La idea de aprovechar los flujos de aire dentro de túneles ferroviarios para generar electricidad se está consolidando como una solución innovadora y de bajo impacto que complementa otras estrategias de energía renovable. En túneles, los trenes aceleran grandes masas de aire (efecto piston o slug flow), creando ráfagas de viento repetitivas y previsibles que pueden ser aprovechadas por turbinas diseñadas para trabajar en condiciones turbulentas y con variaciones rápidas en velocidad y dirección. ScienceDirect+1
¿Por qué VAWTs (turbinas de eje vertical)?
Las turbinas de eje vertical (VAWTs) ofrecen ventajas claras para entornos urbanos y confinados: funcionan mejor con viento turbulento y de baja velocidad, mantienen un perfil mecánico compacto y permiten instalar múltiples unidades en serie o integradas con conductos y guías aerodinámicas. Estas características las hacen más adecuadas que las turbinas eólicas horizontales (HAWT) para instalarse en el interior o el borde de túneles ferroviarios. ScienceDirect+1
Conceptos de diseño aplicables a túneles
Los proyectos y estudios señalan dos estrategias técnicas repetidas:
- Ubicación estratégica y múltiples unidades pequeñas: colocar varios VAWTs a lo largo del túnel o en secciones donde el tren genera mayor efecto de pistón para conseguir acumulación de energía y reducir la pérdida por parásitos. MDPI
- Guías y efecto Venturi: la incorporación de conductos o vanos guía (guide-vanes) y perfiles Venturi antes de las turbinas concentra y acelera el flujo, incrementando su rendimiento sin afectar significativamente al tren si se diseña correctamente. Estudios muestran que el diseño guía/venturi puede mejorar la captación neta de energía. ScienceDirect+1
Resultados experimentales y simulaciones
Trabajos experimentales y simulaciones CFD han demostrado la viabilidad técnica: desde rotors Savonius modificados colocados junto a vías hasta modelos numéricos que evalúan el rendimiento de VAWTs impulsados por el viento inducido por trenes. Los resultados indican que, bien dimensionadas y ubicadas, estas instalaciones pueden producir cantidades útiles de energía —suficientes para alimentación de señales, iluminación de túneles o recarga de baterías auxiliares— aunque no necesariamente para cubrir toda la demanda energética de la infraestructura ferroviaria. ScienceDirect+1
Beneficios potenciales
- Uso de un recurso predictible: los trenes generan ráfagas frecuentes y programadas, lo que facilita integrar generación con almacenamiento y control. MDPI
- Reducción de huella ambiental: convierte infraestructuras existentes en nodos generadores sin necesitar grandes superficies externas. ScienceDirect
Retos y consideraciones
- Interacción aerodinámica y seguridad: cualquier turbina o conducto en un túnel debe diseñarse para no aumentar la resistencia aerodinámica del tren ni afectar la evacuación, ventilación e integridad estructural. Estudios de modelado y pruebas in situ son imprescindibles. ScienceDirect+1
- Fatiga, mantenimiento y vibraciones: el ambiente confinado, la humedad, el polvo y las vibraciones requieren soluciones de mantenimiento remoto, aislamiento y materiales resistentes.
- Intermitencia y escalado: la energía se produce en picos coincidentes con el paso de trenes; su integración eficiente demanda almacenamiento local (baterías, supercondensadores) o electrónica de potencia capaz de gestionar picos. MDPI
Conclusión
Transformar túneles ferroviarios en microcentrales renovables mediante VAWTs es técnicamente plausible y ya cuenta con investigaciones, prototipos y modelos que respaldan su implementación. No es una solución única para todas las necesidades energéticas del ferrocarril, pero sí una alternativa complementaria interesante: aprovecha un recurso infrautilizado —el viento inducido por los trenes— para reducir consumo energético, emisiones y dependencia de la red, siempre que se aborden con rigor los retos aerodinámicos, de seguridad y mantenimiento. Investigaciones recientes y proyectos pilotos continúan afinando diseños (guías Venturi, configuraciones VAWT) para maximizar rendimiento y viabilidad económica. techxplore.com+2.
