Boletín CEMIE-Océano No 3 Año 2 Vol 1 V03
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
1
Centro Mexicano<br />
de Innovación<br />
en Energía - <strong>Océano</strong><br />
....en este número<br />
2da. Reunión Plenaria <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> 4<br />
Comité Editorial<br />
del <strong>Boletín</strong> <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Dr. Rodolfo Silva Casarín<br />
Dr. Gregorio Posada Vanegas<br />
Dra. Angélica Felix Delgado<br />
M. en E. Jorge Gutiérrez Lara<br />
EL <strong>Boletín</strong> <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> es publicado semestralmente<br />
por el Centro Mexicano de Innovación<br />
en Energía - <strong>Océano</strong>. Publica información<br />
sobre todos los aspectos relacionados con el<br />
Centro; incluye resúmenes de investigación y<br />
proyectos, noticias, información de publicaciones<br />
recientes, talleres de trabajo, conferencias,<br />
simposios, cursos, resúmenes de informes de<br />
reuniones y noticias de participantes, ya sean<br />
alumnos, investigadores o empresarios. Los editores<br />
invitan a las personas interesadas a enviar<br />
artículos cortos en el que detallen sus actividades<br />
realizadas durante cada una de las etapas<br />
del <strong>CEMIE</strong>.<strong>Océano</strong>; las opiniones expresadas en<br />
un artículo pertenecen a los autores y no necesariamente<br />
a la opinión del Centro. EL <strong>Boletín</strong><br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> se distribuye gratuitamente de<br />
manera electrónica desde el portal del Centro.<br />
Línea transversal Difusión,Divulgación y Prensa,<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong>.<br />
http://www.cemieoceano.mx/<br />
Implementación de tecnologías<br />
de almacenamiento de energía para<br />
energías renovables marinas (ERM) 7<br />
El máximo potencial de la energía<br />
del gradiente salino 15<br />
Campañas de campo para evaluación<br />
del potencial energético asociado a<br />
gradiente salino del Río Champotón, México 19<br />
Formación, investigación y oceanografía:<br />
una mirada hacia el Mar Caribe<br />
Mexicano y su frontera sur 25<br />
La dimensión social en Puerto Ángel:<br />
la vida de los pescadores 31<br />
La dimensión social en Bahía de Banderas:<br />
un primer acercamiento 35<br />
Materiales compósitos resistentes<br />
a ambientes marinos 39<br />
Cosechar la energía del oleaje 43<br />
Aves acuáticas en Ría Lagartos,<br />
Yucatán, México 47<br />
El <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> cuenta con un microscopio<br />
electrónico de transmisión único en su tipo 53<br />
Reunión de la Línea Transversal Materiales,<br />
Subsistemas y Componentes 55<br />
Participación del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> en<br />
International Conference on Sustainable<br />
Energy and Environmental Protection,<br />
SEEP 2018 57<br />
La imagen de la portada fue tomada de internet.<br />
15 vo Simposio Internacional<br />
de Costas 66
El <strong>Boletín</strong> <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> es publicado semestralmente y es el órgano<br />
de difusión de las actividades del Centro y de las 44 instituciones que<br />
lo conforman.<br />
El <strong>Boletín</strong> <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> publica información sobre todos los aspectos<br />
relacionados con el Centro; incluye resúmenes de investigación y<br />
proyectos, noticias, información de publicaciones recientes, talleres de<br />
trabajo, conferencias, simposios, cursos, resúmenes de informes de reuniones<br />
y noticias de investigadores y alumnos. Los editores invitan al<br />
envío de artículos cortos y revisiones, las opiniones expresadas en un<br />
artículo firmado son aquellas del autor.<br />
En este tercer número presentamos una serie de artículos de divulgación<br />
en los cuales se plasma el trabajo de las distintas líneas de investigación<br />
de cemie-<strong>Océano</strong>. Resaltamos la implementación de nuevas<br />
tecnologías de almacenamiento, las campañas de campo de la línea<br />
Gradiente Salino, la investigación oceanográfica en el Mar Caribe mexicano,<br />
el trabajo con comunidades en bahía de Banderas y Puerto Ángel<br />
y la actividad que se esta realizando en ría Lagartos con las aves<br />
acuáticas.<br />
Destaca la adquisición del nuevo microscopio eletrónico de trasmisión.<br />
Y como es costumbre la participación en diferentes reuniónes<br />
técnicas, destacando este semestre la participación en “International<br />
Conference on Sustainable Energy and Environmental Protection (seep<br />
2018), y en 15vo Simposio Internacional de Costas (International Coasta<br />
Symposium, ICS2018), asi como la reunión plenaria de <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
realizada en la ciudad de San Francisco de Campeche en marzo del<br />
presente año.<br />
Como es costumbre se pone a su disposición tanto la página web<br />
www.cemieoceano.mx en la cual se presentan las acciones realizas por<br />
la comunidad del Centro, así como las redes sociales de Twitter, @CemieOceano<br />
y Facebook, /CemieOceano, en donde semanalmente se<br />
da seguimiento e información sobre las diversas actividades y logros.<br />
Esperamos que este <strong>Boletín</strong> no solamente sea de su agrado, sino<br />
que también motive su participación activamente; que con el avance<br />
del proyecto cemie-<strong>Océano</strong> , la sociedad conozca de primera mano lo<br />
que las universidades, empresas e instituciones de gobierno realizan,<br />
en relación con la obtención de energía a partir del mar, para el bien de<br />
nosotros, nuestra comunidad y el país.<br />
Los Editores
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
5-7 MARZO DE 2018<br />
2da.<br />
Reunión Plenaria<br />
cemie-<strong>Océano</strong><br />
El pasado 5 de marzo del presente año, el rector de la Universidad Autónoma<br />
de Campeche uac, licenciado Gerardo Montero Pérez, inauguró<br />
la 2da. Reunión Plenaria del Centro Mexicano de Innovación en Energía–<br />
<strong>Océano</strong> (cemie-<strong>Océano</strong>) que se realizó en el salón Principal de la Coordinación<br />
General de Vinculación y Extensión Universitaria. La reunión tuvo<br />
como objetivo principal expandir y fortalecer las capacidades de investigación<br />
científica y tecnológica, así como fomentar la formación de recursos<br />
humanos y vincular los esfuerzos del ámbito académico e industrial.<br />
En el presídium estuvieron el Mtro. Fernando Medina Blum, Secretario<br />
General de la uac, el Dr. Rodolfo Silva Casarín, responsable técnico del<br />
proyecto cemie-<strong>Océano</strong>, el Dr. Benjamín Otto Ortega Morales, Director<br />
General de Estudios de Posgrado e Investigación de la institución, y el<br />
Mtro. Guillermo Villalobos Zapata, director del Instituto de Ecología, Pesquerías<br />
y Oceanografía del Golfo de México (epomex).<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
4
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
Al evento asistieron investigadores de universidades de Quintana Roo,<br />
Yucatán, Campeche, Ciudad de México, Michoacán, Baja California, Tamaulipas,<br />
Veracruz, Zacatecas, Coahuila, así como instituciones gubernamentales<br />
y empresas privadas. Esta reunión fue coordinada por el Instituto<br />
epomex de la UAC por medio de la línea de Difusión, Divulgación y<br />
Prensa del cemie.<br />
El <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> pretende promover el aprovechamiento de sinergias<br />
mediante el establecimiento de alianzas multidisciplinarias, participativas<br />
y dinámicas, para abatir las barreras y superar los retos científicos y<br />
tecnológicos que enfrenta el país para el uso de la energía del océano,<br />
todo esto, mediante el desarrollo de líneas de investigación y acciones<br />
estratégicas en investigación aplicada, desarrollo tecnológico e innovación.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
5
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
El Dr. Rodolfo Silva, responsable del proyecto cemie-<strong>Océano</strong>, comenzó con una explicación sobre<br />
el cemie-<strong>Océano</strong>, sus objetivos generales y presentación de sus respectivos representantes<br />
dentro de los grupos directivos y regiones en la República Mexicana. Siguiendo con el programa,<br />
cada líder de línea de investigación, presentó los avances técnicos realizados durante el primer<br />
año del proyecto.<br />
Durante el segundo día continuaron con las presentaciones de los avances y proyectos en los<br />
que han estado trabajando. Por la tarde la Dra. Leonor Güereca tuvo participación con la presentación:<br />
“Subproyecto de análisis de ciclo de vida”. Por otro lado, el M.C. Enríque Alvarez participo<br />
con la presentación: “La energía eólica offshore en México: Análisis de la oportunidad en la costa<br />
norte de Yucatán”. Más tarde se realizaron mesas de trabajo, donde cada grupo discutió sobre los<br />
alcances y compromisos para el próximo año.<br />
Al finalizar la 2da. Reunión, los coordinadores de las líneas presentaron los compromisos de cada<br />
de investigación que conforman al cemie-<strong>Océano</strong>. Para concluir el Dr. Rodolfo Silva presentó un<br />
resumen general de la reunión y palabras de clausura.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
6
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
Implementación de tecnologías<br />
de almacenamiento de energía<br />
para energías renovables<br />
marinas (erm)<br />
Rosa de Guadalupe González Huerta, Ing. Jorge Olmedo González<br />
Instituto Politécnico Nacional- Escuela Superior<br />
de Ingeniería Química e Industrias Extractivas<br />
Introducción<br />
Uno de los aspectos más importantes para la línea transversal de Integración<br />
a la red eléctrica y almacenamiento de energía es el desarrollar<br />
sistemas de generación de energía eléctrica a partir de energías del<br />
océano como, olas, mareas, corrientes, gradientes térmicos y salinos con<br />
una perspectiva de aprovechamiento de energía de tal manera que se<br />
incremente la eficacia de estas al poder tener disponibilidad de energía<br />
en todo momento a pesar de sus variaciones de generación inherentes y<br />
permitir su interconexión a la red con mucha más eficacia.<br />
En la actualidad, la producción de energía limpia es uno de los factores<br />
más sobresalientes y necesarios para la reducción de gases de efecto<br />
invernadero, estos han propiciado los crecientes problemas relacionados<br />
con el cambio climático y el calentamiento global, es aquí donde las energías<br />
renovables juegan un papel fundamental para brindar una solución.<br />
La mayoría de las energías renovables (energías del océano, eólica o la<br />
energía solar fotovoltaica), se denominan energías renovables variables<br />
(erv) debido a la intermitencia e irregularidad inherentes que presentan<br />
al generar energía eléctrica, esto representa un gran desafío en la generación<br />
de energía y el equilibrio de carga para mantener la estabilidad<br />
y fiabilidad en la red de energía eléctrica. Las tecnologías de almacenamiento<br />
de energía (TAE) enfocadas en el almacenamiento de energía<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
7
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
eléctrica (aee) han sido reconocidas como una solución factible para abordar estos problemas, lo<br />
que facilita el equilibrio de energía desacoplando la generación y el consumo en los dominios de<br />
tiempo y espacio mediante múltiples cargas y descargas de ciclos (González et al., 2017; Cebulla<br />
et al., 2017).<br />
El objetivo general de las tae para energías renovables es almacenar energía de las erv cuando<br />
existen excedentes de energía y utilizar la energía cuando hay un déficit de generación de energía.<br />
También son adecuadas para almacenar cuando hay baja demanda y bajo costo de generación y<br />
ser utilizada en altas demandas y altos costos de producción. Existen diferentes clasificaciones de<br />
tae de acuerdo con el uso que se les da, por ejemplo, para regulación de energía y diferentes tipos<br />
de acoplamientos con la red eléctrica.<br />
