Peligro de deslumbramiento por los paneles solares, un problema de seguridad para los aeropuertos que adoptan energías limpias

A principios de marzo, la Autoridad de Aeropuertos de la India (AAI) anunció que utilizará energía 100 por ciento renovable en todos sus aeropuertos para 2024. AAI es el desarrollador y operador de aeropuertos del sector público de la India. De los 137 aeropuertos que gestiona, el organismo legal ya ha puesto en funcionamiento plantas solares propias en 38 aeropuertos con una capacidad máxima de 40 megavatios. En 2015, el Aeropuerto Internacional de Cochin en Kerala se convirtió en el primer aeropuerto del mundo en utilizar completamente energía solar al instalar una planta de 12 megavatios en 45 acres de terreno.

Al abaratarse los paneles solares, los aeropuertos vieron una oportunidad en aprovechar la energía del sol y al mismo tiempo reducir su factura de electricidad, así como las emisiones de carbono. El consumo anual de electricidad de los aeropuertos de la India en 2019-2020 fue de 884 millones de unidades. La industria de la aviación comercial mundial emite el tres por ciento del total de gases de efecto invernadero a nivel mundial.

“Los aeropuertos tienen un potencial significativo para la generación de energía solar debido a la disponibilidad de tejados grandes, planos y sin sombras en terminales, hangares y aparcamientos, junto con terrenos de amortiguamiento alrededor de las pistas. Por lo general, estos terrenos no son aptos para otras actividades debido a requisitos regulatorios”, dice la Misión de Aeropuertos Verdes Sostenibles (SUGAM), un folleto publicado por la AAI en junio.

Sin embargo, el deslumbramiento de los paneles solares puede suponer un riesgo de accidentes. Los cristales de los paneles tienden a reflejar la luz que, aunque dure unos minutos, puede bloquear la visión del piloto durante el aterrizaje y el despegue, así como la visión del personal de la torre de control de tráfico aéreo (ATC). El fenómeno es similar a la alteración temporal de la visión de una persona que conduce un coche al amanecer o al atardecer en dirección al sol.

El peligro de deslumbramiento se destacó por primera vez en los Estados Unidos en 2012, cuando los controladores de tráfico aéreo del Aeropuerto Regional de Manchester Boston se quejaron de que no podían ver correctamente debido al reflejo de los paneles solares. Se informa que los paneles solares fotovoltaicos valorados en 3,5 millones de dólares tuvieron que cubrirse temporalmente con una lona para evitar el deslumbramiento. En 2013, los pilotos que volaban cerca del sistema de generación eléctrica solar Ivanpah en California se quejaron del deslumbramiento de la instalación. "Los pilotos describieron el resplandor como 'cegador', y al menos un individuo informó que el resplandor era 'como mirar al sol'", según un estudio de 2015 de la Administración Federal de Aviación (FAA) de Estados Unidos.

"La cuestión del deslumbramiento puede ser crucial en la India, dado el alto potencial de la energía solar y la adopción generalizada de instalaciones solares", dijo Sudhakar Kumarasamy, profesor titular de la Facultad de Tecnología de Ingeniería Mecánica y Automotriz de la Universidad de Malasia Pahang. "Las condiciones geográficas, como cielos despejados y luz solar intensa, pueden exacerbar las preocupaciones relacionadas con el deslumbramiento, lo que hace que el análisis eficaz del deslumbramiento y las estrategias de mitigación sean importantes".

Aunque los paneles solares están diseñados para absorber la luz, la superficie superior de vidrio puede reflejar la luz, provocando molestias, quemaduras en la retina, velos y efectos de imagen residual. Una imagen secundaria es aquella que continúa apareciendo en el ojo después de un período de exposición a la imagen original, dificultando la visión. El efecto de velo puede equipararse al enmascaramiento de objetos en el suelo debido al deslumbramiento.

El problema para el ATC ocurre principalmente por la mañana y por la tarde, cuando el sol está a menor altura. Cuando la luz del sol incide sobre el panel desde un ángulo más bajo, el reflejo también tendrá un ángulo más bajo. Pero cuando el sol sube más alto en el cielo, el ángulo de reflexión también sería alto, lo que haría que el reflejo cruzara el ATC y, por lo tanto, no lo impactara. Para los aviones, sin embargo, el deslumbramiento puede ocurrir en cualquier momento del día, dependiendo de su ubicación, pero es crucial durante las fases críticas del vuelo, el aterrizaje y el despegue, cuando el avión se encuentra a baja altura.

Los estudios muestran que si una insolación solar (radiación solar sobre una superficie determinada durante un período de tiempo específico) de alrededor de siete vatios por metro cuadrado entra a simple vista, puede causar una imagen residual que dura de cuatro a doce segundos. El impacto del resplandor solar en el ojo se clasifica en verde (bajo potencial de una imagen residual), amarillo (potencial temporal de causar una imagen residual) y rojo (potencial de causar quemaduras en la retina). Dado que los paneles fotovoltaicos no enfocan la luz reflejada, la posibilidad de quemar la retina es baja. "Un resplandor verde es inofensivo para los pilotos, ya que provoca un destello momentáneo", dijo Gurpreet Singh Walia, director fundador de Green Ops, Ahmedabad, una firma de consultoría solar que realiza análisis de resplandor para proyectos solares en aeropuertos. “Pero un resplandor amarillo puede perturbar su concentración. Sin embargo, tanto el resplandor verde como el amarillo no son seguros en la torre ATC”.

