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Proponen una mejora de la eficiencia energética y la seguridad

Smart Roads, las carreteras interactivas del futuro

Mª Carmen Fernández09/04/2015
En un mundo en el que los coches se conducen solos o asisten al conductor para aparcar sin necesidad de tocar el volante, las carreteras parecen no seguir el mismo ritmo evolutivo. Partiendo de esta premisa nacen las ‘smart roads’, es decir, carreteras inteligentes que tienen como objetivo principal aumentar la seguridad vial y mejorar la eficiencia energética. Científicos e investigadores analizan cómo aprovechar las propiedades de los nuevos materiales de construcción, como por ejemplo el movimiento del aire o la fricción con el asfalto, para crear nuevos datos de señalización en las carreteras. En la actualidad ya podemos encontrar ‘smart roads’ en funcionamiento.

Apenas 100 kilómetros de Ámsterdam, en la autopista N329 cercana a la localidad holandesa de Oss, se encuentra la primera autopista inteligente que brilla en la oscuridad. El proyecto, denominado Smart Highway (autopista inteligente) es una colaboración entre el artista e innovador holandés Daan Roosegaarde, director de Estudio Roosegaarde, y Hans Goris, un gerente de la firma de ingeniería civil holandesa Heijmans.

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Smart Highway.

Smart Highway, compuesto por un tramo de 500 metros en la autopista N329, utiliza una pintura fluorescente que absorbe los rayos ultravioleta del sol durante el día y emite un verde neón durante un máximo de ocho horas al anochecer. Este sistema permite la reducción o incluso la eliminación del alumbrado público, según sus creadores, además de mejorar la visibilidad de las líneas de referencia que definen la trayectoria de la carretera, y por lo tanto, mejorar la experiencia al volante de los conductores. Otra de las ventajas que destacan sus creadores es el aumento de la seguridad por la mencionada mejora de la visibilidad y porque, de eliminarse las farolas, se eliminaría también el riesgo de chocar contra ellas.

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Pintura fluorescente de la Smart Highway.

En una entrevista en la BBC, Daan Roosegaarde explicaba cómo habían llevado a cabo este proyecto: “Cuando lo empezamos, Heijmans estaba trabajando con un tipo de energía de luz neutra para la calle. Llevar a cabo la idea era más complicado, pero gracias a su experiencia lo conseguimos. Hablamos de grandes cantidades de cristal que se necesitan para mezclarse con la pintura. Estos a su vez, se mezclan con determinados aditivos. Uno de estos aditivos es el europio, que duplica o triplica la fosforescencia de los cristales”. Este proyecto, iniciado en 2012, fue reconocido con el Premio de Diseño Holandés 2012 y está considerado como la primera carretera solar del mundo.

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Van Gogh Bicycle Path.

Este mismo sistema ha sido implementado a lo largo de casi un kilómetro en un carril bici en la localidad holandesa de Nuenen, donde Vincent Van Gogh residió durante años. El ‘Van Gogh Bicycle Path’, también desarrollado por Daan Roosegaarde, se ha hecho para rendir homenaje al pintor, ya que en este 2015 se cumplen 125 años de su fallecimiento. Inspirándose en el cuadro ‘La noche estrellada’, se ha pintado la ciclovía con el mismo material reflectante que en el proyecto Smart Highway, de manera que el camino se ilumina con millones de luces de pequeño tamaño simulando una noche cerrada plagada de estrellas.

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Pavimento inspirado en el cuadro 'La noche estrellada', de Vincent Van Gogh.

Solución Starpath

Starpath es otro producto similar desarrollado para ‘smart roads’. Creado por la compañía británica Pro-Teq, Starpath es un recubrimiento pulverizante que absorbe la energía de los rayos ultravioleta durante el día para después liberarlos durante la noche. La particularidad de ofrece Starpath es que, además de mejorar la visibilidad y ahorrar energía, es antideslizante (es un tipo de pintura para exteriores, especialmente utilizada en materiales que no aceptan bien la pintura, como la piedra) y resistente al agua, aspecto que también mejora la seguridad. Este producto también se está utilizando en la actualidad sobre los 1.600 metros cuadrados del parque Christ’s Pieces, de la Universidad de Cambridge, un camino muy transitado por ciclistas y peatones. “Starpath es rentable, respeta el medio ambiente y es estéticamente agradable” afirma uno de los propietarios de Pro-Teq.