Las energías renovables marinas (erm) pueden considerarse un recurso estocástico, las tecnologías<br />
para aprovechar el poder de los mares se encuentran en una etapa temprana de desarrollo.<br />
Los océanos de la tierra representan una gran fuente de energía renovable. En general, la energía<br />
oceánica se puede dividir en seis tipos de origen y características diferentes: olas, mareas, corrientes<br />
de marea, corrientes oceánicas, energía térmica oceánica y gradiente salino. Actualmente,<br />
todas las tecnologías de energía oceánica, excepto corrientes de marea, pueden considerarse<br />
en una etapa temprana de desarrollo, desde la etapa conceptual hasta la etapa de demostración<br />
(Uihlein y Magagna, 2016).<br />
Variabilidad en la producción de energía eléctrica de las erm<br />
Las ERM presentan diferentes problemas de producción de energía eléctrica que dependen<br />
principalmente del control del proceso y la posibilidad de tener variables de control. Uno de los<br />
principales objetivos para la implementación de tae a estas energías es comprender y conocer los<br />
perfiles de generación y los sistemas de transformación de energía primaria a energía eléctrica.<br />
Se ha corroborado que los sistemas mareomotrices y undimotrices, requieren de una TAE para<br />
acondicionamiento o regulación la cual se encuentra implícita en el sistema en sus sistemas de<br />
transformación que usualmente pueden llegar a ser hidráulicos o neumáticos, esto quiere decir<br />
que para poder obtener energía se requiere de una tae que permita una transformación mucho<br />
más continua de la energía para que sea factible la generación.<br />
En relación con gradientes térmicos, como la conversión de energía térmica oceánica (otec) por<br />
sus siglas en inglés, debido a que el proceso de generación de energía eléctrica es controlable no<br />
requiere de una tae para acondicionamiento, en estos sistemas es posible controlar las variaciones<br />
o perturbaciones de generación de energía eléctrica mediante la manipulación de las variables<br />
de proceso, esto mismo ocurre en la generación por gradiente salino mediante la tecnología de<br />
electrodiálisis inversa u osmosis de presión retardada, donde es posible controlar el flujo de agua<br />
dulce y salada a la celda. <strong>No</strong> obstante, es importante mencionar que este control o grado de control<br />
solo se puede tener en un intervalo de operación.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
¿Cómo seleccionar adecuadamente una tae?<br />
La producción de estable y continua de energía eléctrica, los problemas de intermitencia en periodos<br />
cortos o estacionales, la falta de coincidencia de la generación de electricidad y la carga<br />
causada por la limitada capacidad de envío, requieren aee para aumentar su flexibilidad. Estas<br />
tienen diferentes tipos de clasificación, uno de ellos se centra en la solución que proporciona [7-10]<br />
La producción estable y continua de energía eléctrica, los problemas de intermitencia en periodos<br />
cortos o estacionales, la falta de coincidencia de la generación de electricidad y la carga causada<br />
por la limitada capacidad de envío, requieren aee para aumentar su flexibilidad. Estas tienen diferentes<br />
tipos de clasificación, (Uihlein y Magagna, 2016; Khodayari y Aslani, 2018)<br />
8
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
1. Fuente de alimentación ininterrumpida (ups)<br />
2. Gestión de energía<br />
3. Transmisión y distribución<br />
4. Intermitencia de fuente renovable<br />
5. Almacenamiento estacional<br />
6. Arbitraje.<br />
Estas aplicaciones se pueden dar juntas dependiendo del tipo de intermitencia,<br />
requerimiento energético, rendimiento de la conversión y balances<br />
del sistema multienergético. Todas estas aplicaciones se pueden<br />
resumir en tres áreas principales (He y Wang, 2018):<br />
a) Acondicionamiento o regulación de la energía producida.<br />
b) Capacidad de almacenamiento de energía para postconsumo (diaria,<br />
mensual o estacional).<br />
c) Almacenamiento de energía para aplicaciones móviles.<br />
Figura 1. Tanques de 900<br />
litros y 3000 litros de hidrógeno.<br />
Tecnología a<br />
base de hidruros metálicos<br />
AB2. Vivienda Sustentable<br />
IPN, Instituto Politécnico<br />
Nacional.<br />
Los principales aee son almacenamiento hidráulico de bombeo (phs),<br />
almacenamiento de energía de aire comprimido (caes), baterías, almacenamiento<br />
de H2 / pilas de combustible, volantes de inercia (flywheels),<br />
supercapacitores y almacenamiento de energía magnética superconductora<br />
(smes) [5,8]. La gran variedad de opciones y características complejas<br />
particulares de cada tecnología hacen que sea difícil evaluar y seleccionar<br />
una tecnología específica para erm, seleccionar adecuadamente<br />
las tecnologías es uno de los intereses y objetivos que tiene la línea de<br />
interconexión al sistema eléctrico del cemie-o. Una tecnología de sobresaliente<br />
y que puede brindar alta capacidad de almacenamiento es el<br />
hidrógeno. Sin embargo, uno de los retos actuales es el contar con métodos<br />
de almacenamiento factibles desde el aspecto técnico y económico.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
9
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Las tecnologías de almacenamiento de energía se pueden implementar en escalas grandes y<br />
pequeñas en formas distribuidas y centralizadas en todo el sistema de energía. Si bien algunas<br />
tecnologías están maduras o casi maduras, la mayoría todavía se encuentran en las primeras etapas<br />
de desarrollo y requerirán atención adicional antes de que su potencial pueda ser plenamente<br />
realizado (González et al., 2017).<br />
La introducción de redes inteligentes y otras nuevas tecnologías de infraestructura energética<br />
podría afectar la ubicación óptima de las tecnologías de almacenamiento en el futuro. La selección<br />
de la tae más adecuada depende de múltiples factores entre ellos la escala, tamaño y tipo de la<br />
planta generadora de energía eléctrica, el tipo o tipos de planta de generación de energía eléctrica<br />
(e.g. Sistema fotovoltaico, eólico, mareomotriz, ciclo combinado), el objetivo del almacenamiento y<br />
la duración requerida del almacenamiento, en la figura 2 se muestra las diversas aplicaciones que<br />
pueden tener las tae y el rango de factibilidad de implementación de acuerdo con la potencia que<br />
pueden proveer y la duración.<br />
Figura 2. Implementación de las tecnologías de almacenamiento de energía(TAE) (iea, 2015).<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
La selección del modelo de almacenamiento o tae adecuado, se puede realizar bajo diferentes<br />
métodos y criterios. En el proyecto del cemie-o se ha planteado que esta selección se puede realizar<br />
bajo los siguientes pasos:<br />
1. Determinación del problema de generación.<br />
2. Objetivo y tamaño requerido del almacenamiento de energía.<br />
3. Selección de la tecnología mediante comparación de diferentes criterios.<br />
El primer paso consiste en conocer y comprender la generación de energía eléctrica de la erv.<br />
Los sistemas usualmente se dimensionan de acuerdo con los mininos de producción anuales, para<br />
asegurar una producción continua a lo largo del año. Sin embargo, esto no evita fluctuaciones de<br />
producción de energía eléctrica en periodos cortos. Es muy importante basarse en estudios del<br />
10
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
comportamiento de la energía primaria y en el comportamiento del sistema generador de energía<br />
eléctrica (tecnología de generación de energía eléctrica). Uno de los objetivos del cemie-o es crear<br />
esta información para las diferentes energías marítimas. Conocer esta información permitirá determinar<br />
las zonas donde es factible implementar los sistemas de generación de energías del océano<br />
de manera responsable con el medio ambiente en el país.<br />
Para el segundo paso es importante saber que la aplicación del almacenamiento está estrechamente<br />
relacionada con el problema de la energía primaria por lo que se convierte en su objetivo.<br />
La aplicación del almacenamiento se puede traducir al tiempo que se desea que dure el almacenamiento<br />
y potencia requerida. Un sistema de generación puede tener varios problemas por lo que<br />
puede requerir de varias tae, para una producción continua.<br />
Para acondicionamiento o regulación de la energía eléctrica producida, usualmente se requieren<br />
de tae’s que permitan almacenar y disponer de la energía almacenada por periodos cortos.<br />
Respecto al almacenamiento de la energía para uso posterior al periodo producido, se requieren<br />
de tae’s que permitan almacenarla energía por periodos prolongados superiores a días y hasta<br />
periodo s estacionales y para almacenamiento de energía para transporte o aplicaciones móviles,<br />
se requieren de tae’s que posean una alta densidad de energía y que permitan brindar autonomía<br />
suficiente de acuerdo con la aplicación. Para únicamente transporte de energía se requieren tae’s<br />
con similares características donde sea posible transportar la máxima cantidad de energía.<br />
Para los tres objetivos, la selección de potencia de la tae depende del tamaño de la planta<br />
generadora y del tiempo que se desea utilizar, por lo que entre mayor es el tiempo requerido se<br />
demanda mayor capacidad de almacenamiento.<br />
En relación con el paso 3, una vez que se ha identificado el problema, se conoce el comportamiento<br />
del sistema de generación y de la fuente de energía primaria, por lo tanto se conoce el tiempo<br />
requerido de almacenamiento; es posible evaluar la potencia con base a cada tae cual resulta<br />
más factible para los valores requeridos.<br />
Se ha planteado la selección de las tae mediante técnicas de análisis y selección multicriterio<br />
como lo es el método electre (ELiminación y Elección Expresando Rrealidad). Con este tipo de<br />
métodos, se analizan y comparan diferentes criterios o factores de las diferentes tae. Los factores<br />
más importantes para la evaluación y selección son los costos de capital, factores técnicos como<br />
eficiencia, madurez, capacidad, durabilidad, autonomía, tiempo de respuesta, densidad de potencia<br />
y densidad energética, otros factores son factores sociales, políticas ambientales y regulatorias.<br />
Perspectivas de tae para erm<br />
Los estudios preliminares han arrojado que, dependiendo de los beneficios de cada aee, resultan<br />
más adecuados para una aplicación específica. Para regulación y acondicionamiento de energía<br />
lo supercapacitores o baterías son adecuados. Uno de los retos para la viabilidad de <strong>Vol</strong>antes de<br />
inercia y smes es el costo de inversión.<br />
Para posconsumo es adecuado phs, caes, baterías, para períodos diarios. Son tecnologías para<br />
escalas superiores a 100 MW con duraciones de salida de una hora a otra. Las pilas de combustible<br />
de hidrógeno tienen un tiempo de descarga relativamente largo (horas), por lo tanto, son más<br />
adecuadas para este tipo de aplicaciones en 100 kW-10 MW. En relación con aplicaciones móviles,<br />
pueden resultar factibles baterías, supercapacitores y celdas de combustible de hidrógeno, aunque<br />
únicamente como aprovechamiento adicional de la energía eléctrica y no para transmisión a<br />
red eléctrica.<br />
Se ha encontrado de manera general que las energías de oleaje, mareas y corrientes requieren<br />
principalmente aee para regulación y acondicionamiento debido al efecto de oleaje también<br />
podrían requerir almacenamiento para variaciones en períodos de horas a días. otec y gradiente<br />
salinidad como se ha comentado, debido a la controlabilidad del proceso de producción de ener-<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
11
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
gía eléctrica son menos necesarias. Sin embargo debido a las variaciones anuales que pudieran<br />
presentar tanto estas energías como las ya antes mencionadas podrían requerir de almacenamiento<br />
estacional, esta necesidad esta limitada por la alta capacidad de almacenamiento necesaria en<br />
relación con la potencia de generación de los sistemas.<br />
