
movimenti: l’effetto immediato di questa soluzione è la
comparsa all’interno del conduttore di ulteriori correnti, indotte
dalla variazione di campo magnetico prodotta dal secondo
magnete in movimento.
Queste correnti, nell’ipotesi realistica di un conduttore con
spessore ben definito, tenderanno a distribuirsi sulla superficie
dello stesso per effetto pelle: si può pensare, tuttavia, che in
presenza di un conduttore con spessore ipoteticamente
infinitesimo, queste correnti si sovrappongano compensandosi
perfettamente. In questo caso le perdite legate alle correnti
indotte risulterebbero completamente annullate. L’effetto di
cancellazione si verifica però solamente qualora i due magneti
siano posizionati in maniera perfettamente simmetrica rispetto al
piano conduttore: un minimo scostamento di questi provoca la
ricomparsa di tali correnti parassite, e secondo la legge di Lenz,
il corrispondente flusso magnetico tenderà a respingere lo
scostamento, ripristinando la posizione di equilibrio. In questo
modo, rispetto alla configurazione a singolo magnete, adottando
lo schema null-flux, le correnti parassite appaiono soltanto
quando effettivamente sono necessarie. La necessità di
impiegare conduttori di spessore finito rende però, di fatto,
questa soluzione priva di fattibilità concreta.

58. In passato, sono state studiate e sviluppate differenti soluzioni,
con lo scopo di ottenere cuscinetti elettrodinamici a basse
perdite per correnti parassite. Tuttavia, buona parte di queste
soluzioni si basavano sull’impiego di avvolgimenti conduttori,
con conseguente complicazione della struttura. Ad oggi, si
prediligono i cuscinetti nelle cosiddette configurazioni
eteropolari ed omopolari, grazie alla loro funzionalità,
unitamente alla loro semplicità strutturale.
La configurazione eteropolare, prevede l’alternanza delle
polarità magnetiche all’interno di una medesima sezione di
piano, perpendicolare all’asse di rotazione. In presenza di questa
configurazione, per minimizzare le correnti parassite indotte
durante la rotazione, è indispensabile praticare la laminazione
del rotore: tramite questa procedura il rotore, anziché essere
costituito da un blocco conduttore unico, viene formato
dall’impacchettamento di sottilissimi dischi, separati tra loro da
un velo di materiale isolante. Con questo accorgimento, è
possibile ridurre notevolmente le perdite, poiché la superficie
conduttrice a disposizione delle correnti parassite viene
drasticamente ridimensionata.
Figura 2.6. Cuscinetto in configurazione eteropolare.

59. In configurazione omopolare, invece, l’alternanza tra poli
magnetici è riscontrabile solo in direzione longitudinale rispetto
all’asse di rotazione. Nonostante ciascuna delle due
configurazioni abbia i propri pregi, apprezzabili in applicazioni
specifiche, tipicamente si considerano più efficienti i cuscinetti
in configurazione omopolare; questo perché, grazie alla stessa
disposizione dei magneti, il rotore in movimento risente molto
meno delle variazioni del flusso magnetico e conseguentemente
le perdite durante la normale rotazione risultano molto limitate.
Del resto, i cuscinetti eteropolari hanno a loro favore una
maggiore semplicità in fase di realizzazione, nonché un costo
sensibilmente inferiore.
Figura 2.7. Cuscinetto in configurazione omopolare.
In linea teorica, si potrebbe affermare che il principio alla base
dei cuscinetti omopolari consentirebbe un funzionamento privo
di perdite, beninteso che questo è possibile solo fintantoché
persiste la condizione di rotazione concentrica.
Nella realtà, è impossibile evitare alcune perdite che, per quanto
minimizzabili, non si possono evitare completamente; tra queste,
va menzionato l’attrito meccanico dovuto all’aria presente
nell’intercapedine tra il rotore e lo statore: le pompe a vuoto,
infatti, non sono in grado di eliminare completamente tutta l’aria

