Investigación del Departamento de Ingeniería Mecánica propone incorporar paneles solares semitransparentes sobre viñedos para aumentar su productividad, reducir el consumo de agua y generar energía renovable en la zona central de Chile.
Una innovadora investigación desarrollada en la Universidad Técnica Federico Santa María (USM), en conjunto con la empresa Elemental Energy, del exalumno Gerardo Arancibia, podría abrir un nuevo camino para la industria vitivinícola nacional. Se trata de un estudio que evalúa la factibilidad técnica y económica de implementar sistemas agrivoltaicos en viñedos de la zona central de Chile, combinando la producción de energía solar con la protección de los cultivos frente a la alta radiación y el estrés hídrico.
El trabajo desarrollado por el candidato a ingeniero Hugo Villarroel, propone un sistema que permite instalar paneles fotovoltaicos semitransparentes sobre las hileras de vides, generando un microclima favorable para las plantas, disminuyendo la evaporación del agua de riego y, al mismo tiempo, produciendo electricidad. Aunque esta tecnología ya cuenta con importantes avances en países como China, Alemania, Francia e Italia, en Chile, con mayor intensidad de radiación solar, aún se encuentra en una etapa incipiente. Actualmente existen cerca de nueve proyectos agrivoltaicos en el país, principalmente asociados a cultivos de manzanos, cerezos y forraje, pero ninguno aplicado a viñedos.
Innovación
La investigación considera el diseño estructural del sistema, su comportamiento frente a cargas de viento y sismos según la normativa chilena, la estimación de la energía generada y una evaluación económica que permita proyectar su futura implementación en la industria.
Los resultados muestran un importante potencial productivo. Dependiendo de la variedad de uva, los sistemas agrivoltaicos podrían incrementar el rendimiento entre un 8% y un 14%, lo que equivale a obtener entre 700 y 2.000 botellas adicionales de vino por hectárea. A ello se suma una disminución estimada de entre un 20% y un 30% en el consumo de agua de riego gracias a la sombra parcial que generan los paneles.
Villarroel explicó que el proyecto busca transformar una tecnología que hoy existe principalmente a nivel experimental en una solución concreta para el sector agrícola nacional. En este sentido, detalló que “en Chile todavía no existen proyectos agrivoltaicos aplicados a viñedos, por lo que esta investigación abre una oportunidad para desarrollar una solución innovadora para la industria. La idea es avanzar hacia un prototipo piloto que permita validar estos resultados en terreno y demostrar que es posible aumentar la productividad, reducir el consumo de agua y generar energía renovable en un mismo espacio”.
Proyección
Por su parte, el profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica, Jaime Espinoza, quien guía, en colaboración con el Dr.-Ing. Gerardo Arancibia la investigación, destacó que este tipo de trabajos refleja el compromiso de la universidad con el desarrollo de soluciones concretas para los desafíos que enfrenta el país.
Al respecto, precisó que “la agrivoltaica demuestra que es posible integrar la ingeniería con las necesidades reales de la agricultura. No se trata solamente de generar energía, sino de proteger los cultivos, reducir el consumo de agua y aportar a una mayor productividad. Nuestro desafío ahora es llevar esta investigación desde la simulación hacia un piloto que permita demostrar sus beneficios directamente en una viña chilena”.
El académico explicó que el principio de esta tecnología consiste en instalar módulos fotovoltaicos semitransparentes que permiten el paso controlado de la luz, reduciendo el exceso de radiación que reciben las plantas. Esto disminuye el estrés térmico, mejora las condiciones de crecimiento y genera un efecto positivo tanto en la producción agrícola como en la eficiencia energética.
Desafío
El estudio también contempla que las estructuras permitan el normal funcionamiento de las labores agrícolas, facilitando el paso de maquinaria y trabajadores, además de incorporar sistemas desmontables que no alteran permanentemente el suelo. Entre los próximos desafíos se encuentra la construcción de un prototipo piloto en una viña de la zona central, iniciativa que permitiría validar en condiciones reales los resultados obtenidos mediante modelación computacional y avanzar hacia una futura transferencia tecnológica para la industria vitivinícola.