Túneles de tren convertidos en fuentes de energía renovable mediante turbinas eólicas de eje vertical (VAWTs) que aprovechan el viento del efecto pistón. El software VerXis Wind analiza su viabilidad técnica y económica en tiempo real.
- Institución líder: Universidad de Manchester, Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial.
- Colaboración industrial: Con la consultora Q-Sustain Limited.
- Tecnología desarrollada: Turbinas eólicas de eje vertical (VAWT) que aprovechan el efecto pistón (corrientes de aire generadas por trenes en túneles).
- Proyecto piloto: Inicia con la mejora de la ruta Transpennine.
- Herramienta clave: VerXis Wind, software de análisis técnico-económico para evaluar viabilidad de proyectos eólicos en túneles.
- Financiación: A través del programa EPSRC Impact Acceleration Account.
- Objetivo: Integrar energía renovable en infraestructuras de transporte, apoyando la descarbonización del Reino Unido.
- Próximos pasos: Pruebas de prototipos en túneles reales y evolución del software VerXis para influir en estándares energéticos ferroviarios.
Manchester convierte los túneles de tren en generadores de energía renovable
El equipo de investigadores de la Universidad de Manchester, en colaboración con la consultora Q-Sustain Limited, está llevando a cabo una de las iniciativas más prometedoras de reaprovechamiento energético en infraestructuras ya existentes. Mediante el uso de turbinas eólicas de eje vertical (VAWTs), buscan capturar el potente flujo de aire que se genera cuando los trenes atraviesan los túneles a gran velocidad: el conocido efecto pistón.
Este fenómeno, normalmente desaprovechado, mueve masas de aire con suficiente fuerza como para alimentar sistemas de generación eléctrica limpia. El proyecto se estrena con la Transpennine Route Upgrade, una renovación ferroviaria clave en el norte de Inglaterra, donde se probarán los primeros prototipos en condiciones reales.
Qué es el efecto pistón
El efecto pistón se produce cuando un tren entra en un túnel y empuja el aire que tiene delante, generando un flujo de viento forzado hacia adelante. Este fenómeno es similar al movimiento de un pistón en un cilindro: el tren actúa como un émbolo que desplaza el aire confinado dentro del túnel. Cuanto mayor es la velocidad y el volumen del tren, más potente es la corriente de aire generada.
Este flujo no es solo puntual ni anecdótico: se trata de un recurso energético constante en redes ferroviarias con tráfico frecuente. Tradicionalmente ignorado, ahora empieza a verse como una oportunidad para capturar energía cinética y transformarla en electricidad mediante turbinas especialmente adaptadas a estos entornos.
Energía que ya está ahí: solo había que saber verla
Los túneles ferroviarios concentran condiciones únicas: flujos de aire direccionados, constantes, y generados de forma natural por el paso de trenes. Es un entorno perfecto para miniturbinas optimizadas, capaces de capturar esa energía sin interferir con la operación del tren ni alterar la estructura del túnel.
Lo interesante es que estas turbinas no requieren vientos exteriores ni ubicaciones específicas como las granjas eólicas convencionales. Tampoco dependen del clima. Aquí, el tren es el viento.
Y lo mejor: se aprovecha una infraestructura ya construida, sin ocupar más suelo ni alterar paisajes. Es un paso más hacia un enfoque regenerativo de la ingeniería, donde cada elemento del sistema puede contribuir a reducir emisiones.
VerXis Wind: datos, rendimiento y rentabilidad
Para pasar de idea a realidad, se necesita algo más que una buena turbina. Ahí entra en juego VerXis Wind, el motor de análisis desarrollado por el equipo. Este software convierte parámetros técnicos del túnel (longitud, frecuencia de paso de trenes, volumen de aire desplazado) en indicadores económicos concretos: cuánto se puede generar, cuánto costará, y qué retorno económico se puede esperar.
Esto cambia las reglas del juego. Permite que operadores ferroviarios, gestores de infraestructuras y gobiernos puedan tomar decisiones informadas, basadas en datos específicos y no en suposiciones. Y sobre todo, que puedan justificar inversiones en términos de rentabilidad climática y económica.
VerXis ya se perfila como una herramienta aplicable a más sectores: desde túneles urbanos hasta pasos subterráneos de transporte de mercancías.
Funcionamiento del motor de análisis VerXis Wind Techno-Economics Analysis Engine, una herramienta diseñada para evaluar la viabilidad técnica y económica de turbinas eólicas instaladas en túneles ferroviarios.
A la izquierda, se presentan los datos de entrada que alimentan la plataforma:
- Geometría del túnel, es decir, dimensiones y forma.
- Frecuencia y velocidad de los trenes, que determinan la intensidad del flujo de aire.
- Medición del flujo de viento, generado por el efecto pistón.