Se ha observado que transportar la energía para transmisión a la red eléctrica no es realmente<br />
factible y solo es apropiado para aplicaciones móviles específicas. <strong>No</strong> obstante, podría ser factible<br />
cuando las plantas otec están lejos de la costa.<br />
Tabla 1. AEE más adecuado para las ERM<br />
ERM AEE para regulación AEE para posconsumo AEE para aplicaciones<br />
móviles<br />
Olas<br />
Supercapacitores/<strong>Vol</strong>antes de<br />
inercia/ Baterías<br />
Hidrógeno/PHS/CAES/<br />
Baterías<br />
<strong>No</strong> recomendado<br />
Corrientes<br />
Supercapacitores/<strong>Vol</strong>antes de<br />
inercia/ Baterías<br />
Hidrógeno /PHS/CAES/<br />
Baterías<br />
<strong>No</strong> recomendado<br />
Corrientes de marea<br />
Supercapacitores/<strong>Vol</strong>antes de<br />
inercia/ Baterías<br />
Hidrógeno /PHS/CAES/<br />
Baterías<br />
<strong>No</strong> recomendado<br />
OTEC <strong>No</strong> requerida Hidrógeno /PHS/CAES Hidrógeno, más de 2000km<br />
de la costa<br />
Gradiente Salino (PRO) <strong>No</strong> requerida PHS/ CAES <strong>No</strong> recomendado<br />
Gradiente salino (RED) Supercapacitores PHS/ CAES <strong>No</strong> recomendado<br />
Este análisis general permite brindar un panorama general sobre la importancia del almacenamiento<br />
de energía y como esta puede brindar soporte a la generación de energía eléctrica por las<br />
diferentes energías renovables marítimas. Si bien aun falta un extenso desarrollo y estudio de la<br />
introducción de estas tecnologías a las energías renovables es un aspecto que no se puede dejar<br />
pasar por alto para el desarrollo de estas energías.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
12
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
Literatura citada<br />
Cebulla, F., T. Naegler, y M. Pohl, 82017). Electrical energy storage in highly renewable European energy<br />
systems: Capacity requirements, spatial distribution, and storage dispatch,. J. Energy Storage, 14:211–223.<br />
Chen, H., T. N. Cong, W. Yang, C. Tan, Y. Li, y Y. Ding, (2009). Progress in electrical energy storage system: A<br />
critical review. Prog. Nat. Sci., 19(3):291–312.<br />
González HuertaR de G., J.M. Sandoval Pineda, y J. Olmedo González, (2017). Revisión de Modelos Actuales y<br />
Propuesta de Mejora a Nuevos Modelos de Almacenamiento de Energía. Centro Mexicano en Innovación<br />
de Energías del <strong>Océano</strong>-Instituto Politécnico Nacional, Ciudad de México, México, Tec. REP. 2 Final.<br />
González Huerta, R de G., J.M. Sandoval Pineda, J.N. Hernández Pérez, M. Rico Cortez, y E. Álvarez del Rio,<br />
(2017). Revisión Bibliográfica del Estado del Arte en Sistemas de Almacenamiento de Energía, Centro<br />
Mexicano en Innovación de Energías del <strong>Océano</strong>-Instituto Politécnico Nacional, Ciudad de México, México,<br />
Tec. REP. 1 Final.<br />
Guney M.S., y Y. Tepe, (2017). Classification and assessment of energy storage systems. Renew. Sustain.<br />
Energy Rev., 75:1187–1197.<br />
He W., y J. Wang, (2018). Optimal selection of air expansion machine in Compressed Air Energy Storage: A<br />
review. Renew. Sustain. Energy Rev., 87: 77-95<br />
IEA, (2014). Technology Roadmap Energy storage. International Energy Agency, Francia.<br />
IEA, (2015). Technology Roadmap Hydrogen and Fuel Cells. International Energy Agency, Francia.<br />
Khodayari M., y A. Aslani, (2018). Analysis of the energy storage technology using Hype Cycle approach.<br />
Sustain. Energy Technol. Assessments, 25: 60–74.<br />
Luo X., J. Wang, M. Dooner, y J. Clarke, (2015). Overview of current development in electrical energy storage<br />
technologies and the application potential in power system operation. Appl. Energy, 137:511–536.<br />
Uihlein A., and D. Magagna, (2016). Wave and tidal current energy - A review of the current state of research<br />
beyond technology. Renew. Sustain. Energy Rev., 58: 1070–1081.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
13
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
14
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
El máximo potencial de la<br />
energía del gradiente salino<br />
Mateo Roldan Carvajal a,b, Carlos Sánchez Sáenz a,b , Cecilia Enríquez Ortiz c ,<br />
Oscar Reyes Mendoza c , Vanesa Papiol Nieves c.<br />
a<br />
Universidad Nacional de Colombia – Sede Medellín,<br />
b<br />
Grupo de Ingeniería Electroquímica griequi,<br />
c<br />
Unidad Académica Yucatán-Sede Sisal, unam<br />
La energía del gradiente salino (egs) se encuentra relacionada, en la naturaleza,<br />
con la mezcla irreversible de dos masas de agua de diferente<br />
salinidad; si se logra controlar este proceso, será posible obtener energía<br />
eléctrica. Pero, ¿cuánta energía está disponible? En la mezcla irreversible<br />
de 1 m 3 de agua de río (salinidad de 0.07 g/l, en general) con 1 m 3 de agua<br />
de mar (salinidad de 35 g/l aproximadamente) se liberan alrededor de<br />
0.56 kWh (equivalentes 2 megajoules) de energía en forma de calor, la<br />
cual es equivalente a la energía liberada en la caída de 1 m 3 de agua en<br />
una cascada de 204 m de altura. Si se lograra convertir toda esa energía<br />
liberada en forma de calor, en energía eléctrica, se podrían alimentar 42<br />
bombillas led de 13 W cada una, durante una hora. Teniendo en cuenta<br />
que en la desembocadura de un río puede haber cientos, incluso miles,<br />
de metros cúbicos de agua de río por segundo y en un proceso continuo,<br />
estamos hablando de una gran fuente de energía “inagotable” y disponible<br />
en todo el mundo que, por tanto, vale la pena investigar.<br />
Diferentes estudios sugieren que zonas como el mar Mediterráneo, el<br />
mar Caribe y el golfo de México son lugares óptimos para obtener energía<br />
de las desembocaduras de los ríos en el mar; esto se debe, entre otras,<br />
a que la mayor temperatura de las aguas, mayor es la energía disponible.<br />
En el marco del proyecto cemie – <strong>Océano</strong>, en la línea de investigación<br />
de gradiente salino se ha observado que la mezcla de volúmenes iguales<br />
no es necesariamente la proporción que libera más energía. En la figura 1<br />
se muestra el comportamiento de la energía liberada como función de la<br />
fracción volumétrica del agua de río a una temperatura ambiente de 25°C<br />
para un total de 2 m 3 de mezcla.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
15
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Figura 1. Energía liberada en 2 m3 de mezcla de agua de<br />
Río (salinidad ~0.07 g/l) y de agua de Mar ( salinidad ~35<br />
g/l) a 25°C en función de la fracción volumétrica agua de<br />
río.<br />
En el eje horizontal un valor de 0.1 significa que del total mezclado el 10 % es agua de río y el 90 %<br />
restante es agua de mar; similarmente, un valor de 0.5 en el eje horizontal corresponde a la mezcla<br />
de 1 m 3 de agua de río y 1 m 3 de agua de mar. La forma cóncava de la gráfica muestra un punto<br />
máximo de 2.13 mj para una fracción volumétrica de agua de río de 0.6. Si se aumentara el volumen<br />
de la mezcla, este comportamiento cóncavo se mantendría y la energía liberada sería mayor. En<br />
caso de que la mezcla no consistiera en agua de río y agua de mar, sino otras como agua salina (de<br />
mar) y agua hipersalina (> 50 g/l), como puede darse en lagunas hipersalinas de la costa de Yucatán,<br />
el máximo probablemente no se encuentre en la misma fracción volumétrica del agua menos<br />
concentrada (Río en la figura 1 y mar en el segundo ejemplo).<br />
En principio, se puede obtener energía de cualquier gradiente de salinidad; pero es importante<br />
notar que, cuando se fija la salinidad de una masa de agua, entre mayor sea la diferencia de salinidad<br />
con la otra agua, mayor será la energía que se liberará en la mezcla irreversible. En la figura 2<br />
se muestra el potencial teórico de la egs para combinaciones de salinidades en un intervalo entre<br />
0 y 300 g/l para el agua más salada y de 0-35 g/l para el agua menos salada, a una temperatura<br />
ambiente y un volumen de mezcla de 1 m 3 .<br />
Figura 2. Energía liberada por 1 m3 de mezcla a 25°C para<br />
diferentes salinidades. Las líneas continuas representan<br />
líneas isoenergéticas de una mezcla de volúmenes iguales.<br />
Las líneas discontinuas significan la misma cantidad de<br />
energía liberada, pero si se utilizaran los volúmenes óptimos<br />
para cada mezcla. La zona en negro indica combinaciones<br />
en las que no tendría sentido calcular la energía<br />
liberada ya que la salinidad del agua menos salada sería<br />
mayor que la del agua más salada.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
16
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
La zona en negro corresponde a combinaciones en las que la salinidad del agua más salada es<br />
menor a la salinidad del agua menos salada, por lo que no tendría sentido el cálculo de la energía<br />
liberada. Las líneas continuas corresponden a isoenergéticas. Por ejemplo, para obtener 1 MJ de<br />
energía a las condiciones dadas, se podría mezclar agua en igual proporción a 50 g/l y agua a 4 g/l,<br />
o bien se podría usar agua a 100 g/l y agua a 25 g/l. Otro comportamiento interesante es el de la<br />
mezcla óptima (línea isoenergética discontinua), ya que a salinidades menores de 100 g/l (las más<br />
comunes en sistemas naturales) no hay una diferencia muy marcada entre la energía liberada por<br />
la mezcla irreversible óptima y la liberada por la mezcla irreversible a iguales volúmenes de agua.<br />
<strong>No</strong> obstante, a medida que la salinidad del agua más salina aumenta, se empieza a hacer más evidente<br />
la diferencia entre ambas líneas isoenergéticas.<br />
Es evidente que el potencial de aprovechamiento de la egs es alto. Para hacer uso del recurso<br />
se han desarrollado diferentes tecnologías como la electrodiálisis inversa (red, por sus siglas en<br />
inglés) o la ósmosis retardada por presión (pro, por sus siglas en inglés), en Europa y Asia principalmente.<br />
En América Latina, antes de la creación del cemie-<strong>Océano</strong> solo se había reportado un<br />
prototipo de red construido por la Universidad Nacional de Colombia – Sede Medellín. La línea<br />
de obtención de energía de gradientes salinos ha empezado a trabajar de forma paralela en diferentes<br />
prototipos a escala de laboratorio, y en sinergia con Universidades e Institutos de México y<br />
Colombia, con el fin de generar conocimiento propio a partir de la investigación básica y la investigación<br />
aplicada. En la figura 3 se muestran algunos de nuestros avances experimentales en la<br />
tecnología red.<br />
Figura 3. Avance experimental en tecnología red. Izquierda: Medidas de voltaje y experimentación básica en el Instituto<br />
de Ingeniería en la unam. Centro. Primera aproximación a un equipo de RED en el Instituto Politécnico Nacional. Derecha:<br />
Operación un nuevo diseño de prototipo en la Universidad Nacional de Colombia – Sede Medellín dentro del convenio<br />
con el cemie-<strong>Océano</strong>.<br />
Dado que red es una tecnología de membranas de intercambio iónico, los estudios experimentales<br />
han explorado formas de medición de selectividad de las membranas, su resistencia eléctrica,<br />
diferentes configuraciones de flujo y condiciones de operación. Además de la experimentación<br />
en laboratorio, se han realizado estudios teóricos con modelos termodinámicos para el diseño de<br />
red. Dentro del cemie-<strong>Océano</strong>, existen líneas de acción transversal con investigación en temas<br />
como el diseño y desarrollo de materiales, investigación en electricidad, redes de transmisión y<br />
almacenamiento energético, investigación en modelado físico y numérico e investigación de impactos<br />
al medio ambiente. Hoy en día, ya se encuentran encaminados un número importante de<br />
iniciativas de estudios de intersección de disciplinas, como son: estudios de experimentos físicos<br />
de obtención de energía con soluciones de distintas concentraciones salinas, estudios de desarrollo<br />
de membranas expresamente diseñadas para la obtención de energía por gradientes salinos,<br />
desarrollos de prototipos para obtención de energía y estudios de evaluación de potencial teórico,<br />
con las distintas técnicas (red y pro).<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