60. qui presente, pertanto in qualche misura si viene a creare
dell’attrito. Alle perdite contribuiscono inoltre le forze
giroscopiche, imposte inevitabilmente dai moti terrestri, le
imperfezioni e le disomogeneità dei materiali, che possono
alterare le simmetrie dei campi magnetici previste. I cuscinetti
elettrodinamici, inoltre, richiedono la presenza di uno starter,
ovvero di un meccanismo di sospensione ausiliario che
intervenga alle basse velocità (ossia quando la forza di
levitazione magnetica è ancora troppo bassa).
Dal punto di vista pratico e progettuale, sono stati effettuati studi
approfonditi per dimostrare le potenzialità applicative che
possono offrire i cuscinetti elettrodinamici, e nello specifico
quelli omopolari: una parte consistente di questo lavoro è
contenuto negli scritti di Lembke e Filatov , che hanno
effettivamente provato le doti e le potenzialità di questa
tecnologia in diversi campi (tra i quali spicca quello degli
accumulatori flywheel13
). Nonostante ciò, i cuscinetti
elettrodinamici sono ancora da considerarsi una tecnologia in
fase di maturazione.
13
La batteria a volano o FES in inglese, cioè Flywheel Energy Storage, è un
dispositivo elettromeccanico atto all'immagazzinamento di energia sotto
forma di energia cinetica rotazionale. L'idea di base è accumulare energia
ponendo in rapida rotazione un volano, realizzando perciò una batteria
inerziale. Quest'idea è molto interessante poiché si possono accumulare
grandi quantità di energia in un oggetto “piccolo”, rispetto ad altri tipi di
accumulatore (come ad esempio le celle elettrochimiche). Anche se la
tecnologia è in linea di massima ancora a livello sperimentale, esistono molte
applicazioni altamente specialistiche (industria aerospaziale, automobilismo,
etc.) o dimostrative (prototipi automobilistici, concept car, etc.); la batteria a
volano permette, quando non è connessa ad alcun dispositivo, di mantenere
livelli di energia nel tempo che sono misurabili sulla scala di decine di anni,
prima che il volano rallenti ad un movimento non operativo (ovvero che si
scarichi); se si raggiungono output elevati, cicli di ricarica ultrarapidi e
bassissima manutenzione, si evince che la batteria a volano può avere
prestazioni molto più elevate della equivalente tecnologia elettrochimica.

61. Ma le prospettive di sviluppo sono favorevoli, grazie ad alcuni
vantaggi che presentano rispetto ad altre tipologie di cuscinetti.
In primo luogo questi dispositivi, una volta posti in rotazione al
di sopra della velocità critica, sono in grado di mantenersi in
funzionamento passivamente, senza essere dipendenti da unità
ausiliarie: i cuscinetti attivi, così come quelli a superconduttore,
sono invece caratterizzati dal bisogno di alimentazione (sia per
gli elettromagneti che per il criostato). Tale fabbisogno di
energia esterna, va inglobato a tutti gli effetti tra le perdite del
sistema, al pari di altre forme di dissipazione, contribuendo ad
abbassare l’efficienza. I cuscinetti elettrodinamici, d’altra parte,
dissipano energia a causa delle correnti parassite, ma soltanto
periodicamente, quando intervengano fattori perturbanti che
spostino il rotore dalla posizione di rotazione corretta. Altri
punti di forza tipici dei cuscinetti elettrodinamici sono: l’ampio
range di temperature operative, l’elevata efficienza, il basso
costo di fabbricazione e manutenzione, e la ridotta precisione
richiesta in fase di fabbricazione.

62. PROGETTI CON TECNOLOGIA MAGLEV,
NEL MONDO
Stati Uniti
La General Atomics, a San Diego, dispone di una struttura di
prova per veicoli a sistema Maglev, lunga 120 metri. Nel 2008,
la Union Pacific ha commissionato alla General Atomics, lo
studio di una struttura lunga 8 km, per il trasporto di merci in
containers con tecnologia Maglev, tra i porti di Los Angele e
Long Beach.