Un funcionario de la AAI, que estuvo destinado en el aeropuerto de Ahmedabad en 2016 cuando el aeropuerto se volvió solar, dijo, bajo condición de anonimato, que el ATC necesita una línea de visión absolutamente clara. "Si se quejan de deslumbramiento, inmediatamente ponemos a tierra el módulo (eliminando los paneles solares que causan el deslumbramiento)".

En la India y el resto del hemisferio norte, los paneles suelen mirar hacia el sur para seguir la trayectoria del sol y generar la máxima electricidad. “En general, la posibilidad de que se produzca deslumbramiento en los módulos orientados al sur es más probable que refleje la luz solar de una manera que se alinee con la trayectoria de los pilotos, lo que aumenta el riesgo de problemas relacionados con el deslumbramiento, pero el vínculo específico entre los dos también depende de otros factores”, explicó Kumarasamy. Otros factores que afectan el deslumbramiento incluyen la posición del sol, el ángulo de inclinación, la textura de la superficie, el color y la ubicación de los módulos fotovoltaicos.

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Países como EE.UU., Alemania, Reino Unido, Suiza, Francia y Austria tienen sus propias directrices para el análisis del deslumbramiento. Sin embargo, la política provisional de 2013 de la FAA de EE. UU. sobre el deslumbramiento fue ampliamente seguida, ahora reemplazada por una política final que llegó en 2021. La política de 2013 prescribió el uso de la herramienta de análisis de peligros de deslumbramiento solar (SGHAT), un software de simulación basado en la web para evaluar destellos y resplandores durante todas las horas del día y todos los días del año e incluso proporcionan una estimación de la energía que se puede producir a partir de una planta solar en un lugar determinado.

La herramienta es desarrollada por Sandia National Laboratories y está disponible comercialmente en forma de Forge Solar. "Forge Solar se utiliza habitualmente en la India para realizar análisis de deslumbramiento", informó Walia. El software simula la presencia de reflejos verdes, amarillos y rojos cuando se introducen detalles como las coordenadas de la torre ATC y la pista, las coordenadas de la instalación solar como la altura, los ángulos de inclinación y azimut y la altura del edificio en el caso de proyectos sobre tejados. Sin embargo, muchos comerciales Las herramientas de simulación de análisis de deslumbramiento ya están disponibles en el mercado.

"La eficiencia de SGHAT en situaciones en tiempo real puede verse influenciada por factores como la precisión de los datos de entrada, la complejidad del entorno paisajístico del aeropuerto y los recursos computacionales disponibles", dijo Kumarasamy, quien comparó las técnicas de evaluación del deslumbramiento en uno de sus artículos de investigación. “Es posible que la simulación no capture todas las condiciones dinámicas con precisión y podría requerir simplificaciones que podrían afectar su aplicabilidad en tiempo real. Las limitaciones de SGHAT incluyen la suposición de cielos despejados, una representación simplificada de áreas sensibles al deslumbramiento y la incapacidad de modelar con precisión ciertos reflejos complejos”.

India no tiene una política propia de evaluación del deslumbramiento, pero la Dirección General de Aviación Civil (DGCA) exige que los operadores de aeropuertos realicen análisis de deslumbramiento antes de instalar proyectos solares en los aeropuertos. "Los problemas de deslumbramiento dentro del área operativa/cerca de los aeropuertos están regulados por la DGCA para la operación segura de las aeronaves", dijo JB Singh, gerente general de Comunicaciones Corporativas de AAI, a Mongabay-India, en una respuesta por correo electrónico. "Por lo tanto, antes de emprender proyectos solares en las instalaciones del aeropuerto, se requiere la aprobación de la DGCA".

El lado aéreo o área operativa es la parte del aeropuerto más allá de las puertas (pistas, calles de rodaje y ATC), donde la visibilidad es crítica. El Aeropuerto Internacional de Cochin, que tiene la instalación solar aeroportuaria más grande de la India, no tiene paneles en su área operativa. "Se requiere que los arcenes (áreas alrededor de las pistas) estén libres de cualquier obstrucción, ya que el avión puede salirse de la pista, razón por la cual incluso los desagües a lo largo de las pistas están cubiertos", dijo un piloto, que vuela con frecuencia al aeropuerto de Cochin, en condiciones de anonimato. "Lo ideal sería que no se colocaran paneles solares allí".

