Cum menținem metrourile și trenurile răcoroase într-o lume tot mai fierbinte?
Pe măsură ce temperaturile cresc, trenurile și metrourile devin insuportabile. Soluțiile potențiale includ de toate, de la răcirea tunelurilor cu apă până la vopsirea materialului rulant, dar nu există o soluție magică.
Cea mai mare temperatură pe care Jonathan Paul a înregistrat-o vreodată într-o stație de metrou din Londra este de aproximativ 42 de grade Celsius. Paul, cercetător la Royal Holloway, University of London, folosește smartphone-ul său echipat cu termometru pentru a lua astfel de citiri. 42°C este genul de căldură care ar determina pe cineva să alerge la cea mai apropiată clădire cu aer condiționat. Sub pământ, totuși, nu pot. Nu există decât tuneluri sufocante și trenuri țipătoare aici jos.
Rețeaua de metrou trece prin argilă groasă, iar acel material dens absoarbe căldura generată de trenuri de când au fost săpate primele tuneluri, în unele cazuri acum mai bine de 100 de ani. Montarea unităților de aer condiționat pe trenuri riscă să încălzească și mai mult tunelurile, deoarece aerul cald din interiorul vagoanelor este deversat în tuburile îmbătrânite. Dar Paul are o idee pentru a răci tunelurile în sine.
„Apa, ca agent frigorific, poate reține cantități enorme de căldură”, spune el. „Este peste tot sub Londra.” Lucrează la o tehnologie care ar folosi apa subterană la aproximativ 10 grade Celsius pentru a transporta căldura excesivă departe de stațiile de metrou. Și o testează adânc într-o carieră de cretă la vest de Londra, lângă orașul Reading.
Trenurile, fiind tuburi metalice pline cu oameni, sunt greu de răcit. Dar, pe măsură ce verile devin mai fierbinți din cauza schimbărilor climatice, asigurarea faptului că transportul public rămâne confortabil și sigur devine din ce în ce mai important. Este o problemă globală. Pasagerii trenurilor din Japonia și Maroc s-au plâns de aer condiționat insuficient în timpul valurilor de căldură din acest an, iar un studiu din 2023 a raportat temperaturi ale vagoanelor de tren de până la 47 de grade Celsius în India. Paul, de exemplu, a fost martor la efectele supraîncălzirii asupra navetiștilor care folosesc trenuri de suprafață. „Am văzut patru persoane leșinând vara aceasta”, spune el.
Primele trenuri cu aer condiționat datează de acum aproximativ un secol. Un articol din 1933 a spus-o astfel: „Până acum, toată lumea s-a temut de o călătorie cu trenul vara.” Dacă ar fi putut vedea viitorul. Astăzi, trenurile și rețelele de transport subteran pot fi atât de incomode în timpul valurilor de căldură, încât mulți pasageri evită să le folosească cu totul.
Paul și colegii săi cred că soluția lor va funcționa. Urcă 20 de metri pe o scară în acea carieră de cretă de lângă Reading și o vei găsi. Există mai multe galerii de dimensiuni diferite săpate în cretă, separate de uși. „Încercăm să simulăm condițiile reale din metrou”, spune Paul, deși lucrurile din carieră sunt puțin mai monotone. „Este foarte întuneric, este destul de murdar.”
În 2022, el și un coleg au publicat o lucrare care descria modul în care apa din râurile subterane sau acvifere ar putea fi pompată în schimbătoare de căldură atașate de tavan deasupra platformelor de metrou. Aerul fierbinte aspirat în aceste schimbătoare ar transmite o parte din căldura sa apei, permițând aerului rece să sufle pe cealaltă parte. Apa încălzită ar curge ușor prin pământ - poate pentru a fi răcită sau tratată în altă parte. Un prototip al acestei configurații este acum instalat la cariera de cretă.
„Pentru o rată nominală de pompare pe parcursul unei ore, putem schimba temperatura camerei [de dimensiunea unui dormitor] cu aproximativ 10-11 grade [Celsius]”, spune Paul. El și colegii săi trebuie încă să testeze modul în care ar funcționa în camere mari și, în mod crucial, nu este sigur dacă Transport for London (TfL) - organismul care operează metroul - ar implementa-o vreodată în realitate. Cu toate acestea, Paul susține că sistemul ar putea fi o îmbunătățire semnificativă față de o tehnologie similară testată de TfL în 2006. Acea tehnologie, care nu mai este utilizată, a încercat răcirea folosind apa subterană care s-a infiltrat în și apoi a fost pompată din stația Victoria din centrul Londrei. Paul sugerează că acest fluid nu ar fi fost la fel de rece ca apa scoasă direct din acviferele sau râurile subterane din apropiere. El adaugă că sistemul său folosește filtre speciale pentru a reduce riscul ca apa cretoasă să provoace depuneri excesive de calcar și blocaje.
WIRED a întrebat TfL dacă ar lua în considerare utilizarea sistemului pe care Paul și colegii săi l-au elaborat. Deși TfL a refuzat un interviu, Melvin Lim, un purtător de cuvânt, spune că organismul a trebuit să „prioritizeze cu atenție” investițiile în ultimii ani. El a subliniat introducerea de noi trenuri pentru linia Piccadilly anul viitor, care vor avea aer condiționat: „Rămânem deschiși la măsuri care vor ajuta la gestionarea impactului creșterii temperaturilor din cauza schimbărilor climatice.”