63. Figura 3.1. Uno shutlle-container della General Atomics.
I containers progettati e sviluppati dalla General Atomics,
utilizzano una tecnologia Maglev passiva (o “permanente”); che
consiste nell’impiego (per generare l’effetto della levitazione) di
magneti permanenti, in un Array di Halbach. Dunque sia per la
levitazione che per la propulsione, non è richiesto l’utilizzo di
elettromagneti. La General Atomics ha ricevuto, da parte del
governo federale degli Stati Uniti, un finanziamento per la
ricerca di ben 90 (USD) milioni di dollari. La General Atomics
inoltre, sta valutando questa tecnologia per il trasporto pubblico
di passeggeri, ad alta velocità.
Negli Stati Uniti, la Federal Transit Administration (FTA), con
il programma denominato “Urban Maglev Technology
Demonstration”, ha finanziato lo sviluppo di diversi progetti
dimostrativi, per l’impiego della tecnologia Maglev a bassa
velocità, nei centri urbani. La FTA, ha dunque valutato l’utilizzo
della tecnologia HSST (High Speed Surface Transport) per il
Dipartimento dei Trasporti del Maryland e la tecnologia Maglev
per il Dipartimento dei Trasporti del Colorado. La FTA ha
inoltre finanziato le ricerche della General Atomics alla
California University della Pennsylvania (la città californiana,

64. non lo Stato), per la valutazione dei progetti “MagneMotion
M3” e “Maglev2000” della Florida Corporation (un’azienda che
si occupa di sistemi Maglev EDS), in collaborazione con il
Dipartimento dei Trasporti della Florida ed altre agenzie. Altri
progetti dimostrativi statunitensi (degni di nota), relativi alla
tecnologia Maglev per l’impiego in centri urbani, sono il LEVX
(situato nello Stato di Washington) e il MagPlane (con sede nel
Massachusetts).
A Powder Springs, nello Stato della Georgia, esiste una struttura
sperimentale per i sistemi Maglev, costruita dall’American
Maglev Technology, Inc. . In questo tracciato, i veicoli vengono
gestiti fino ad una velocità di circa 60 km/h (circa 36 km/h in
meno della velocità massima consentita, che è di 96 km/h).
Delle linee ferroviarie ad alta velocità (con tecnologia Maglev),
tra le principali città del sud della California, sono in fase di
studio attraverso il progetto: “California-Nevada Interstate
Maglev”. Questo progetto venne originariamente proposto come
parte di un piano d’estensione per la Interstate-514
o per la
Interstate-1515
; ma il governo federale ha stabilito che deve
essere separato dai progetti di lavoro pubblici interstatali. Dopo
questa decisione, delle società private del Nevada hanno
proposto una linea che parta da Las Vegas ed arrivi fino a Los
Angeles, con fermate a Primm (Nevada), Baker (California) ed
altre location in tutta la Contea di San Bernardino (a Los
Angeles).
Con la tecnologia Maglev, è stato inoltre proposto un progetto
per una linea di 64 km, che colleghi Baltimora (nello Stato del
Maryland) con Washington D.C. Il collegamento, nello
14
La Interstate-5 (I-5) è la principale autostrada sulla costa occidentale,
parallela alla costa pacifica. Si estende da sud a nord per 2'223 km,
collegando il Canada con il Messico (attraversando gli stati degli USA di
California, Oregon e Washington).
15
L' Interstate-15 (I-15) è la quarta strada transcontinentale più lunga tra le
autostrade degli Stati Uniti. Attraversa, in direzione nord-sud, gli stati della
California, del Nevada, dell'Arizona, dello Utah, dell'Idaho e del Montana.