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Parque Christ’s Pieces, de la Universidad de Cambridge.

Smart Roads de pintura dinámica

Además de Smart Highway y el ‘Van Gogh Bycicle Path’, el Estudio Roosegaarde ha planteado otros proyectos de ‘smart roads’ entre los cuales se encuentra un modelo cuya particularidad reside en el uso de una pintura especial sensible a la temperatura. Este proyecto plantea la posibilidad de cubrir el pavimento con una pintura termodinámica que detecta los grados de temperatura del asfalto (dibujando copos de nieve en el firme, por ejemplo) de forma que actúe como sensor. De esta manera, en condiciones meteorológicas normales, estos símbolos son invisibles, pero si la temperatura ambiental desciende y el asfalto se vuelve resbaladizo o se cubre de una imperceptible capa de hielo, se hacen visibles advirtiendo del peligro a los conductores.

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Carretera inteligente con pintura dinámica.

Smart Roads de luces interactivas

De la misma manera que muchos sistemas de iluminación se activan por el tránsito de usuarios en edificios y viviendas, el Estudio Roosegaarde pretende trasladar esta idea a las ‘smart roads’. El proyecto que plantean consiste en instalar sensores lumínicos a lo largo de la calzada que se activen cuando el tráfico se aproxime y se mantengan activos durante un periodo continuo de circulación. Este sistema ayudaría a reducir en gran medida el consumo energético que comporta la permanente iluminación de las autopistas.

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Carretera inteligente con luces interactivas.

Smart Roads con luces generadas por molinos

El Estudio Roosegaarde plantea aprovechar las corrientes de aire que generan los coches a su paso mediante el emplazamiento de pequeños molinos de viento situados a los márgenes de la calzada. Dichos molinos aprovecharían la energía eólica generada por los coches para encender los LED que llevan incorporados. Gracias a este sistema, no sólo se generaría energía limpia y a coste cero, sino que también mejoraría la visibilidad del contorno de las carreteras.

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Carretera inteligente con molinos de viento.
 

Smart Roads con carril de recarga para coches eléctricos

Una de las innovaciones más revolucionarias que propone el Estudio Roosegaarde está pensada especialmente para la circulación de coches eléctricos. El proyecto consiste en incorporar un carril adicional en algunos tramos de carretera que incorpore bobinas de inducción bajo el asfalto para que los coches impulsados por electricidad puedan recargar sus baterías al circular sobre él. De esta manera, contribuyen también al desarrollo de los coches eléctricos, y con ello, a reducir la contaminación.

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Carretera inteligente que incorpora un carril de carga para vehículos eléctricos.

Smart Roads con pavimentos solares

La cultura e idiosincrasia holandesa manifiesta, una vez más, su firme apuesta por las energías renovables ya que han sido el primer país en implementar un carril bici solar. Dicho sistema se encuentra en la localidad de Krommenie, al noreste del país, y fue inaugurado el pasado 12 de noviembre por el ministro de Economía holandés, Henk Kamp. El proyecto, denominado SolaRoad, ha sido desarrollado por un consorcio público-privado en el que participan las empresas TNO, Ooms Civiel e Imtech Traffic & Infra, junto a la autoridad provincial de North-Holland.

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Ciclovía SolaRoad, en Krommenie.