TfL, în cinstea sa, a depus multe eforturi de-a lungul anilor pentru a încerca să rezolve problema tunelurilor fierbinți, inclusiv atașarea de panouri de răcire la pereții tunelului. Panourile, care circulă apa pentru a elimina căldura din aer, au fost desfășurate într-un test în 2022, deși nu sunt utilizate în prezent. Paul susține că un astfel de sistem ar putea fi prohibitiv de scump.
Hassan Hemida de la Universitatea din Birmingham spune că tehnologia de răcire cu apă a lui Paul este o „idee bună”, deși rămâne de văzut câtă căldură ar putea elimina cu adevărat dintr-o stație de metrou reală și aglomerată. Anumite căi ferate pur și simplu împing limitele capacității noastre de a răci lucrurile, spune Hemida. El dă exemplul trenurilor super-de mare viteză care circulă, de exemplu, cu 400 de kilometri pe oră. Acestea forțează aerul să iasă din calea lor cu viteze mari, ceea ce înseamnă că presiunea aerului din jurul echipamentelor de încălzire, ventilație și aer condiționat (HVAC) de pe acoperișurile acelor trenuri poate scădea semnificativ. „Atunci, nu poți aspira aer în sistemul HVAC”, spune el. În cele din urmă, asta ar putea cauza defectarea unității de aer condiționat. „Am fost contactat de colegi din China și vor să găsească o soluție pentru această problemă”, adaugă Hemida.
Tot mai mulți operatori de trenuri adoptă sisteme de aer condiționat ca standard, totuși. Linia Elizabeth, relativ nouă a Londrei, dispune de aer condiționat, de exemplu. Iar un purtător de cuvânt al Škoda Transportation, care a lansat recent trenuri de metrou cu aer condiționat în capitala Bulgariei, spune: „În general, fiecare vehicul pe care îl producem acum este echipat cu AC.” Sharon Hedges, manager senior de implicare la Transport Focus, un organism de supraveghere al industriei, adaugă: „Pe măsură ce oamenii se gândesc la achiziționarea de material rulant nou, acestea sunt genul de lucruri care trebuie să fie în mintea tuturor acum.”
Valurile de căldură sunt un lucru în Marea Britanie. Dar deșertul egiptean? Compania germană de tehnologie Siemens furnizează Egiptului un nou set de trenuri de mare viteză care pot circula cu viteze de până la 230 de kilometri pe oră. Trenurile Velaro ale firmei sunt folosite în multe locuri din Europa, dar pentru Egipt, Siemens le-a testat cu adevărat. Vara trecută, compania a dus unul dintre trenuri la o unitate de testare din Austria și l-a expus la condiții neplăcute, inclusiv temperaturi de până la 60 de grade Celsius și vânturi puternice.
„Obținem 26 de grade temperatura interioară în cele mai fierbinți condiții exterioare”, spune Björn Buchholz, șeful sistemelor HVAC și a ușilor. „Am adăugat un sistem special de filtrare”, adaugă el, explicând că acest lucru va ajuta la eliminarea nisipului și a prafului care intră din deșertul egiptean, pentru a menține AC-ul funcționând conform proiectului.
În timp ce aerul condiționat este popular printre călătorii obosiți de vară, măsurile de răcire pasivă au, de asemenea, un rol de jucat, spune John Lawrence, consultant pentru industria feroviară la JPL Diversified. Multe stații de tren au deja copertine, care umbresc platformele și vagoanele în timp ce pasagerii se îmbarcă. Dar nu este întotdeauna cazul. „[Trenul] poate sta acolo destul de vesel la soare - profitați de ocazie pentru a scăpa de o parte din acel câștig solar”, spune Lawrence.
Odată ce un tren este în aer liber, vopselele sau acoperirile foarte reflectorizante ar putea ajuta, de asemenea. În Marea Britanie, Consiliul de Siguranță și Standarde Feroviare (RSSB), o organizație independentă de standarde și cercetare, intenționează să testeze o selecție de astfel de tehnologii pe trenuri anul viitor. „Există o șansă decentă ca un fel de înveliș sau acoperire reflectorizantă să devină o abordare rentabilă pentru a face față acestei probleme”, spune Richard Walker, director adjunct de cercetare la RSSB. Diferite trenuri ar putea avea nevoie de soluții ușor diferite, în funcție de faptul dacă urmează o rută nord-sud sau est-vest, adaugă colega sa Scarlett Hayward Mitchell, analist de suport pentru cercetare. Acea orientare ar putea afecta care părți ale vehiculului sunt mai frecvent expuse la soare puternic.
A face ceva cu căile ferate este scump în aceste zile. Așadar, actualizările la sistemele de aer condiționat sau livreele vor avea cel mai probabil loc atunci când operatorii de trenuri fac actualizări programate ale materialului rulant. În Marea Britanie, un program de transfer a unor servicii feroviare în proprietate publică - transformându-le în parte a unei noi entități numită Great British Railways - ar putea fi o scuză bună pentru a investi în noi vopsele sau livree pentru trenuri. Acesta este parțial motivul pentru care RSSB a decis să cerceteze materialele reflectorizante chiar acum, explică Walker.
Între timp, Paul și colegii săi continuă să lucreze la tehnologia lor de răcire subterană la situl lor de testare din cariera de cretă. „Construim încet pentru a prezenta un caz că acest lucru poate fi implementat operațional”, spune el. „Suntem poate la un an distanță de asta.” Dacă el, sau oricine, poate interesa TfL - și poate răci cu succes metroul - atunci poate că orice este posibil.