Energías renovables: soluciones para México

El Laboratorio de Energías Renovables del Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE) genera soluciones —a problemas regionales y nacionales— mediante proyectos que involucran el aprovechamiento y diseño de prototipos basados en energía solar, energía eólica y desalación de agua.

Aunque ahora han puesto énfasis en investigación científica aplicada, los investigadores también se han propuesto el desarrollo de estudios de ciencia básica sobre procesos de conversión de energía, tanto térmica como mecánica.

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el doctor Daniel Sauceda Carvajal, investigador del CICESE y responsable del Laboratorio de Energías Renovables, dijo que actualmente colaboran en el laboratorio dos investigadores de la División de Física Aplicada del CICESE y dos investigadores de otras divisiones.

Además están desarrollando su tesis cuatro alumnos de posgrado del Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones y están por incorporarse otros dos investigadores, uno de ellos adscrito al programa Cátedras Conacyt.

El investigador expuso que el objetivo del laboratorio es ser una fuente consolidada para la formación de recursos humanos, de tal forma que se generen especialistas en el tema de energías renovables que elaboren propuestas para la solución de problemas.

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el doctor Daniel Sauceda Carvajal, investigador del CICESE y responsable del Laboratorio de Energías Renovables, dijo que actualmente colaboran en el laboratorio dos investigadores de la División de Física Aplicada del CICESE y dos investigadores de otras divisiones.

“Nos gustaría al mediano y largo plazo ser una referencia regional en cuanto a la investigación y aprovechamiento de fuentes renovables de energía”, resaltó.

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Indicó que entre las metas a mediano y largo plazo, está atraer a más investigadores y estudiantes para desarrollar otras áreas como el estudio de materiales, un tema que —consideró— es esencial para la producción de energías renovables.

Daniel Sauceda mencionó que otro de los objetivos es fortalecer el estudio de los procesos de transferencia de calor y movimiento de fluidos, que intervienen en casi todas las áreas de energías renovables.

Aerogeneradores más eficientes

En apego a las líneas de investigación y criterios de trabajo del Laboratorio de Energías Renovables, Mikhail Ramos Domínguez, estudiante de maestría del Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones en el área de instrumentación y control, diseña un aerogenerador que con dos rotores integrados logre incrementar su eficiencia para producir energía eólica.

En entrevista, el estudiante expuso que el aerogenerador convencional se caracteriza por tener un rotor y un estátor; sin embargo, el aerogenerador que diseña cuenta con dos rotores, uno de electroimanes y otro de bobinas.

Comentó que por ahora su proyecto está en la fase de simulaciones en software, donde se observan las fuerzas de arrastre y sustentación que está sufriendo el sistema.

“Al ser en un solo eje puede llegar a presentar ciertos tipos de vibraciones y si entra en un modo de resonancia, puede llegar a ser destruido, es por eso que estamos haciendo todo el análisis —a nivel maestría— de las fuerzas que actúan sobre él, también estamos viendo cuánta eficiencia es la que tiene”, mencionó.

Mikhail Ramos precisó que hasta ahora han logrado obtener una eficiencia de más de 16 por ciento para la generación de energía, trabajo al que se sumará el diseño de una estructura nueva para todo el sistema.

“Tenemos la esperanza de que este sistema pueda ser usado en lugares donde hay vientos muy lentos, como en Ensenada, la zona costera, que va de uno a tres metros por segundo”, apuntó.

Energía solar

Como parte de la línea de estudio en energía solar, Beatriz Eugenia Stephens Camacho, alumna de doctorado en el área de instrumentación y control del Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones, trabaja en el diseño de un concentrador solar parabólico compuesto, proyecto que se encuentra en la etapa de construcción del prototipo.

El colector solar tiene por finalidad, además de concentrar la mayor radiación solar posible, mantener una temperatura entre los 25 y 28 grados, de tal forma que pueda integrarse a un sistema de cultivo de microalgas que serán utilizadas para la producción de biocombustible.

“Las microalgas son microorganismos que necesitan luz solar para vivir, entre otros nutrientes, y nosotros estamos tratando de que el cultivo que vamos a tener en este prototipo sea iluminado las 24 horas”, indicó la estudiante.

Con la luz solar acumulada se alimentará un sistema de iluminación artificial que funcione en las horas de oscuridad y para ello se almacenará la energía en baterías que permitan que el cultivo de microalgas funcione todo el día.

Desalinización con energías limpias

El diseño de un sistema de desalinización que funcione con energías limpias es el proyecto que desarrolla en el Laboratorio de Energías Renovables el estudiante de doctorado Alejandro Álvarez Morales.

Álvarez Morales detalló que el sistema de desalinización que elabora demanda 30 por ciento suministro de energía eléctrica y 70 por ciento energía térmica; el objetivo es acoplarlo con sistemas de energías renovables en ambos casos.

“La novedad que estamos planteando es juntar las cámaras, porque estos sistemas normalmente se llevan a cabo en dos cámaras, una de ellas de evaporación, donde el agua de mar entra caliente, ahí es donde entrarían las energías renovables, en calentar el agua”, precisó.

Puntualizó que en su proyecto se está considerando energía solar y energía geotérmica para mantener el agua a una temperatura máxima de 80 grados Celsius.

El proyecto está en la etapa de simulaciones y cálculos teóricos para establecer los parámetros óptimos que se deben usar con el prototipo.

Sinergia con la industria

El doctor Daniel Sauceda Carvajal estimó que un aspecto esencial para garantizar el impacto social de los proyectos del laboratorio es la colaboración con la iniciativa privada, específicamente con el sector industrial.

Mencionó que recientemente concluyeron dos proyectos con empresas de la iniciativa privada, que fueron financiados con recursos del Programa de Estímulos a la Innovación (PEI) del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).

La mancuerna emprendida con la industria y la formación de los primeros recursos humanos especializados en energías renovables del CICESE representa los logros iniciales de un laboratorio que, con apenas cinco años de haber sido implementado, se encamina hacia su consolidación.

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