Las estadísticas demuestran que los accidentes de tráfico que tienen lugar en los túneles son más graves. En lugar de salirse de la vía, los vehículos corren el riesgo de estrellarse contra una pared de hormigón y cualquier siniestro o incendio puede convertirse en una trampa mortal para el resto de los conductores. Por eso, en estos tramos hay que extremar las medidas de seguridad. Generalmente, la velocidad está limitada y se multiplica la señalización, pero los ingenieros no dejan de buscar nuevos sistemas que supongan una mejora al mismo tiempo que se mantiene un equilibrio en los costes.

Una cuestión clave es la percepción visual. Entrar en un túnel de día supone un cambio radical en las condiciones de luz al que se tiene que adaptar nuestra vista. Si en ese momento circulamos a 100 kilómetros por hora, estamos recorriendo 28 metros por segundo. Demasiado para ir a ciegas. Por eso, la iluminación es una cuestión crucial en los primeros 120 metros, según calculan los expertos, y hasta ahora siempre ha sido artificial. Sin embargo, una propuesta de científicos españoles podría cambiarlo todo. Las universidades de Granada y Sevilla han diseñado un sistema para inyectar la luz del sol en el interior del tubo. Los detalles de la idea aparecen en un reciente artículo de la revista Tunnelling and Underground Space Technology.

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La clave del problema está en los fotorreceptores de nuestra retina, las células que transforman la luz en los impulsos nerviosos que llegan al cerebro. Por un lado, están los conos, que trabajan en condiciones de alta luminosidad. Por otro, los bastones, que funcionan cuando hay poca luz. Sin embargo, no podemos pasar instantáneamente de unos a otros. En los primeros segundos, los conos ya no nos permiten ver, pero los bastones aún están demasiado saturados por la situación anterior como para cumplir su función. Así que hay que iluminar muy bien las entradas para que sean seguras.

"Es paradójico, pero el alumbrado de túneles es infinitamente más caro de día que de noche. La adaptación visual del ojo humano requiere mucha más luz cuando entramos en ellos en horario diurno", explica a Teknautas Antonio Peña García, ingeniero de la Universidad de Granada y coautor del trabajo. De hecho, un túnel bien diseñado debería tener un nivel de iluminación muy intenso durante el día; otro, muy flojo durante la noche; y un tercero intermedio, para días nublados. Por lo tanto, "cuanta más luz hay fuera, más necesaria es dentro de los túneles y mayor es el gasto energético", añade.

La factura ronda el millón de euros anual en cada uno de los 500 túneles que hay en España, contando solo la Red de Carreteras del Estado. Al importe hay que añadir la fabricación, la instalación, el mantenimiento y el reciclaje posterior de los cientos de miles de proyectores, así como cientos de kilómetros de cableado y otros dispositivos eléctricos de seguridad. Pero ¿cuál es la alternativa? En Granada han sido pioneros mundiales en el desarrollo teórico y después experimental de varias estrategias para inyectar luz solar. Esta última propuesta es un sistema de colectores de luz que estarían situados antes de la entrada del túnel, una serie de lumiductos a ras de suelo y enterrados bajo los arcenes para guiarla, y un mecanismo de apertura que proyecta la luz hacia la bóveda, donde una superficie de geometría compleja distribuye la iluminación sobre la calzada de forma homogénea. En definitiva, un juego de materiales que funcionan como espejos para conducir los rayos solares hasta el interior.

Perfeccionando una idea

La idea puede parecer sencilla, pero perfeccionarla para que sea viable ha llevado años. "Nuestros diseños iniciales requerían subir altura de los túneles, lo cual resultaría carísimo", comenta el experto. La captación de la luz solar tampoco era sencilla, porque la incidencia de los rayos varía a lo largo del día, así que Antonio Peña diseñó un sistema de heliostatos, espejos mecanizados que siguen al sol. Sin embargo, la distribución de la luz era un problema que parecía irresoluble y, para colmo, todo esto no podía implementarse en túneles ya existentes.

Por eso, la aportación de José María Cabeza Laínez, catedrático de Arquitectura de la Universidad de Sevilla, ha sido fundamental para que este nuevo diseño esté mucho más cerca de la realidad. "Ha diseñado una bóveda que logra redirigir hacia la calzada la luz que le viene desde abajo. Las simulaciones son perfectas", destaca el ingeniero de Granada. Se trata de una superficie compleja que se basa en lo que técnicamente se conoce como geometría de la antisphera.

Aunque la versión final sigue abierta a posibles mejoras, el proyecto ya se puede materializar y adaptar a túneles existentes sin necesidad de realizar modificaciones notables en estas infraestructuras, ya que puede ir prefabricado. En cuanto a los materiales, "los colectores de luz deben ser espejados por dentro para que la luz no se pierda", explica. También es indispensable que disipen el calor fácilmente, ya que la luz solar lleva asociada una alta temperatura. Las pruebas piloto están hechas con poliestireno, pero los investigadores creen que pueden servir otros tipos de cubierta metálica que sean ligeros. En la bóveda, la superficie debe estar hecha de un material con buen coeficiente de reflexión luminosa para que la luz tenga una buena difusión.

La opción de China y otras posibilidades

A pesar de que la propuesta es innovadora y original de la Universidad de Granada, ¿se ha implementado algún sistema de introducción de luz solar en algún lugar del mundo? "Los chinos son más rápidos", reconoce Antonio Peña. El túnel de Huashuyan, en China, es el único conocido en el que se ha puesto en práctica. "En el artículo que lo dio a conocer citaban nuestra investigación", comenta el ingeniero, pero está basado en uno de los primeros diseños españoles y los científicos asiáticos lo complementaron añadiendo fibra óptica para la conducción de la luz. Esta solución está lejos de la idea de los expertos andaluces porque "encarece mucho un proyecto como este", destaca.

Por eso, ellos siguen trabajando para desarrollar una prueba de concepto y poner su propuesta a disposición de empresas y administraciones públicas, que han estado interesadas desde el comienzo de esta iniciativa. Además, están convencidos de que el momento es propicio, ya que, en la actualidad, una directiva europea está obligando a modernizar y a hacer más eficientes todos los túneles. "En realidad, todos los países van con retraso, porque los trabajos son complejos", advierte el ingeniero.

Aunque técnicamente sería factible sustituir la iluminación diurna por completo, "siempre tiene que quedar una iluminación artificial de respaldo por motivos de seguridad". Además, como es evidente, por la noche se tendría que mantener, ya que no se puede captar luz del exterior. Sin embargo, las necesidades de luz en horario nocturno son menores, precisamente, porque la entrada de los conductores en el tubo no requiere una gran adaptación. Del mismo modo, la idea de los ingenieros es que su sistema se centre en los 120 primeros metros, porque el resto del túnel ya puede tener una iluminación baja una vez que nuestra vista se ha adaptado. El mayor gasto se produce en esa boca de entrada.

En cualquier caso, más allá de los aspectos económicos, lo importante es la seguridad y la confianza de las personas que van al volante. "En este tema manda la percepción del ser humano: es una cuestión de las neuronas, de la retina y de la física de la luz", afirma el investigador de la Universidad de Granada. "Nuestro sistema visual y perceptivo están diseñados para funcionar con luz solar, así que nuestro desempeño e incluso la sensación psicológica de seguridad van a ser mucho mejores con este sistema", añade.