SolaRoad consiste en la pavimentación de 100 metros de longitud con módulos de hormigón de entre 2,5 y 3,5 metros en los que se integran células fotovoltaicas protegidas por una capa de vidrio templado de un centímetro de grosor y de alta resistencia. Para comprobar la eficiencia del sistema, el carril bici solo contiene células fotovoltaicas en uno de los dos sentidos de la marcha. Gracias a SolaRoad se generan de 50 a 70 kilovatios/hora de energía por año, lo que equivale al consumo de entre dos y tres viviendas, una cifra muy modesta en comparación al coste que ha supuesto la implementación del sistema (pavimentar este centenar de metros ha costado unos tres millones de euros).

Los creadores, por su parte, destacan que este sistema puede servir de pruebas para potenciales usos de esta tecnología en superficies más amplias y con placas más eficientes. Además de la generación de energía, también han querido destacar los aspectos relacionados con los sistemas de iluminación y señalización en carreteras y de recarga de los coches eléctricos. El sistema se encuentra actualmente en fase de prueba, diseñado para funcionar durante tres años con el objetivo de poner a prueba la resistencia de la superficie, la comodidad para los usuarios y la eficiencia energética de las placas solares.

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Instalación de los paneles solares de SolaRoad.

Un proyecto muy parecido es el que plantean el ingeniero eléctrico Scott Brusaw y su esposa, Julie Brusaw, cuyo propósito es implantar en Estados Unidos una red de carreteras construidas con paneles de forma hexagonal fabricados con LEDS y pequeñas celdas solares en su interior, y en parte con cristal reciclado que proporcione energía eléctrica a las viviendas y empresas adyacentes. Este proyecto, bautizado con el nombre de Solar Roadways, tiene como objetivo final ofrecer la capacidad de almacenar el exceso de energía en las carreteras o a lo largo de ellas. Esta energía renovable remplazaría la necesidad actual de utilizar los combustibles fósiles para la generación de electricidad, lo que reduciría las emisiones de gases de efecto invernadero. Para ser más exactos, se ha calculado que en Estados Unidos hay alrededor de 50.000 kilómetros cuadrados de superficies aprovechables por Solar Roadways, es decir, que de instalarse el sistema en esta base, la energía que se produciría sería tres veces superior a la que hoy día necesita el país.

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Proyecto Solar Roadways en la ciudad Sandpoint, Idaho, EE UU. Diseño gráfico: Sam Cornett.

Además, este sistema podría aprovecharse para el desarrollo de otras aplicaciones como sistemas de calefactado de superficies para evitar acumulaciones de hielo en las calles, la señalización mediante LEDS de las señales de tráfico, o la creación de nuevos sistemas de canalización de agua de lluvia para aprovechamiento por los hogares. Solar Roadways ofrecería también la ventaja de poder cargar los vehículos eléctricos, incluso en movimiento gracias a paneles de inducción. El matrimonio Bursaw sostiene que a lo largo de su vida útil, las carreteras solares podrían generar ingresos suficientes para hacerlas rentables. De hecho, estiman que sólo con la venta de electricidad se podría amortizar la instalación de cada panel en 20 años aproximadamente aunque los precios del suministro no subieran.

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Prototipo de panel Solar Roadways para párkings.

Inconvenientes

Como cualquier idea revolucionaria, estos proyectos de ‘smart roads’ también dan lugar a críticas y debates. En primer lugar se discute la rentabilidad de estos sistemas, ya que la gran mayoría supone una fuerte inversión y en ocasiones no logran la eficiencia energética que se espera de ellos. Por otro lado, la pintura fluorescente que se carga con luz solar puede no ser una buena solución en países con pocas horas de luz o con una climatología adversa en la que las nubes no permitan aprovechar el 100% de la energía solar.

También hay quienes critican la falta de adherencia de los paneles, y dudan especialmente sobre su capacidad para soportar grandes pesos, ya que no es lo mismo soportar el peso de una bicicleta que el de un camión, aunque los promotores de estos sistemas niegan que el peso pueda ser un problema puesto que el “el cristal puede ser tan duro como el acero”. Por último, los choques de intereses juegan un papel protagonista en este ámbito, ya que las grandes compañías petroleras norteamericanas están claramente en contra de las carreteras con paneles fotovoltaicos.

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