Otro funcionario de la AAI destinado en Leh, que no quiso ser identificado, dijo que para estar seguros, prefieren instalar paneles solares en los tejados o en las áreas de estacionamiento en lugar de en las áreas operativas. "Pero en los aeropuertos que tienen escasez de terreno, el área operativa se utiliza para energía solar". El aeropuerto de Delhi fue el primero en instalar energía solar en su área operativa y no ha enfrentado ningún problema hasta la fecha, según una respuesta por correo electrónico de Delhi Airport Infrastructure Limited, la empresa que gestiona el aeropuerto de Delhi. El aeropuerto de Calcuta también tiene una planta solar montada en tierra de 15 megavatios en 67,5 acres de su área operativa.

Ratheesh R. Nair, un experto en viabilidad solar, dijo que el mandato de la DGCA es evaluar el deslumbramiento sobre las torres ATC y los pilotos porque esos son los lugares donde se requiere la visión a simple vista. “Con la llegada de los ATC digitales y los sistemas de aterrizaje 'instrumentales', la visión a simple vista desde ambos lugares se volverá redundante. No habrá torres ATC y el monitoreo podrá realizarse desde cualquier lugar. Entonces el deslumbramiento no será un problema”. dijo Nair.

Además de un análisis integral del deslumbramiento, las medidas comunes para mitigarlo incluyen ajustar la orientación e inclinación del panel (para minimizar los ángulos de deslumbramiento hacia líneas de visión cruciales), revestimiento antirreflectante (ARC) en vidrio o vidrio texturizado y barreras físicas entre los paneles solares y las áreas operativas. para bloquear la línea de visión.

Un estudio realizado por la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Seúl, Corea del Sur, encontró que si los paneles solares están orientados en la dirección opuesta a las pistas y posibles rutas de vuelo, reflejarían los rayos del sol fuera de la ruta del avión. “Un aeropuerto es un espacio casi abierto y sin sombras, el sacrificio correspondiente a la generación de energía anual (incluso si los paneles no están orientados hacia el sur) por unas condiciones libres de deslumbramiento solar es inferior al 6%”, afirma el estudio.

Según Swapnil Walunj, jefe de marketing y estrategia de Borosil Renewables Ltd., una empresa de fabricación de vidrio, casi el 98 por ciento de los paneles solares del mercado tienen un revestimiento antirreflectante, pero no tiene propiedades antideslumbrantes. En 2019, Borosil lanzó 'Selene', un vidrio solar antideslumbrante adecuado para instalaciones fotovoltaicas cerca de aeropuertos. “En comparación con el vidrio solar normal (que generalmente está recubierto con una capa antirreflectante), el vidrio antideslumbrante tiene una textura especialmente diseñada que difunde la luz reflejada. La imagen o reflejo resultante no es nítido, sino incoherente, a diferencia del resplandor de una superficie lisa. Agregar textura a un panel solar difunde la luz solar y es un método económico para lidiar con el resplandor de los paneles”, compartió Walunj. Sin embargo, el producto no logró grandes avances en el mercado indio.

“A excepción de una planta de 8 MW en el aeropuerto Hubbali de Karnataka, no se ha utilizado vidrio antideslumbrante en ningún lugar de la India. Sabíamos que 'Selene' tendría un nicho de mercado, pero seguimos adelante con este producto desde la perspectiva de la seguridad. Lo exportamos ahora”, dijo.

“No exigir el uso de vidrio antideslumbrante puede ser un peligro para la seguridad. Francia tiene una norma claramente definida desde el punto de vista del deslumbramiento para el uso de módulos solares cerca de los aeropuertos”, añadió.

Aunque es responsabilidad del operador del aeropuerto realizar análisis de deslumbramiento, fuentes de AAI, que no quisieron ser identificadas, confirmaron que el trabajo se entrega al contratista de la Agencia de Ingeniería, Adquisiciones y Construcción (EPC) solar designado para instalar energía solar en el aeropuerto. “Está dentro del alcance del trabajo del EPC realizar el análisis de deslumbramiento y luego obtener la aprobación del departamento de operaciones de AAI”, dijo un funcionario de AAI, que estaba destinado en el aeropuerto de Chennai cuando se volvió solar en 2016.

Por otro lado, para los contratistas EPC, el análisis de deslumbramiento es una mera aprobación para poner en marcha el proyecto. “El análisis del deslumbramiento es un ejercicio teórico y, en mi opinión, no es realmente importante”, afirmó un desarrollador solar de Ahmedabad. Por su parte, Walia insiste en que el riesgo de deslumbramiento debe estudiarse en la fase de viabilidad y no en la fase de ejecución, que es cuando entra en juego el EPC.

Mongabay-India contactó a Vikram Solar (una empresa de fabricación de paneles solares que ha instalado plantas en Cochin, Kolkata y otros cuatro aeropuertos indios) para conocer su experiencia en la instalación de paneles solares en aeropuertos y su análisis de deslumbramiento, pero declinaron hacer comentarios.

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Imagen de portada: Paneles solares en el aeropuerto de Narita en Japón. Imagen representativa. Los aeropuertos que aprovechan la energía solar se enfrentan a un desafío, ya que el deslumbramiento de los paneles solares puede provocar ceguera repentina y obstruir la visión de los pilotos. Foto de Takashi M/Flickr.