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Cerca de 50 kilómetros de vías de metro están en la superficie de Santiago. Este hecho singular despertó el interés de investigadores de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM), quienes proponen aprovechar la luz solar e implementar paneles solares con el fin de asumir anualmente el 20 por ciento de la demanda energética de este transporte público.

La eficiencia energética puede contribuir a reducir los niveles de contaminación además de proveer de mejor calidad de servicio a los pasajeros que utilizan el metro.

La Hongqiao Railway Station de Shangai, una de las experiencias donde el transporte ha introducido energía solar para su funcionamiento.

Tramo de la línea 2 del Metro de Santiago que va desde estación Los Héroes a Toesca en el que los investigadores simularon visualmente los paneles fotovoltaicos.

El tren sale de Amberes, Bélgica en dirección a Amsterdam, Holanda. El trayecto es de más de cien kilómetros, de los cuales cuarenta poseen 16 mil paneles fotovoltaicos en el techo, superficie equivalente a ocho estadios. Gracias a esta iniciativa, que comenzó a operar el 2011, es que anualmente se dejaron de emitir a la atmósfera más de dos mil toneladas de dióxido de carbono.

Si bien entre Amberes y Santiago de Chile hay casi 12 mil kilómetros de distancia, nuestro país puede adoptar una experiencia como la europea. Tal como proponen académicos de la FCFM, el suministro energético del Metro de Santiago puede incluir energía solar en su matriz.

Según cifras del Centro de Energías de dicha Facultad, para mover los trenes que circulan en las 108 estaciones que actualmente posee la red, se utiliza el 2,5 por ciento de la energía eléctrica que usa la capital, de la cual el 70 por ciento está destinada a hacer andar los trenes y el 30 por ciento para ventilación, aire acondicionado, iluminación, entre otras funciones.

Como explica el profesor Jorge Amaya, académico del Centro de Modelamiento Matemático (CMM), el uso de energía eléctrica es totalmente viable para Santiago dado los niveles de radiación solar en comparación a otras experiencias, como el Stillwell Avenue Station de Nueva York que está a la altura de Osorno, el Support Services Center, de Los Ángeles que está a la altura de Rancagua y el Beijing South Railway Station que se ubica a la altura de Valdivia, además del caso del tren de Amberes que se encuentra al nivel de las Torres del Paine.

Otro beneficio de insertar la energía solar para mover el transporte público, destaca además el profesor, es que disponer de este tipo de sistema “produce energía, al mismo tiempo que un aislamiento del tren respecto al sol, lo que es bastante importante en el verano”.

“La energía solar es un recurso que está a mano y los equipos que se necesitan son de larga vida y de baja inversión”, destaca el investigador del Centro de Investigación en Energía Solar, Roberto Román. A esto se suma que la red de Metro posee cerca de 50 kilómetros de vías sobre tierra, entre trincheras y viaductos, las que anualmente podrían producir el 20 por ciento de la energía necesaria para mover este transporte público. En esta línea, según proyectan los académicos, la inversión inicial para un proyecto como este sería recuperada en un plazo aproximado de siete años.

Los académicos vienen desarrollando esta línea de investigación desde hace ocho años, a partir de programas de investigación que el CMM ha venido realizando con el apoyo del Programa Marco de la Unión Europea y de la Agencia Chilena de Eficiencia Energética. Uno de los trabajos más recientes en la materia fue la creación de Osiris, un software destinado a estudiar los balances energéticos a partir de la simulación, proyecto que fue desarrollado en conjunto al Metro de Paris, de Estambul, de Roma y empresas como Alstom, CAF y Siemens.

Una de las funciones de Osiris es estudiar los sistemas de metro para alcanzar el equilibrio energético a partir del balance entre la velocidad en la que viaja el tren con la aceleración inicial y el frenado, para evitar la pérdida de energía al interior del túnel, lo que es denominado “curva de velocidad”.

Otra forma de optimización de energía en el transporte de rieles es la utilización de la energía liberada por el tren, que en más de un 50 por ciento se disipa en calor, para mejorar las condiciones de temperatura y humedad al interior de los carros.

Energía solar para mejorar la comodidad del viaje

Este es otro aspecto que destacan los académicos. La eficiencia energética puede contribuir a mejorar el confort de los usuarios del Metro, porque, como plantea la investigadora de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo Paola Jirón, no sólo beneficios económicos en un mediano plazo ni ambientales en un corto plazo puede traer una iniciativa como esta.

"A la ciudadanía le está importando el tema de la sustentabilidad, pero en este caso las nuevas tecnologías empleadas deben verse reflejadas en lo cotidiano, expresarse en la percepción de viaje", explica. Esto puede darse, como reseña el profesor Román, en "algunas estaciones donde por flujo de gente hay temperaturas ambiente demasiado elevadas, para lo que se podrían usar equipos de climatización movidos por energía solar”.

Y es justamente en la temporada de verano donde se da una coincidencia entre el máximo nivel de radiación con un mayor requerimiento de ventilación. Para cuando la situación sea la inversa, es decir, las temporadas donde existe menor radiación y mayor necesidad de calefacción, es que se puede continuar utilizando energía solar a partir de sistemas de acumulación, como explica el investigador del Centro de Energía de la FCFM, Marcelo Matus. “Otra posibilidad es almacenar las horas de mayor sol para la horas punta”, agrega.

Santiago posee además la ventaja de que gran parte de las vías que están en superficie se encuentran paralelas a la cordillera. Como ejemplifica el profesor Amaya, el caso de la estación San Joaquín es óptimo dado que la estación posee una cubierta circular donde “se pueden poner los paneles en círculo de manera que el sol, que viene de este a oeste, siempre está iluminando una parte de los paneles”, sin necesidad de que se compren paneles con movimiento que sigan la trayectoria de la luz.

Esta propuesta de investigación, concluyen los investigador, puede contribuir para realizar estudios previos durante la construcción de las nuevas líneas de Metro.