17
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
A medida que se desarrollan las teorías y se integran diferentes personas al estudio de la egs<br />
en el mundo, se descubren nuevas aplicaciones como los motores de gradiente de salinidad y los<br />
sistemas híbridos de desalinización de agua y recuperación de energía mediante tecnologías de<br />
gradiente salino; campos en los que abundan los retos en diferentes disciplinas como la oceanografía<br />
y la ingeniería.<br />
Finalmente, nos gustaría resaltar que aunque la egs tiene un alto potencial de aprovechamiento,<br />
serán los estudios de factibilidad ambiental y económica, el análisis de especies vulnerables<br />
a cambios de salinidad y de temperatura, y los estudios de otros posibles impactos (sociales, por<br />
ejemplo), los que ayudarán a definir cuánta agua de los ríos, cuánta agua de lagunas costeras o<br />
cuánta agua del mar podemos utilizar sin generar grandes modificaciones que afecten gravemente<br />
los procesos naturales y generen cambios irreversibles en los ecosistemas marinos y estuarinos<br />
que son altamente vulnerables, campos en los que se integra la biología como parte fundamental<br />
del estudio.<br />
<strong>No</strong>ta - Aclaración<br />
En los cálculos presentados se supone que las aguas solo tienen cloruro de<br />
sodio (NaCl) y que los volúmenes son aditivos.<br />
Literatura citada<br />
G. Micale, A. Cipollina, and A. Tamburini, “Salinity gradient energy,” in Sustainable Energy from Salinity Gradients,<br />
First., Elsevier, 2016, pp. 1–17.<br />
S. Vallejo, “Energy generation from salinity gradients through Reverse Electrodialysis and Capacitive Reverse<br />
Electrodialysis,” Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín, 2017.<br />
O. Alvarez-Silva, C. Winter, and A. F. Osorio, “Salinity Gradient Energy at River Mouths,” Environ. Sci. Technol.<br />
Lett., vol. 1, no. 10, pp. 410–415, 2014.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
18
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
Campañas de campo para<br />
evaluación del potencial<br />
energético asociado a<br />
gradiente salino del río<br />
Champotón, México<br />
Gregorio Posada Vanegas, Iván Martínez Sosa, Felipe Ernesto Puc Cutz,<br />
Beatriz Edith Vega Serratos, Olivia Mejía Rodríguez,<br />
Enrique Alejandro Mangas Che.<br />
Instituto epomex, Universidad Autónoma de Campeche.<br />
El aumento constante de la población mundial, la sobreexplotación y el<br />
agotamiento de los combustibles fósiles y el deterioro ambiental que para<br />
algunos casos genera la explotación de carbón, gas y petróleo, hacen indispensable<br />
el desarrollo y aprovechamiento de las fuentes de energías<br />
limpias (Zhao, Zou, Tang y Mulcay 2012). Las fuentes de energía renovable<br />
(e.g. solar, eólica, oceánica, geotérmica, hidráulica… etc.), de acuerdo<br />
con las estimaciones actualizadas al 2012 (sener, 2015), proveen un<br />
14.90% del consumo energético mundial.<br />
Los océanos contienen el 97% del agua presente en la tierra y el 71% de<br />
la superficie de la tierra está cubierta por agua de mar. Aproximadamente<br />
3 000 millones de personas viven a menos de 200 km de la costa. Por lo<br />
tanto, las fuentes de energía oceánica pueden ofrecer un potencial para<br />
el suministro de energía, calefacción y refrigeración, agua potable y otros<br />
productos a los mercados costeros. Existen al menos seis diferentes potenciales<br />
fuentes energéticas, que derivan del agua de mar: Corrientes<br />
de marea, corrientes oceánicas, marea astronómica, oleaje, energía térmica<br />
oceánica, gradiente salino (Huckerby et al., 2016).<br />
Desde 1950 es sabido que es posible extraer energía sustentable y renovable<br />
del flujo de agua dulce y agua salada, esta energía se conoce<br />
como gradiente salino y se obtiene a partir de la mezcla que se da de forma<br />
natural entre dos masas de agua con diferentes concentraciones de<br />
salinidad. El principio básico para la obtención de energía del gradiente<br />
salino es el irreversible incremento de entropía en un sistema, al mezclar-<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
19
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
se dos soluciones con distinta concentración salina, tal como en la desembocadura de un río, de<br />
esta forma se puede obtener un potencial de gradiente salino y extraer energía renovable, libre de<br />
CO 2<br />
y gases de efecto invernadero, produciendo energía eléctrica limpia para el medio ambiente<br />
(Enriquez C et al, 2017).<br />
Las principales ubicaciones para la captura de energía del gradiente salino son las desembocaduras<br />
de los ríos, donde el agua dulce se mezcla con el agua de mar (Marín et al., 2017). Alvares et<br />
al, 2016 demostraron que el rango de mareas para aprovechar energía del gradiente salino en las<br />
desembocaduras de los ríos es en los cuales la amplitud media de marea sea inferior a 1.2 m se<br />
consideran adecuadas<br />
El estado de Campeche, México, cuenta con 4 ríos principales, Palizada, Candelaria, Chumpán y<br />
Champotón, los tres primeros, al desembocar en la laguna de Términos (70 km x 30 km aproximadamente)<br />
no tienen un contacto directo con agua de mar; el Rio Champotón descarga su caudal<br />
directamente en el Golfo de México y cumple con la condición de marea astronómica tienen una<br />
amplitud media inferior a 1.2 m Pulido (2011) sugerida por Álvarez et al (2016).<br />
Área de estudio<br />
El río Champotón (Figura 1) se localiza en el estado de Campeche (19°24’00’’ - 19°05’24’’ N y<br />
90°43’12’’ - 90°23’24’’ W), pertenece a la región hidrológica número 31 Yucatán oeste (conabio,<br />
2002). Nace en la parte central del estado (San Juan Carpizo) y fluye de este a noroeste desembocando<br />
en el Golfo de México en las inmediaciones de la Ciudad de Champotón, tiene una longitud<br />
de 47 km, profundidad media de 2.5m a 4.0 m, su cuenca es de 6,080 km² (Vega et al 2018), la cual<br />
es navegable, para embarcaciones pequeñas, en una longitud de 35 km (Jaime-Jaquez, 2006).<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Figura 1. Área de estudio (estrella), Rio Champotón, Campeche,<br />
20
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
Metodología<br />
Para obtener el potencial energético del río Champotón, el área de procesos costeros e hidrológicos<br />
del Instituto epomex dentro del subproyecto Gradiente Salino del Centro Mexicano de Innovación<br />
en energía del <strong>Océano</strong>, cemie-<strong>Océano</strong>, prevé realizar mediciones de parámetros físico-químicos<br />
del agua (temperatura, conductividad), así como de velocidades y caudal para la sección<br />
transversal ubicada bajo el puente vehicular de la carretera 180 que une el centro de México con<br />
la península de Yucatán, estas mediciones se realizarán cada dos meses durante el año 2017, a la<br />
fecha se tienen mediciones en los meses de enero, marzo y mayo; los equipos que se utilizan son<br />
Hobo U24 Conductivity logger para mediciones de temperatura y conductividad y Argonauta XR<br />
de Sontek para cuantificar las velocidades del flujo.<br />
Figura 2. Campaña de Campo marzo 2018, mediciones<br />
en sección transversal bajo puente del río Champotón.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
21
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Figura 3. Equipo de medición de temperatura y conductividad,<br />
marzo de 2018<br />
Las mediciones anteriores servirán para conocer el comportamiento horario de la cuña salina durante<br />
un ciclo de marea y servirán para caracterizar la desembocadura del río durante las épocas<br />
climáticas de nortes, secas y lluvias.<br />
En las figuras 2 y 3, se presentan los resultados nivel, salinidad y densidad para las mediciones<br />
realizadas el día 26 de enero de 2018 a las 11:00 y 15:00 h respectivamente<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
22
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
Figura 4. Mediciones nivel, salinidad y densidad, Río Champotón, 26 enero 2018, 15:00 h<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
23
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
A partir de las mediciones realizadas se observa la presencia, para la misma sección transversal,<br />
de dos capas agua de diferentes características, agua salada con densidad cercana a 1,020 kg/m 3<br />
que su ubica en el fondo del río y agua “dulce”, producto de la descarga del río Champotón que<br />
se ubica sobre la capa de agua salada, el espesor de la capa de agua dulce ha variado para las<br />
campañas de enero y marzo de 2018 en un rango que va de 1.0 y 1.5 m de profundidad<br />
Durante la cuarta etapa del proyecto cemie-<strong>Océano</strong>, el Instituto epomex continuará realizando<br />
mediciones bimestrales para poder caracterizar, durante un periodo de un año, el recurso energético<br />
asociado al gradiente salino en el río Champotón, igualmente trabajará en la evaluación económica<br />
de este potencial energético, adicionalmente las mediciones de velocidades y caudal se<br />
utilizaran para actualizar los trabajos realizados por línea de investigación en de Riesgos Naturales<br />
que desarrolla el área de Procesos Costeros e Hidrológicos.<br />
Literatura citada<br />
Alvarez, O., Osorio, A., & Wintes, C. (2016). Practical global salinity gradient energy potential. Renewable and<br />
Sustainable Energy Reviews, 60, pp.1387-1395.<br />
conabio (2002). Lista de regiones hidrológicas prioritarias. Sitio web: http://www.conabio.gob.mx/conocimiento/regionalizacion/doctos/rhp_098.html.<br />
Enríquez, C., Chiappa, X., Roldán, M., Marín, E. (2017). Perspectivas sobre el aprovechamiento energético de<br />
los gradientes salinos en las costas mexicanas. agosto 13, 2017, de cemie-<strong>Océano</strong> Sitio web: http://www.<br />
cemieoceano.mx/downloads/boletin-cemiee-v1-1.pdf.<br />
Huckerby, J., Jeffrey, H., de Andres, A., & Finlay, L. (2016). An International Vision for Ocean Energy. agosto,<br />
2017, de Ocean Energy Systems Sitio web: www.ocean-energy-systems.org.<br />
Jaime-Jaquez, C. (2006). Acuerdo por el que se dan a conocer las denominaciones y la ubicación geográfica<br />
de las dos cuencas hidrológicas localizadas en el área geográfica denominada río Champotón, así como<br />
la disponibilidad media anual de las aguas superficiales en las cuencas hidrológicas que comprenden<br />
dicha área geográfica. semarnat.<br />
ONSET. HOBO registrador de datos de conductividad. noviembre 16, 2017, de onset Sitio web: onsetcomp.<br />
com/products/data-loggers/u24-002-c.<br />
Pulido Yah Adolmar Jesús (2011), “Identificación de Marea de Tormenta para el Estado de Campeche por<br />
medio de un Sistema de Sensores de Presión”, Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma<br />
de Campeche<br />
Secretaría de Administración e Innovación Gubernamental. (2016). Campeche. noviembre 13, 2017, de Gobierno<br />
del Estado de Campeche Sitio web: http://www.campeche.gob.mx/campeche-sp-10517/geografia/<br />
clima.<br />
SENER. (2015). Informe sobre la participación de las energías renovables en la generación de electricidad en<br />
México. noviembre 13, 2017, de Secretaria de Energía Sitio web: https://www.gob.mx/sener/documentos/<br />
informe-sobre-la-participacion-de-las-energias-renovables-en-la-generacion-de-electricidad-en-mexico<br />
Vega, B.E, Domínguez, R., Posada, G., (2018), Evaluación estacional del Riesgo por Inundación en Zonas<br />
Agrícolas, Tecnología y Ciencias del Agua, <strong>Vol</strong> 9. Num 3, mayo-junio<br />
Zhao, S., Zou, L., Tang, Ch. y D. Mulcay. (2012). Recent development in forward osmosis: Opportunities and<br />
challenges. Journal of Membrane Science. 396:1-21.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
24
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
Formación, investigación<br />
y oceanografía: una mirada<br />
hacia el mar Caribe<br />
mexicano y su frontera sur<br />
Juan Carlos Alcérreca Huerta, Mariana Callejas Jiménez,<br />
Laura Carillo Bibriezca<br />
ecosur, Sede Chetumal<br />
El Caribe Mexicano, reconocido mundialmente como una región con alta<br />
biodiversidad, alta derrama económica e impacto social, es un área sumamente<br />
importante para la investigación oceanográfica, el manejo de<br />
