Los revolucionarios muros con placas solares que acaban con el ruido del tráfico y también generan energía barata

El tráfico es uno de los elementos de la era moderna más contaminantes, no solo a nivel de combustibles, sino también por el ruido ambiental que provocan las grandes autovías. Los vehículos más modernos persiguen eliminar estos dos elementos apostando por la energía eléctrica y motores menos ruidosos. Sin embargo, todavía son necesarias estructuras que protejan las viviendas del impacto de las carreteras, como las barreras antirruido que se pueden encontrar en muchos puntos de España.

Quienes viven cerca de autopistas dependen de muros absorbentes de ruido que les quitan la visión de los coches, reducen el sonido del tráfico y algo de contaminación. Sin embargo, este elemento podría evolucionar para ofrecer también electricidad barata y limpia con el uso del sol. Una solución beneficiosa tanto para los coches que necesiten cargar sus baterías, como para las viviendas cercanas.

Investigadores del Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (Fraunhofer ISE) de Alemania, han dedicado años de desarrollo a crear cinco propuestas que ahora están poniendo a prueba sobre el terreno. Se trata de la combinación de los paneles solares y los muros antirruido que separan carreteras o vías ferroviarias de las viviendas.

Al borde de la carretera

Con anterioridad se han propuesto instalaciones al borde de las carreteras para generar energías renovables con las que proveer de electricidad tanto el alumbrado u como a las viviendas. Sin embargo, lo que más se ha visto hasta la fecha es el uso de turbinas eólicas que aprovechan el empuje del viento provocado por los vehículos al pasar. 

El Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar, ISE, se ha especializado en la innovación de energía fotovoltaica y entre sus inventos cuenta con soluciones para integrar las células en todo tipo de entornos. Por ejemplo, para poder colocar las placas en los tejados, sus ingenieros han creado un modelo de color que simula las tejas de los edificios más tradicionales en Alemania y que conservan un 90% la eficiencia sin romper la estética.

Partiendo de este y otros proyectos de innovación, sus ingenieros comenzaron a estudiar en 2020 la mejor forma de integrar la generación de energía solar en los muros antirruido. Este año, el equipo ha abordado las pruebas al aire libre. El objetivo no solo persigue el estudio del diseño, si no también la creación de los prototipos, la fabricación, valorar el potencial económico y la comercialidad.

Por lo general, los paneles fotovoltaicos se orientan para que reciban la luz solar durante todo el día, pero para integrarlos en el entorno recientemente han surgido soluciones que los colocan en muros verticales, ejerciendo de barrera para huertos o jardines.

Diseño de muro absorbente acústico con paneles solares Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE Omicrono

En este caso, los investigadores han valorado diferentes diseños, desde el modelo más conservador hasta un muro construido completamente con paneles, siempre con la intención de mantener la capacidad de limitar al máximo el sonido generado por el tráfico.

Los cinco modelos se pondrán a prueba durante un año. El director del proyecto, Jacob Forster, explicó a PVMagazine que los módulos reductores del ruido son más grandes y robustos que los paneles convencionales: miden 3,96 m, tienen paneles de vidrio de 6 mm y un marco estable suministrado por Kohlhauer. Los demás módulos montados sobre las paredes y en vertical son módulos estándar de vidrio con marcos de aluminio.

Cinco opciones

En la imagen que abre este artículo se muestra de izquierda a derecha la variedad de diseños que han creado. El primero es una solución combinada en la que los módulos tienen dos filas de células independientes para recoger la luz por ambos lados, mientras en la parte frontal se mezcla con el absorbente acústico.

Muro absorbente y placas solares Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE Omicrono

Esta opción se ha fabricado en un tamaño de 3,9 metros de longitud. Las franjas absorbentes ocupan el 40% del área de las placas fotovoltaicas, para dar más presencia a la generación energética y consiguió una absorción de 4,8 dB de ruido. En los cinco modelos se presenta un muro de 4,5 metros de altura, en el que la parte inferior de 1,5 metros queda libre de placas solares para mayor absorción directa del sonido. 

La segunda versión presenta una capa de absorbentes acústicos microperforados y transparentes en la cara frontal del muro. Este se basa en el principio de la resonancia de Helmholtz, que explica el fenómeno de resonancia del aire en una cavidad. Consiste en una placa acrílica con microperforaciones de 40.000 agujeros por metro cuadrado que oscilan entre los 0,6 y 0,8 mm de tamaño. Las ondas del sonido se propagan por las microperforaciones y rebotan en la capa interior de la placa. 

Muro absorbente de ruido con placas solares en la parte superior Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE Omicrono

La tercera opción simplifica el diseño en un muro de absorbente acústico en el que se integran dos paneles tradicionales en posición vertical. Este muro también integra la cuarta opción, que presenta en la parte superior dos paneles apoyados en el muro, uno orientado hacia el este y el oeste y otro hacia el sur. 

En último lugar, el muro es una estructura zigzagueante en el que los absorbentes acústicos están orientados hacia la carretera y los paneles fotovoltaicos se inclinan hacia el cielo en un ángulo de 35º. Los paneles también facilitan la eliminación del ruido al proyectar parte del sonido hacia arriba. Esta solución sería más fácil de instalar sobre las barreras acústicas ya existentes en las carreteras y consiguió los mejores resultados en la simulación, rebajando el ruido entre los 9 y 10 dB.