65. specifico, sarebbe da realizzarsi tra lo stadio Oriole Park at
Camden Yards e il Baltimore/Washington International
Thurgood Marshall Airport. Vi è poi il progetto per un
collegamento Maglev tra l’aeroporto internazionale di
Pittsburgh (nello Stato di Pennsylvania), con la città di
Greensburg (nello Stato del Kansas). Si tratta del Pennsylvania
High-Speed Maglev Project. Il progetto iniziale è stato proposto
per servire circa 2,4 milioni di persone nell’area metropolitana
di Pittsburgh. Il progetto di Baltimora ha gareggiato con quello
di Pittsburgh per una sovvenzione federale di 90 milioni di
dollari.
Nel 2006, la città di San Diego ha commissionato uno studio per
la realizzazione di una linea con tecnologia Maglev, in relazione
ad una proposta di costruzione di un aeroporto nella Imperial
County. Inoltre, il treno avrebbe avuto il potenziale per il
trasporto di merci. In seguito sono stati richiesti ulteriori studi,
ma nessun finanziamento è mai stato concordato.
Nel dicembre del 2012, il Dipartimento dei Trasporti della
Florida, ha dato la sua approvazione condizionata ad una
proposta dell’ American Maglev, per la costruzione di una linea
privata (lunga 24 km e con cinque stazioni di fermata), che
colleghi l’aeroporto internazionale di Orlando, con l’ Orange
County Convention Center. Il Dipartimento dei Trasporti ha
richiesto una valutazione tecnica e ha fatto sapere che ci sarebbe
stata da parte loro la richiesta di ulteriori proposte, per rivelare
eventuali progetti concorrenziali. Il percorso richiede l'utilizzo
di un diritto di passaggio pubblico. Se la prima fase di questo
progetto verrà realizzata, l’ American Maglev proporrà altre due
fasi (che prevedono lo sviluppo di una tratta di 8 km ed un’altra
di 31 km), per portare la linea fino al Walt Disney World.
Giappone
Il Giappone, come già visto, dispone di una struttura di prova
nella prefettura di Yamanashi (in cui viaggiano i treni
SCMaglev MLX01, in grado di raggiungere la velocità massima

66. di 581 km/h). Il sistema commerciale automatizzato “Urban
Maglev”, è stato messo in funzione ad Aichi, nel marzo del
2005. La linea Tobu-kyuryo, altrimenti nota come la linea
LINIMO, copre 9 km; ha un raggio d’azione minimo di 75 metri
e una pendenza massima del 6%. Il veicolo Maglev utilizzato su
questa linea può raggiungere una velocità massima di 100 km/h.
Più di dieci milioni di persone hanno usufruito di questa linea,
nei primi tre mesi di attività. A 100 km/h, il veicolo è
sufficientemente veloce per soste frequenti e il suo impatto
acustico sulle comunità circostanti è relativamente basso (quasi
nullo). I treni (progettati dalla Chubu HSST Development
Corporation, che gestisce anche una struttura di prova a
Nagoya) della linea LINIMO, sono attivi anche in caso di
maltempo.
La costruzione della linea ferroviaria Chuo Shinkansen, è
iniziata nel 2014 (il permesso governativo di procedere con la
costruzione è stato dato il 27 maggio 2011). La linea collegherà
Tokyo, Nagoya e Osaka passando per il tratto sperimentale già
realizzato nella prefettura di Yamanashi. Al momento è in
costruzione un'estensione di 18,4 km ai precedenti 42,8 km del
tracciato di prova. Inizialmente la ferrovia dovrà collegare
Tokyo e Nagoya in 40 minuti, e infine Tokyo e Osaka in circa
un’ora, correndo alla velocità massima di 505 km/h. La linea
Chūō Shinkansen, rappresenta il culmine dello sviluppo del
Maglev giapponese, iniziato negli anni settanta con un progetto
finanziato dal governo e dalla Japan Airlines. Ora il progetto è
in mano alla JR Central, che si occupa dell'infrastruttura e della
ricerca. La JR Central, spera di avviare il servizio commerciale
fra Tokyo e Nagoya nel 2027, e quindi di estenderlo fino a
Osaka nel 2045. Si sta inoltre pensando di aprire un servizio
parziale fra Kofu e Sagamihara, attorno al 2020.