recursos marinos. El Colegio de la Frontera Sur (ecosur) Unidad Chetumal,<br />
destaca por sus más de 14 años realizando proyectos en la región<br />
que permiten la caracterización física de los ecosistemas marinos, la descripción<br />
de procesos oceanográficos en zonas arrecifales, y el análisis a<br />
detalle de la hidrodinámica de lagunas costeras tropicales y del Caribe<br />
bajo la coordinación de la Dra. Laura Carrillo Bibriezca.<br />
Zona de estudio y objetivos<br />
Con la finalidad de desarrollar una línea base de monitoreo a largo plazo<br />
con tecnología de vanguardia, un programa de campañas de campo a<br />
cargo de ecosur se encuentra en ejecución en la Bahía de Chetumal y el<br />
Río Hondo en la porción sur del Caribe Mexicano y del estado de Quintana<br />
Roo. Éste último uno de los estados con mayor número de áreas naturales<br />
protegidas a nivel federal con seis áreas de protección de flora y<br />
fauna (apff), seis Parques Nacionales, cuatro Reservas de la Biosfera y un<br />
Santuario, así como a nivel estatal cuatro Parques Estatales, tres Reservas<br />
estatales y tres Zonas sujetas a conservación ecológica conjuntando<br />
entre ellas una superficie de 929,701 ha (16,387 km 2 ) (inegi, 2017) que se<br />
suma a la recientemente creada Reserva de la Biosfera Caribe Mexicano<br />
con 5’662,859 ha (56,629 km 2 ), con aproximadamente el 98% de sus superficie<br />
compuesta por ambientes marinos (conanp, 2016).<br />
25<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong>
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
El Río Hondo, frontera natural entre México y Belice, conecta múltiples cuerpos de agua de ambos<br />
países a lo largo de su cauce con más de 200 km de longitud, además de los posibles aportes subterráneos<br />
como consecuencia de las características kársticas de la región. Dicho río representa,<br />
para la Península de Yucatán, la mayor corriente superficial permanente con su desembocadura<br />
hacia la Bahía de Chetumal (Reserva Estatal Santuario del Manatí, Bahía de Chetumal), que de<br />
acuerdo a Espinoza-Ávalos et al. (2009):<br />
“…es considerada como uno de los seis sitios prioritarios para la conservación<br />
del Sistema Arrecifal Mesoamericano (sam), debido a la gran aportación de<br />
nutrientes provenientes del Río Hondo, por sus zonas de crianza para especies<br />
acuáticas comerciales, zonas de alimentación y refugio del manatí antillano,<br />
zonas de anidación de aves, hábitat de especies de flora y fauna protegidas o<br />
en peligro de extinción y es una de las zonas de mejor estado de conservación<br />
de humedales y manglares en el sur de Quintana Roo.<br />
Con la finalidad de entender las interacciones entre los procesos físicos y biológicos tanto en el Río<br />
Hondo como en la Bahía de Chetumal, se han realizado mediciones e instrumentación de ambos<br />
sitios de forma continua, con el fin de contar con una base de datos robusta que permita brindar<br />
información oportuna para la prevención y análisis de las posibles amenazas-riesgos asociados<br />
a malas prácticas de uso y sobreexplotación (e.g. turismo, cambios de uso de suelo, descarga de<br />
aguas residuales, aprovechamientos energéticos).<br />
Dentro de dicho contexto, el compromiso de ecosur dentro del cemie-<strong>Océano</strong> se consolida particularmente<br />
con la formación e integración de recursos humanos especializados en el conocimiento<br />
de las técnicas de instrumentación y medición requeridas para la caracterización de los<br />
procesos físicos de la costa y el océano, así como para su entendimiento y el equilibrio que estos<br />
guardan con los procesos biológicos dentro de la región del Caribe.<br />
“<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Figura 1. Sitio de muestreo y campañas de campo intensivas: frontera México-Belice.<br />
26
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
Programa de monitoreo e instalación de puntos de observación de largo plazo<br />
Dentro de Bahía de Chetumal, se establecieron más de 15 puntos de observación para la toma de<br />
datos a largo plazo (2005 a la fecha), con el fin de analizar la variabilidad del sistema y el funcionamiento<br />
de los sistemas tropicales del Caribe Mexicano, con una visión de conservación e identificación<br />
de las limitantes que se pueden presentar en el aprovechamiento de los recursos marinos.<br />
Las mediciones consideradas son la variación de temperatura, salinidad, elevación del nivel del<br />
mar, vientos e intercambios de flujos, para tratar de inferir el comportamiento de Río Hondo y Bahía<br />
Chetumal, así como i) las interacciones entre dichos ambientes, y la ii) influencia de Bahía de<br />
Chetumal en el Caribe.<br />
A partir del segundo semestre de 2017, comenzó la participación de ecosur en el proyecto cemie-<strong>Océano</strong>,<br />
se intensificaron las campañas de campo mensuales como parte del plan de acción<br />
interno del Grupo de Oceanografía de ecosur, pero en las que se consideró la formación de<br />
recursos humanos apoyados por el cemie-<strong>Océano</strong> (Estancia postdoctoral, licenciatura y técnico<br />
especializado), con un plan de continuidad que podría extenderse en área y tiempo para entender<br />
la variabilidad espacial y temporal de los sistemas tropicales en el Caribe Mexicano.<br />
Las actividades realizadas consideran la instalación de equipos para registro continuo de temperatura.<br />
salinidad y nivel del mar al interior de Bahía Chetumal, batimetría, perfiles ctd, caracterización<br />
de la penetración de la luz, entre otros, los cuales son medidos de forma sistemática, a partir<br />
de:<br />
- La uniformidad de métodos y técnicas para ofrecer resultados que puedan ser repetidos, analizados<br />
y comparados con un criterio fundamentado en la observación pero que permiten (en función<br />
de los resultados que se obtiene) la flexibilidad para ser ampliados sin restricciones y manteniendo<br />
la información de puntos de observación previamente definidos.<br />
- La optimización de las técnicas de muestreo, recursos humanos y financieros requeridos para<br />
un monitoreo de largo plazo.<br />
- La capacitación continua y fortalecimiento de habilidades de recursos humanos con bases robustas<br />
y estrictos criterios de investigación.<br />
Para el caso específico de Río Hondo y su afluente proveniente de Laguna Bacalar, se muestrean<br />
más de 20 km sobre el cauce del río con un espaciamiento equidistante, en los cuales se<br />
obtienen perfiles de ctd, la penetración de la luz con disco Secchi y mediciones con una unidad<br />
multiparamétrica de conductividad, temperatura, pH y oxígeno disuelto (Figura 2). Las mediciones<br />
mensuales a partir de noviembre de 2017 permitirán obtener datos de la variabilidad temporal y<br />
espacial (i.e. <strong>No</strong>rtes, lluvias y secas), así como la transición entre ellas. Por el momento, el muestreo<br />
en encuentra en su primer fase (noviembre 2017-diciembre 2018), la cual contempla entender de<br />
forma exhaustiva la hidrodinámica del sitio, para posteriormente desarrollar modelos de vanguardia,<br />
que permitan dar continuidad al análisis detallado de la estacionalidad y variación del sistema.<br />
La batimetría es obtenida con una ecosonda mono-haz, la cual se emplea para analizar sus afluentes<br />
y la desembocadura del río (parte mexicana) con un plan de seguimiento bimestral, con lo cual<br />
se pretende complementar y ampliar los datos batimétricos ya existentes en la región (Figura 2).<br />
Figura 2. Muestreos en Río Hondo y su afluente proveniente de la Laguna de Bacalar: perfiles ctd CastAway (panel<br />
izquierdo), medición de batimetría (panel central), mediciones con trdi RiverPro adcp (panel derecho).<br />
27<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong>
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Los perfiles de temperatura y salinidad, se obtienen a partir del ctd CastAway con mediciones<br />
georreferenciadas, así como un ctd Seabird 19Plus, lo que proporciona mayor confiabilidad y repetitividad<br />
de las mediciones. Las mediciones de adcp, se realizan por medio de un trdi RiverPro<br />
montado sobre un trimarán y adaptado para mediciones georreferenciada para estimar las variaciones<br />
del flujo, así como la direccionalidad del mismo en la boca y al interior del estuario.<br />
En el caso de Bahía de Chetumal las mediciones se realizan para dar continuidad a la línea base<br />
de estudio las cuales se hacen por más de un lustro, mediante mediciones bimensuales. Para la<br />
estimación del flujo se emplean adcp de la marca SonTek, así como un trdi RiverPro. La medición<br />
de flujo en cada campaña se complementa con mediciones de ctd, con la finalidad de obtener la<br />
variabilidad física de la Bahía de Chetumal (Figura 3).<br />
Figura 3. Mediciones con ADCP (TRDI RiverPro y ADCP de la marca SonTek), y mediciones de temperatura, conductividad<br />
y profundidad con CTD19Plus de la marca SeaBird y disco de Secchi en Bahía Chetumal para su caracterización y<br />
análisis.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
28
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
Capacitación de recursos humanos del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Durante el desarrollo de las campañas, personal asociado al proyecto cemie-<strong>Océano</strong> (Estancia<br />
posdoctoral/técnico especializado y estudiante de licenciatura), se encuentran en formación y capacitación<br />
continua para el desarrollo de actividades de campo, así como el manejo de la instrumentación<br />
requerida para la caracterización de los sistemas acuáticos marinos y la interpretación<br />
de datos para inferir el estado y potencial de aprovechamiento de energías renovables y verdaderamente<br />
limpias del <strong>Océano</strong> (Figura 4).<br />
La integración de dicho personal por el Grupo de Oceanografía de ecosur-Unidad Chetumal,<br />
está bajo el liderazgo de la Dra. Laura Carrillo Bibriezca que, en conjunto con el apoyo brindado<br />
por el cemie-<strong>Océano</strong> permiten fortalecer las capacidades requeridas para México en la formación<br />
de recursos humanos especializados hacia el entendimiento de los sistemas marinos, a fin de enfrentar<br />
los retos que el aprovechamiento de las energías del océano presenta, y más aún para la<br />
zona del Caribe Mexicano, cuyas características lo distinguen de las vertientes del Golfo de México,<br />
<strong>Océano</strong> Pacífico y aún del Sureste Mexicano con énfasis en la frontera sur. La participación<br />
de un grupo joven en dichas tareas encaminará la continuidad de actividades hacia el largo plazo,<br />
permitiendo el desarrollo de líneas de investigación fuertemente consolidadas sobre una base<br />
de datos confiables así como sobre la capacitación del personal de investigación y la formación,<br />
siempre necesaria, de los recursos humanos. Igualmente fundamental es remarcar el apoyo de las<br />
personas cuyo conocimiento empírico de las zonas de estudio facilitan las labores de investigación,<br />
promoviéndose el interés e intercambio de conocimiento.<br />
Por otro lado, el monitoreo y trabajo de campo permitirá establecer los escenarios de cambio<br />
del sistema y la integración con otras áreas de investigación, no solo para el conocimiento de los<br />
procesos físicos oceanográficos y costeros, sino la interacción con procesos biológicos, químicos<br />
y morfológicos de la zona. Con ello se fomentará la integración de un conocimiento sistémico de<br />
visión holística para un área de gran interés, debido a su ubicación trasfronteriza y la formación de<br />
sinergias en apoyo a un mejor aprovechamiento de los recursos marinos.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
29
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Figura 4. Capacitación, formación de recursos humanos y campañas de campo: Grupo de Oceanografía ecosur y CE-<br />
MIE-<strong>Océano</strong>.<br />
Literatura citada<br />
conanp (2016). Estudio Previo Justificativo para la declaratoria de la Reserva de la Biosfera Caribe Mexicano,<br />
Quintana Roo. Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas (conanp), México, pp. 305. Incluyendo<br />
tres anexos.<br />