- Criterios de diseño y financieros, que incluyen limitaciones técnicas, costes y objetivos económicos.
Todos estos datos son procesados por VerXis Wind (representado en el centro como un cubo tecnológico interactivo), generando los resultados y análisis a la derecha:
- Estimaciones de generación eléctrica, en función del entorno real.
- Informes de inversión y retorno económico (ROI), claves para decidir si el proyecto es rentable.
- Diseño óptimo de turbina, adaptado a las condiciones del túnel específico.
- Métricas de impacto ambiental, que permiten evaluar el beneficio ecológico del sistema.
La visualización refuerza cómo VerXis conecta directamente los datos técnicos con decisiones estratégicas, facilitando el diseño de soluciones energéticas sostenibles basadas en viento subterráneo.
Prototipos y siguientes pasos
En los próximos meses se instalarán los primeros prototipos dentro de túneles seleccionados. El objetivo: comprobar el rendimiento real, ajustar el diseño, y validar los datos obtenidos por VerXis. Si los resultados son positivos, se podría escalar la iniciativa a otros tramos ferroviarios del Reino Unido, y posteriormente a redes europeas con características similares.
Cabe destacar que Reino Unido se ha comprometido legalmente a alcanzar emisiones netas cero para 2050, y que el sector del transporte representa aún un alto porcentaje de emisiones. Soluciones como esta podrían acelerar esa transición sin necesidad de grandes obras ni cambios radicales en la infraestructura existente.
Potencial
La aplicación de esta tecnología va mucho más allá del entorno ferroviario. Autovías subterráneas, sistemas de metro, túneles peatonales y hasta conductos de ventilación forzada en grandes edificios podrían beneficiarse de turbinas adaptadas a sus flujos de aire internos.
Además, la capacidad de generar energía local en el punto de consumo podría reducir la necesidad de transportar electricidad a largas distancias, minimizando pérdidas en la red y aliviando la demanda sobre el sistema eléctrico nacional.
A nivel ciudadano, esto podría traducirse en un transporte público más autosuficiente, billetes más asequibles gracias al ahorro energético, y ciudades menos dependientes de fuentes fósiles.
No es una solución milagrosa, pero sí una pieza más en el rompecabezas de la transición energética. Una tecnología que no exige más terreno, que no compite con el uso agrícola ni urbano, y que convierte un subproducto del transporte en una fuente útil de energía limpia.
En tiempos donde cada grado cuenta, y cada decisión pesa, este tipo de innovación demuestra que la sostenibilidad también se puede diseñar desde la ingeniería inteligente y el sentido común.
Vía Manchester engineers harness tunnel winds to transform railways into renewable power sources
Narciso dice
más viento que el que produce un avión?
Sergio Díaz Martínez dice
Es una estupidez suprema. La energia que se extraiga vendra de frenar a los trenes, lo que aumentara su consumo. Es exactamente lo mismo que montar una turbina eolica en el techo del tren para aprovechar el viento de la marcha.
Claudio dice
Estupendo, abra una probabilidad de beneficio aprovechando el flujo perimetral que se establece en el circuito permanente del túnel y la masa desplazándose a velocidades importantes (Efecto Venturo); daría movimiento a series de mini turbinas generadoras de muy bajo coste por su facilidad de producción en escala industrial y la guinda del postre la aporta el uso permanente de la estructura dado que estos circuitos pueden operar las 24 h. También es importante para la aplicación en grandes conductos de renovación de aire ya que por la configuración de las mini turbinas no exigirían un trabajo mecánico muy considerable para las aspas de los propulsores del flujo inducido.
Daniel Martínez dice
No le veo sentido, las turbinas extraen la energía del viento a costa de frenar el movimiento del aire que las atraviesa.
Por tanto si frenan el aire al tren le cuesta mucho más avanzar por el túnel, es como si el aire fuera más denso.
En consecuencia el tren se frenaría y debería aplicar más energía para empujar el aire y avanzar por el túnel.
No le veo absolutamente ninguna utilidad…
David dice
Buena observación, pero el sistema está pensado para aprovechar una parte muy pequeña del flujo de aire, sin frenar el tren ni afectar su rendimiento. Las turbinas se diseñan con baja resistencia al paso del aire, y todo se analiza previamente con modelos como VerXis Wind para asegurar que la energía capturada no compromete la eficiencia del transporte. No es extra energía para el tren, es recuperar lo que normalmente se pierde.
José Ignacio González Huelga dice
Yo siendo el ingeniero de ascensores aproveché el efecto de entrada y salida de los trenes en la estación de Batán y Casa de Campo para que por un agujerito entrase el aire a los ascensores de cristal. no era mucho pero ayudaba a vaciar el calor de él armazón de cristal.