67. Figura 3.2. Un treno Maglev, sul tracciato di prova della prefettura di
Yamanashi.
Cina
Il 31 dicembre del 2000, presso la Southwest Jiaotong
University di Chengdu, venne testato con successo il primo
veicolo Maglev (con superconduttori ad alta temperatura),
dotato di equipaggio. Nel gennaio del 2001, i cinesi firmarono
un accordo con la Transrapid per la costruzione di una linea
ferroviaria ad alta velocità, che utilizzasse un treno Maglev con
tecnologia EMS, per collegare l’aeroporto internazionale di
Pudong con la stazione della metropolitana di Longyang (nella
parte orientale di Shanghai). Questa “linea dimostrativa” (o
“segmento operativo iniziale”), è entrato in funzione per il
pubblico (dunque a livello commerciale), solo a partire dal mese
di aprile del 2004. Attualmente, questa linea gestisce circa 120
corse giornaliere su un percorso di 30 km (da una stazione
all’altra), che compie in circa sette minuti ad una velocità
massima di 431 km/h (e una media di 266 km/h).

68. Dei progetti per l’estensione di questa linea fino alla stazione
ferroviaria di Shanghai Sud e all’aeroporto di Hongqiao, sono
ancora in attesa di essere realizzati. Dopo che il collegamento
ferroviario Shanghai – Hangzhou (una linea ad alta velocità, con
treni a tecnologia convenzionale), verso la fine del 2010, è stato
reso operativo, un’estensione della linea Maglev ha iniziato ad
apparire un po’ ridondante (per cui si è scelto,
momentaneamente, di lasciare in stand-by tutte le idee per lo
sviluppo di eventuali ulteriori progetti).
La Linea S1 (nota anche con i seguenti nomi: Mentougou Line,
Datai Line, Beijing Maglev Trains e Beijing City Rail), per treni
di tipo Maglev, è attualmente in costruzione e si prevede che
sarà operativa (ovvero aperta al pubblico) a dicembre del 2015.
Essa sarà gestita dalla Beijing Suburban Railway. Una volta che
questa linea verrà ultimata e resa operativa, ospiterà il secondo
treno commerciale cinese con tecnologia Maglev (dopo il
Transrapid di Shanghai).
I treni della linea S1 potranno utilizzare la tecnologia Maglev
per basse velocità (e potranno raggiungere una velocità massima
di 105 km/h). La linea fa parte dei tentativi di Pechino di
affrontare i problemi ambientali causati da un uso eccessivo
delle automobili, come pure dalla combustione di alte quantità
di carbone e da una rapida urbanizzazione. Inoltre, molte città
cinesi stanno aggiornando i loro sistemi ferroviari urbani con
l’introduzione di “tecnologie verdi” (di cui ovviamente fa parte
anche la tecnologia Maglev, poiché produce zero emissioni).
Attualmente in costruzione, vi è anche il Changsha Maglev; che
è un treno a levitazione magnetica previsto per la città di
Changsha (capitale della provincia di Hunan, nella Cina sud-
centrale). La linea per questo treno Maglev, si estende per oltre
18 km (collegando il Changsha Huanghua International
Airport, con la Stazione di Langli e la Changsha South Railway
Station). La velocità media di questo treno sarà di 100 km/h.
Anche in questo caso, si prevede la fine dei lavori per dicembre
del 2015 (quando inizieranno le prime corse sperimentali),

69. affinché il servizio possa essere commercialmente operativo
nella prima metà del 2016.
Corea del Sud
Nel mese di luglio del 2014, nella Città metropolitana di
Incheon, è stata inaugurata (dunque aperta al pubblico) la linea
Incheon Airport Maglev; che collega l’aeroporto internazionale
di Incheon con la Stazione di Yongyu e il Leisure Complex,
passando per Yeongjong Island. Il sistema Maglev in questione è
stato sviluppato grazie alla cooperazione tra il Korea Institute of
Machinery and Materials (KIMM) e la Hyundai Rotem.
Questa linea ferroviaria è lunga 6,1 km e lungo il tracciato vi
sono sei stazioni di fermata; il treno viaggia ad una velocità
operativa di 110 km/h. Si tratta del terzo sistema operativo
Maglev del mondo, per il servizio pubblico (dopo il Transrapid
di Shanghai e la linea giapponese LINIMO). La maggior parte
della costruzione è stata completata nel mese di novembre del
2012. È inoltre in previsione la costruzione di altri due tracciati
complementari a questa linea, di 9,7 e 37,4 km. Una volta che
questi due tracciati complementari verranno completati, l’intera
linea ferroviaria assumerà un aspetto circolare.