Espinoza-Ávalos, J., Islebe, G. A., & Hernández Arana, H. A. (2009). El sistema ecológico de la bahía de Chetumal/Corozal:<br />
costa occidental del Mar Caribe. El Colegio de la Frontera Sur, Chetumal.<br />
INEGI, 2017. Anuario estadístico y geográfico de Quintana Roo 2014. Instituto Nacional de Estadística y Geografía<br />
(inegi), México, pp. 408.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
30
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
La dimensión social<br />
en Puerto Ángel: la vida<br />
de los pescadores<br />
Alonso Pérez y Ricardo Hernández.<br />
Línea Gradiente Térmico<br />
Por segunda ocasión la línea pilar de Energía por Gradiente Térmico incorporó<br />
a sus actividades un viaje que tuvo un doble objetivo: instalar<br />
unos termistores de temperatura superficial en las costas oaxaqueñas de<br />
Puerto Ángel y realizar un primer diagnóstico de la dimensión social de<br />
la zona. La visita tuvo lugar del 14 al 20 de mayo de 2018 y contó con la<br />
participación del Mtro. Alonso Pérez y del Mtro. Ricardo Hernández.<br />
Siguiendo la estrategia base de la visita técnica a Puerto Vallarta en<br />
diciembre de 2017, en esta ocasión se puso especial énfasis en la comunidad<br />
de pescadores ubicada en Playa Principal, de Puerto Ángel ya<br />
que no sólo constituyen el pilar socioeconómico de esa comunidad, sino<br />
que se convirtieron en un aliado del cemie-o para la maniobra técnica de<br />
la instalación de los termistores y el monitoreo periódico para recuperar<br />
datos relevantes de gradiente térmico.<br />
A bordo de la embarcación pesquera Tayra Maayan los integrantes del<br />
equipo de Gradiente Térmico, desde el primer día de llegada a las playas<br />
del Pacífico mexicano, se enfocarpn a la instalación de un primer termistor<br />
de control que registraría datos toda la semana y que estaría localizado<br />
para su fácil recuperación en la bahía de la Playa Principal. Fue así que<br />
tal artefacto quedó atado a una línea de flotación de una lancha (Conga),<br />
lo cual requirió una maniobra de buceo a pulmón para lograr hacer un<br />
amarre a 5 metros de profundidad.<br />
Desde ese primer contacto con el mar, la convivencia con los pescadores<br />
quedó marcada por un ambiente de cooperación y cordialidad. En el<br />
transcurso de la semana la convivencia con Emiliano García Ramírez, su<br />
hijo de 14 años Jesús, y Cristino García Ramírez nos mostró la perspectiva<br />
de la actividad pesquera en primera persona a bordo de su panga Tayra<br />
Maayan (nombrada así en honor a la pequeña hija de Emiliano).<br />
Justamente al día siguiente de la colocación del primer termistor, el<br />
equipo del cemie-<strong>Océano</strong> acompañó a Emiliano, Jesús y Cristino a una<br />
jornada laboral que inició a las 4 de la mañana. Esto es porque para la<br />
pesca de pez vela se requiere de carnada viva y ésta se captura en la ba-<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
31
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
hía antes de salir a mar abierto. Con el arte de pesca de una línea con varios anzuelos y un plomo<br />
en un extremo se recolectan los llamados ojotones; una vez recolectados entre 20 y 30 ejemplares<br />
se emprende la navegación hacia el mar abierto. En el transcurso hacia los lugares en donde se<br />
suelen encontrar peces vela se tiran otros anzuelos mientras la lancha está en movimiento. Con<br />
este otro arte de pesca se pretende atrapar al pez barrilete, que es de las principales especies que<br />
se comercializan en Puerto Ángel. Finalmente, una vez alcanzado el lugar deseado se tiran otro<br />
tipo de líneas con la carnada viva que se mantienen a flote con una boya hecha de recipientes de<br />
plástico; se arrojan unas 15 líneas y se aguarda pacientemente.<br />
La pesca es la principal actividad económica de Puerto Ángel. Existen aproximadamente 40 cooperativas<br />
de pescadores ahí, y casi todas se reúnen en una asamblea para discutir temas que<br />
conciernen a la economía pesquera: vedas, precios del pescado y acuerdos generales. Pero lo<br />
cierto es que hay una fragmentación entre la comunidad pesquera pues existe la percepción de<br />
que algunas decisiones no siempre son las óptimas. En esto tiene una influencia la alta fluctuación<br />
de los precios del barrilete, por ejemplo, que en temporada de abundancia los intermediarios –que<br />
son personas de la misma comunidad– ofrecen hasta 8 pesos la pieza, mientras que en época de<br />
escasez un solo pescado llega a 80 pesos.<br />
El contexto social de la zona tiene diferencias de estructura socioeconómica. Las comunidades<br />
aledañas a Puerto Ángel, como Zipolite y Mazunte, se han ido desarrollando como centros<br />
turísticos desde 1970. En una reunión del equipo del cemie-o con miembros de la junta de toma<br />
de decisiones de usos y costumbres de Zipolite, narraron que fue el eclipse total de sol del 7 de<br />
marzo de 1970 el evento que catapultó a esta región oaxaqueña como centro turístico alternativo.<br />
El periódico estadounidense The New York Times publicó la trayectoria del fenómeno celeste y<br />
resultó que la ciudad de Miahuatlán (muy cercana a la costa oaxaqueña) iba a ser donde el eclipse<br />
tendría una duración máxima.<br />
Turistas de varias partes del mundo se dieron cita en tal lugar para apreciar el fenómeno. Entre<br />
ellos, miembros del movimiento sociocultural hippie no sólo arribaron a Miahuatlán sino decidieron<br />
32
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
explorar las playas aledañas: Zipolite y Mazunte. Fue así como, periódicamente, extranjeros llegaban<br />
a esas playas y los habitantes locales que hasta antes de ese peregrinar turístico sustentaban<br />
su economía en la pesca y la caza de animales en el monte, comenzaron a ofrecer servicios alimentarios<br />
y posteriormente de hospedaje. Lo cierto también es que la comercialización de drogas<br />
se hizo presente pues había una creciente demanda. Por todo lo anterior la actividad pesquera ha<br />
sido desplazada y el turismo se ha convertido en el pilar de esas economías.<br />
Otra característica de Zipolite es que es una comunidad que se rige bajo el esquema de usos<br />
y costumbres. Es decir, existe una asamblea de sus habitantes que toman decisiones colectivas<br />
en todo aspecto que concierna a su pueblo (desde cuestiones electorales hasta la aprobación de<br />
proyectos). Justo en este periodo de visita del cemie-o ellos estaban discutiendo la aprobación o<br />
rechazo de la instalación de una gasolinería; si bien es una deliberación colectiva aceptan que les<br />
faltan criterios técnicos y opinan que las instancias universitarias deberían involucrarse más con<br />
las comunidades.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
33
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
En una Evaluación de Impacto Social a desarrollarse en el futuro, se deben de tomar en cuenta<br />
estos elementos para lograr hacer un diagnóstico amplio de la situación de la zona, y saber diferenciar<br />
las problemáticas y potenciales tanto de Puerto Ángel como de Zipolite y Mazunte. Los actores<br />
sociales relevantes, como lo son los pescadores, constituyen un pilar de acercamiento a las<br />
comunidades y un aliado en cuestiones de operaciones técnicas científicas. He aquí la relevancia<br />
de establecer un contacto genuino de colaboración. En el caso de esta visita por parte del cemie-o,<br />
nada de esto hubiese sido posible sin la intermediación del Sr. Marcos García Trujillo quien, como<br />
habitante de Puerto Ángel desde hace más de 25 años es conocido y querido por la comunidad.<br />
Justamente gracias a esa colaboración, el resto de los termistores que se requerían para la línea<br />
de Gradiente Térmico fueron colocados con éxito en puntos cercanos a la Bahía Principal: La Blanca,<br />
La Mina y La Tijera. Estos lugares están en el trayecto de pesca de Emiliano, Jesús y Cristino<br />
por lo que, junto con el Sr. Marcos, los estarán monitoreando mensualmente. Habrá que esperar a<br />
la siguiente visita para seguir profundizando los nexos sociales de la mano de la recopilación de<br />
datos oceanográficos.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
34
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
La dimensión social<br />
en Bahía de Banderas:<br />
un primer acercamiento<br />
Alonso Pérez, Marisela Bernal,<br />
Ricardo Hernández, Víctor Luna,<br />
y Miguel Angel Alatorre Mendieta<br />
Línea Gradiente Térmico<br />
Del 10 al 16 de diciembre de 2017 la línea pilar de Energía por gradiente<br />
térmico, del cemie-<strong>Océano</strong>, realizó una visita técnica a la zona de Bahía<br />
de Banderas, que comprende la costa del océano Pacífico entre los estados<br />
de Jalisco y Nayarit. A los objetivos de oceanografía física le acompañó<br />
una estrategia de diagnóstico social. El acercamiento con los pescadores<br />
de la zona, prestadores de servicios turísticos y académicos que<br />
trabajan en desarrollo local caracterizó a este viaje.<br />
Un equipo multidisciplinario conformado por profesionistas en ingeniería,<br />
biología y filosofía de la ciencia se encargó en conjunto tanto de<br />
tareas técnicas –monitoreo de termistores de temperatura superficial,<br />
búsqueda de ventilas hidrotermales y localización de un cañón con la<br />
ecosonda– como de la aplicación de encuestas y el diálogo con personas<br />
de la comunidad de Yelapa, en Jalisco y Punta Mita, en Nayarit.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
35
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Conocer sus puntos de vista acerca del aprecio que tienen por su entorno, la percepción de<br />
las dificultades económicas y sociales de la región, y el conocimiento empírico que tienen del<br />
mar constituye un eje metodológico para caracterizar cualitativamente algunas variables de una<br />
evaluación de impacto social tales como: el aprovechamiento de los recursos naturales, temas<br />
culturales, acceso a servicios públicos, cambios en el escenario ambiental, patrimonio tangible e<br />
intangible y, en general, la dinámica social de una comunidad.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
El primer acercamiento a las comunidades en cuestión sucedió el 11 de diciembre, cuando el grupo<br />
de trabajo multidisciplinario arribó a la localidad de Punta Mita. La hospitalidad y cordialidad de<br />
los pescadores ahí presentes contribuyó al desarrollo de una conversación franca y abierta sobre<br />
la situación de su actividad económica, algunas carencias de servicios públicos, y el sentir colectivo<br />
frente a proyectos ambientales y la experiencia de haber sido reubicados de su lugar de origen.<br />
Félix González de 27 años, el más joven del grupo, contó cómo él complementa la actividad pesquera<br />
con la prestación de servicios turísticos. Su personalidad, carisma y el aprendizaje del idioma<br />
inglés le han abierto camino en esta zona, la más dinámica turísticamente hablando del Pacífico<br />
central. Sus compañeros, hombres entre 35 y 67 años, se dedican por entero a la pesca de pargo,<br />
jurel, dorado, robalo y pulpo. Concuerdan que trabajo no les falta, pero sí han notado la fluctuación<br />
negativa de algunas especies (como el pulpo) a partir del mal manejo de desecho de residuos de<br />
restaurantes y hoteles.<br />
El suministro de agua es un tema en el que todos los entrevistados se quejaron, pues es de la<br />
frecuencia de un día sí y un día no. Pero el mayor descontento se encuentra frente a las estrictas<br />
prohibiciones del proyecto de conservación de las Islas Marietas, y en el recuerdo de su reubicación<br />
habitacional.<br />
Sobre lo primero cabe recalcar que no se percibe una oposición a la protección del medio ambiente<br />
en sí; más bien, que una de las consecuencias de la medida restrictiva de acercarse a las<br />
Marietas esfumó una actividad recreativa que los pescadores y sus familias tenían. El señor Martín<br />
36
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
Flores equipara su experiencia a “sentirse perseguido, como si fuera un criminal” por el simple hecho<br />
pasear con los suyos en su embarcación y acercarse a esa zona.<br />
La complejidad de la situación puede traducirse en el conflicto entre la afectación que el abuso<br />
de los servicios turísticos pudo ocasionar en dicho archipiélago, y el legítimo derecho al esparcimiento<br />
que las personas originarias del lugar tienen (como dice la Conferencia de la onu sobre<br />
Asentamientos Humanos, Hábitat y Medio Ambiente).<br />
Acera del reasentamiento, ocurrió en el contexto de la compra de la localidad Corral del Risco<br />
por complejos hoteleros, entre ellos el Hotel Four Seasons. Los entrevistados recuerdan que en su<br />
lugar de origen tenían los recursos pesqueros más a la mano, además de que la belleza del sitio<br />
era insuperable. Si bien en donde ahora están tienen propiedades que sirvieron como elementos<br />
de negociación, persiste en ellos la sensación negativa de haber sido desplazados y actualmente<br />
excluidos de los beneficios económicos.<br />
El segundo lugar que visitó el grupo de Gradiente Térmico fue la comunidad de Yelapa el 13 de<br />
diciembre. Ahí la estrategia de acercamiento fue distinta, pues fue a través de un miembro de la<br />
mesa directiva de la Cooperativa de pescadores que conocía parte del contexto social. El señor<br />
Javier Lorenzo Rodríguez (conocido como Don Fiti) accedió a una charla en su casa. Explicó el<br />
desarrollo que ha tenido su lugar de origen desde hace 40 años en que no había electricidad y la<br />
mayoría de las casas eran de palma. Hoy en día, gracias al turismo y a la pesca, cuentan con servicios<br />
más o menos estables, aunque la cuestión del suministro de agua tiene algunas cuestiones<br />
de ingeniería que están pendientes de resolver.<br />
En contraste con la comunidad de Punta Mita, aquí el acercamiento con programas medio ambientales<br />
tiene rasgos positivos. El Proyecto Manta, destinado a la observación y preservación de<br />
la mantarraya, ha hecho partícipes a algunos pescadores locales en tareas de monitoreo. Con respecto<br />
a la actividad pesquera, Don Fiti percibe una merma en algunas especies como la langosta.<br />
Si bien lo atribuye a cierto abuso en su captura también está consciente que influyen las temporadas<br />
de las corrientes de agua fría o cálida que llegan a la bahía.<br />
El desarrollo social tiene un rasgo de contraste entre los lugareños y los que arriban a Yelapa, que<br />
por lo general han sido extranjeros. Ellos han desarrollado construcciones de casa habitación que<br />
se han concentrado en una zona ya conocida coloquialmente como “el barrio de los gringos”. Esta<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
37
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
percepción de distanciamiento y apropiación exclusiva ciertamente tiene eco entre las personas y<br />
ha ocasionado ciertos episodios que involucran robo y asaltos. Sin embargo, son eventos que han<br />
sido esporádicos y no constituyen la regla, según Don Fiti.<br />
La parte final de la estrategia que comenzó a trazar la dimensión social en uno de los posibles<br />
puntos de construcción de una planta otec, se dio en el Centro Universitario de la Costa, perteneciente<br />
a la Universidad de Guadalajara. Allí la Dra. Stella Maris Arnaiz, del Departamento de Estudios<br />
Sociales y Económicos nos recibió en su oficina para charlar acerca de su trabajo en turismo y<br />
desarrollo sustentable. Abundó en las tendencias de desarrollo económico de la región y los retos<br />
que implica tener un gran centro turístico como lo es Puerto Vallarta, pero sin que la dinámica de<br />
desarrollo se amplíe hacia otros sectores.<br />
Asimismo, se enteró del proyecto del cemie-<strong>Océano</strong> y se intercambiaron perspectivas sobre las<br />
combinaciones entre distintos sectores (academia, industria, sociedad civil) para que funcionen<br />
proyectos de desarrollo a gran escala. A manera de sellar futuras colaboraciones, obsequió al grupo<br />
de Gradiente térmico tres libros de su autoría en el que se tratan temas de desarrollo y turismo,<br />
tanto desde el punto de vista teórico como algunos estudios de caso que incluyen indicadores<br />
socioeconómicos y datos demográficos.<br />
De esta manera finalizó la visita técnica a Bahía de Banderas, que incluyó el primer acercamiento<br />
desde una perspectiva específicamente social a uno de los puntos estratégicos de estudio para el<br />
cemie-<strong>Océano</strong>. Los resultados logrados en esta visita colaboran con los objetivos de conformación<br />
de alianzas estratégicas multidisciplinarias, y la vinculación y expansión de las relaciones academia-sectores<br />
sociales. Por un lado, se avanza en el desarrollo de una estrategia de vinculación con<br />
los actores de las comunidades, y por el otro, en la colaboración con especialistas que también<br />
tienen presencia e interés de estudio en dichos lugares. Es así que, además del contacto con el<br />
Centro Universitario de la Costa, se estableció contacto y colaboración con el Observatorio del<br />
Sector Social de la Economía, perteneciente al Instituto Nacional de la Economía Social (ligado a la<br />
Secretaría de Desarrollo Social). Gracias a ellos, se lograron ubicar a las cooperativas que las zonas<br />
de interés y contactar directamente a los pescadores y prestadores de servicios.<br />
Cabe resaltar que la línea de evaluación de impacto social es parte de un lineamiento con el que<br />
la Ley de Hidrocarburos y la Ley de la Industria Eléctrica atienden los principios de sostenibilidad y<br />
respeto a los derechos humanos donde se pretendan desarrollar proyectos del sector energético.<br />
Constituye, además, un puente de diálogo con las personas que habitan en los lugares que han<br />
sido definidos como idóneos desde el punto de vista técnico. Del respetuoso acercamiento que se<br />
tenga con ellos depende el lazo entre el desarrollo y las nuevas energías renovables del océano.<br />
El equipo que participó en esta visita fue:<br />
Alonso Pérez, Marisela Bernal, Ricardo Hernández, Víctor Luna<br />
Coordinador Línea estratégica de Gradiente Térmico: Dr. Miguel Ángel Alatorre Mendieta<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
38
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
Materiales compósitos<br />
resistentes a ambientes<br />
marinos<br />
Brianda Lizbeth Cruz Sánchez, Adalid Olivares Ramírez,<br />
Pedro Hernández Rodríguez, Sandra Bautista Rivera,<br />
Francisco Martínez Baltodano y Eddie López Honorato<br />
cinvestav Unidad Saltillo<br />
Introducción<br />
El desarrollo de tecnología para el aprovechamiento de la Energía del<br />
<strong>Océano</strong> presenta grandes retos que se extienden más allá del diseño<br />
de nuevos equipos para la generación de energía eléctrica. Dado que la<br />
totalidad de esta tecnología es empleada en ambientes marinos y costeros,<br />
los daños provocados por corrosión y desgaste de todos los componentes<br />
puede provocar altas pérdidas de eficiencia y una reducción<br />
considerable en la vida útil de los equipos. En la actualidad la mayoría de<br />
los componentes utilizados para la fabricación de dispositivos de generación<br />
de energía del océano son a base de acero, el cual sufre invariablemente<br />
de corrosión en ambientes marinos. Este daño por corrosión<br />
afecta seriamente la integridad de estas estructuras y componentes, lo<br />
cual reduce su eficiencia e incrementa los costos de generación de energía.<br />
Todos estos daños a los materiales normalmente utilizados representan<br />
además un incremento en los costos de servicio, mantenimiento<br />
e implementación de esta tecnología, que la hacen menos competitiva<br />
ante otras fuentes de energía y limita su instalación a nivel masivo. Ante<br />
esta problemática, se ha establecido la necesidad de desarrollar nuevos<br />
materiales o sistemas de protección a los materiales existentes donde no<br />
se requiera dar mantenimiento ni servicio a estos sistemas de energía por<br />
un periodo de hasta 20 años, tiempo de vida útil esperado de los sistemas<br />
de producción de energía.<br />
Hasta la fecha no existe un material o tecnología que garantice la protección<br />
ante la corrosión por toda la vida útil de los sistemas y componentes<br />
de los generadores de energía, sin darles servicio y mantenimiento.<br />
Sin embargo, existe la posibilidad de desarrollar recubrimientos y compó-<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
39
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
sitos a base materiales cerámicos que son inherentemente resistentes a estos ambientes lo que<br />
les brindaría una estabilidad mayor por tiempos muy prolongados.<br />
En la actualidad, los materiales cerámicos comúnmente utilizados como barreras ambientales<br />
pueden brindar protección en contra de la corrosión, pero no de la bioincrustación. Esto debido a<br />
que por sí solos son materiales hidrofílicos, permitiendo el crecimiento de materia orgánica en su<br />
superficie. Una ruta para evitar la bioincrustación, es replicando las propiedades de algunas plantas<br />
y microorganismos marinos los cuales cuentan con una superficie superhidrofóbica-autolimpiable.<br />
Dentro de este contexto, el Laboratorio de Investigación en Energía y Agua (grinaer-Lab) del<br />
Cinvestav-Saltillo, trabaja en el desarrollo de recubrimientos y materiales compósitos de matriz<br />
cerámica haciendo uso de policarbosilano (pcs, en inglés), como precursor precerámico para la<br />
obtención de carburo de silicio (SiC), haciendo uso de aditivos y fibras que permitan obtener superficies<br />
con capacidades superhidrofóbicas autolimpiables.<br />
¿Qué son los materiales compósitos?<br />
Los materiales compósitos son combinaciones de dos o más materiales formando dos fases, la<br />
primera llamada fase de refuerzo en forma de partículas, láminas o fibras que están embebidas<br />
en una segunda fase matriz que puede ser cerámica, metálica o polimérica. Estos se diseñan para<br />
aprovechar las características más favorables de cada material y así brindar un compósito con mejores<br />
propiedades a las que presentan los materiales estando separados. La clasificación de materiales<br />
compósitos más aceptada en ciencia de materiales es la basada en los trabajos de Callister,<br />
la cual se presenta en la figura 1.<br />
Figura 1. Clasificación de materiales compósitos.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
¿Cómo es que nuestra propuesta puede dar solución?<br />
El acero es un material ampliamente usado para fabricar componentes y estructuras en ambientes<br />
marinos, sin embargo, es susceptible a la corrosión por lo cual tiene un tiempo limitado de vida útil.<br />
Los recubrimientos compósitos de barrera ambiental que estamos desarrollando pueden brindar<br />
una solución a este problema al impedir el contacto del metal con el medio ambiente y además<br />
desarrollando una superficie superhidrofóbica con capacidades anticorrosivas, antiincrustantes y<br />
autolimpiables, que incrementen la capacidad de uso en servicio, sin necesidad de brindar mantenimiento<br />
por un periodo largo de tiempo.<br />
40
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
¿Qué resultados se han obtenido?<br />
En el grinaer-Lab se han producido exitosamente recubrimientos con propiedades superhidrofóbicas.<br />
Esto a través del uso de pcs, carbón y aluminio. Es importante mencionar que todos los componentes<br />
utilizados en la fabricación de estos recubrimientos son hidrofílicos, es decir, les gusta<br />
estar en contacto con el agua. Sin embargo, al ser combinados se lleva a cabo una transformación<br />
de su superficie lo que da como resultado una transición hacia materiales con supermojabilidad<br />
y ángulos de contacto por arriba de los 120°. El ángulo de contacto es el ángulo formado entre la<br />
superficie de un sólido y una gota de agua, en donde ángulos de contacto menores a 90° se consideran<br />
materiales hidrofílicos (Figura 2).<br />
Figura 2. Ángulos de contacto de diferentes materiales: alúmina (Al 2<br />
O 3<br />
),<br />
aluminio (Al), acero inoxidable (S.T), grafito (G) y de los recubrimientos producidos 30%PCS, 10, 20 y 30%PCS/C y PCS/C/<br />
Al con tamaños de partícula del aluminio (10, 1.6 y 0.8 µm).<br />
Para entender el origen de la supermojabilidad se analizó la rugosidad de la superficie de cada<br />
recubrimiento. La figura 3 muestra imágenes de microscopía electrónica de barrido meb, en las<br />
cuales se observan las diferentes superficies que presentan los recubrimientos, notando un cambio<br />
significativo en la figura 3 (a) con una superficie más lisa en comparación a las demás y lo cuál<br />
se comprueba con los valores de rugosidad menores a las demás muestras.<br />
Cuando se incrementó la concentración de carbón a 30%C, la rugosidad aumentó una vez más<br />
al igual que el ángulo de contacto a 141 ± 3° figura 3 (e). Al incluir aluminio en los recubrimientos, se<br />
obtuvieron los valores máximos de rugosidad y ángulos de contacto de 139 ± 3° a 145 ± 3°.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
41
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Figura 3. Micrografías, ángulos de contacto y rugosidad de la superficie de los recubrimientos para PCS/C (a-f) y PCS/C/<br />
Al (g-h).<br />
Estos resultados indican que, en los recubrimientos producidos, el factor que determina el control<br />
de la hidrofobicidad de las superficies es la combinación de la composición y las diferentes<br />
rugosidades causadas por las estructuras laminares, lo cual incrementa la interfase sólido-líquido<br />
entre la superficie del recubrimiento y la gota líquida.<br />
¿En qué se está trabajando actualmente?<br />
Actualmente se continúa trabajando en el desarrollo de recubrimientos con características superhidrofóbicas,<br />
experimentando con diferentes composiciones y tamaños de partículas de los polvos<br />
aditivos. Así mismo, se están fabricando compósitos con estos materiales en los que se busca se<br />
obtengan altas propiedades mecánicas, anticorrosivas y antiincrustantes.<br />
Dentro de este contexto, se hace notar la importancia de seguir estudiando y desarrollando<br />
materiales y métodos para proteger superficies en ambientes marinos. Una gran alternativa es<br />
aprender de los ejemplos que nos brinda la naturaleza aplicando la biomimética, con el fin de crear<br />
recubrimientos y materiales que integren protección contra la corrosión, bioincrustación y sean<br />
amigables con el medio ambiente.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Literatura citada<br />
Callister, W.D. (2007). Materials science and engineering: an introduction, 7th ed. 579-580.<br />
Hernández, P., Y E. López (2017). Polymer derived SiC environmental barrier coatings with superwetting properties.<br />
Ceram. Int., 43: 11289-11295.<br />
Mohamed A.M.A., A.M. Abdullah, N.A. Younan (2015). Corrosion behavior of superhydrophobic surfaces: a<br />
review. Arab. J. Chem., 8: 749–765.<br />
Wang R.G., y J. Kaneko (2013). Hydrophobicity and corrosion resistance of steels coated with PFDS film. Surf.<br />
Eng., 29:255–263.<br />
Woo Kyung C., P. Sangjin, J. Sangyong, S.C. Insung (2007). Water-repellent coating:formation of polymeric<br />
self-assembled monolayers on nanostructured surfaces. Nanotechnology, 18: 395–602.<br />
Yang, Y., L. Hong, N. Vaidyanathan, S.G. Weber (2009). Preparation and assessment of fluorous supported<br />
liquid membranes based on porous alumina, J. Membr. Sci., 345: 170–176.<br />
42
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
Cosechar la energía<br />
del oleaje<br />
Ocampo Torres, F.J., M.E. Leyva Ollivier, J. León Guzmán,<br />
I. Rodríguez Padilla, C.F. Herrera Vázquez, H. García Nava, y J.P. Osuna Cañedo<br />
cicese<br />
La energía del oleaje es probablemente uno de los recursos energéticos<br />
más abundantes en el océano, aunque hasta el momento, en México aún<br />
no se aprovecha. Potencialmente, el aprovechamiento de esa energía<br />
podría satisfacer la demanda en algunos lugares en las costas e islas y,<br />
además, apoyar la creación de empleos en diversos sectores. La acción<br />
del viento sobre la superficie del mar genera las olas e induce su crecimiento.<br />
Las olas crecen y adquieren más energía mientras el viento que<br />
las genera tenga mayor intensidad, mientras mayor sea su duración y su<br />
extensión al actuar sobre la superficie del mar. Una vez generadas, las<br />
olas se propagan e inclusive pueden dejar la zona de su generación y<br />
viajar grandes distancias hasta llegar a las costas, en donde rompen y<br />
disipan su energía. En el cemie-<strong>Océano</strong>, se promueve y lleva a cabo investigación<br />
científica básica y aplicada sobre el fenómeno del oleaje, su<br />
energía y su potencial conversión. El aprovechamiento de la energía del<br />
oleaje se considera una alternativa muy importante ante la necesidad de<br />
reducir la utilización de hidrocarburos como fuente de energía.<br />
Cosechar la energía del oleaje representa un reto de gran magnitud<br />
y una de las encomiendas del cemie-<strong>Océano</strong>, con lo que podremos incidir<br />
decisivamente en disminuir la dependencia tecnológica y nuestra<br />
dependencia de el uso de combustibles fósiles. <strong>No</strong>s insertamos en esta<br />
aventura reconociendo la necesidad de despertar nuestro ingenio ante el<br />
asombro que nos induce este fenómeno. Además, también entendemos<br />
las implicaciones del presente reto, principalmente las que se refieren al<br />
entendimiento detallado de la dinámica del oleaje y la identificación de<br />
los procesos de la transferencia de energía, que debemos interceptar<br />
con el fin de encontrar las alternativas más eficientes para su posible<br />
conversión.<br />
43<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong>
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Como parte del reto que afrontamos, la presencia de olas con una altura moderada en nuestros<br />
mares juega un papel muy importante. Sin embargo, se entiende por otra parte, que eso corresponde<br />
al mismo tiempo con un régimen de oleaje relativamente persistente. Es importante hacer<br />
notar que el oleaje prevaleciente en nuestros mares del litoral del Pacífico se refiere principalmente<br />
a ondas superficiales que son generadas en tormentas distantes y que esas ondas se han<br />
propagado hasta nuestras costas alejándose de la zona de su generación. Entonces nuestra estrategia<br />
requiere de enfocarnos al diseño de dispositivos convertidores de energía del oleaje (ceo)<br />
que sean eficientes y adecuados para el ambiente propio de los mares mexicanos. La estrategia<br />
también requiere de dirigirnos a proporcionar energía en zonas aisladas e islas, y al estudio y diseño<br />
de conjuntos de dispositivos ceo. Se plantea que estos conjuntos tengan un funcionamiento<br />
multi-propósito y así utilizarlos también para atender problemas relacionados a los procesos litorales<br />
y al transporte de sedimentos, así como a la erosión o la acumulación de sedimentos en las<br />
playas. Estamos convencidos que los dispositivos ceo también podrán funcionar como control de<br />
procesos sedimentarios, al contar con la posibilidad de re-orientar la propagación del oleaje y por<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
supuesto de modificar y redirigir su energía.<br />
En el cemie-<strong>Océano</strong> abordamos la temática de investigación que se refiere a la energía del oleaje<br />
atendiendo aspectos fundamentales, tales como los siguientes:<br />
-Entender mejor el fenómeno del oleaje y principalmente su generación y evolución al propagarse<br />
en la superficie del mar, con el fin de considerar apropiadamente las variables dinámicas más<br />
importantes para la potencial conversión de su energía.<br />
-Es indispensable evaluar el recurso energético del oleaje, a través de la estimación de la energía<br />
y la potencia, así como la disponibilidad de ambas propiedades y sobre todo la variabilidad espacial<br />
y temporal de las mismas.<br />
-Una de las herramientas que debemos considerar como indispensable es la simulación numérica,<br />
esencialmente para reconstruir el régimen histórico del oleaje que ha prevalecido, para realizar<br />
la predicción del fenómeno y para elaborar la proyección de escenarios futuros tomando en cuenta<br />
las posibles variaciones del clima.<br />
-Sin lugar a duda, es necesario llevar a cabo observaciones del fenómeno mediante mediciones<br />
directas y con sensores remotos, con el fin de avanzar en el conocimiento de la dinámica del oleaje<br />
y de contar con información adecuada para validar los resultados de la simulación numérica.<br />
-Abordamos la necesidad de la generación de nuevas ideas, nuevos conceptos, y nuevos enfo-<br />
44
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
ques en el estudio y diseño de la nueva generación de dispositivos ceo.<br />
La secuencia que debe prevalecer en nuestras actividades incluye estudios teóricos, experimentos<br />
numéricos y ensayos en nuestros laboratorios. Abordamos el diseño y construcción de prototipos<br />
a escala para los ensayos en laboratorios, y posteriormente de prototipos en escalas próximas<br />
a 1:1 para pruebas en el mar.<br />
De vital importancia en estos aspectos fundamentales es la implementación de un laboratorio<br />
natural, en el que se registren continuamente las variables dinámicas más importantes y se brinde<br />
la posibilidad de determinar con gran certidumbre el ambiente marino. A partir de los resultados<br />
de pruebas exhaustivas en nuestro laboratorio natural, podremos avanzar en la generación de paquetes<br />
comerciales.<br />
Ante el reto al que nos enfrentamos, es indispensable el fortalecimiento de nuestras capacidades,<br />
y en especial la que se refiere a recursos humanos especializados. Insistimos en incorporar<br />
jóvenes profesionales y nuevos talentos que aborden esa gama de actividades esenciales y aprovechando<br />
su alto grado de ingenio y motivación, que en los próximos años se forjen los futuros<br />
líderes mexicanos de la energía del oleaje.<br />
En el cemie-<strong>Océano</strong> se establecen tres líneas estratégicas bajo la temática de investigación acerca<br />
de la energía del oleaje: o-le1 para evaluar la disponibilidad de la energía y la potencia de las<br />
olas, e identificar regiones en las costas mexicanas con el mayor potencial para el aprovechamiento<br />
de la energía de las olas. Esto se realiza con observaciones directas y con mediciones con sensores<br />
remotos, además de llevar a cabo ejercicios de simulación numérica del espectro direccional<br />
del oleaje. Obtendremos así un panorama claro acerca de la disponibilidad de energía del oleaje<br />
en los mares mexicanos, y contaremos con la información relevante para definir los parámetros de<br />
diseño para dispositivos específicos que se deseen probar e instalar en nuestras costas y mares<br />
adyacentes.<br />
Con las actividades de esta línea estratégica de investigación, se identifican zonas piloto en los<br />
mares de México para evaluar el recurso del oleaje disponible mediante mediciones de las olas<br />
predominantes y con ayuda de simulación numérica del espectro direccional del oleaje. Se lleva a<br />
cabo un análisis de la información existente en los mares mexicanos, incluyendo el golfo de México,<br />
el mar Caribe y las aguas del Pacífico. Con esos resultados se cuantifica la energía y la potencia<br />
disponible del oleaje y se obtiene la evaluación de su variabilidad espacial y temporal, incluyendo<br />
una descripción detallada para el estudio de las variaciones estacionales y anuales.<br />
La extensión de los mares mexicanos y sus costas representa un reto importante, por lo que se<br />
requiere invertir mayores esfuerzos para evaluar con un cierto nivel de certidumbre la disponibilidad<br />
del recurso energético. El análisis que se realizará en el futuro inmediato se refiere a estudios<br />
y simulación numérica con resoluciones finas, espacial y temporalmente.<br />
Con la información preliminar se establece que el régimen de oleaje en los mares mexicanos es<br />
moderado y relativamente menor que el que típicamente prevalece en los mares de mayores latitudes.<br />
Se sugiere por lo tanto y de manera determinante, la necesidad de diseñar dispositivos CEO<br />
novedosos y especialmente adecuados para que sean eficientes en nuestros mares.<br />
En la siguiente línea estratégica de investigación o-le2, el objetivo fundamental es la innovación,<br />
el desarrollo y construcción, además del análisis del desempeño de dispositivos ceo.<br />
Los dispositivos ceo responden a una o varias propiedades dinámicas del oleaje, para aprovechar<br />
la energía contenida y convirtiéndola finalmente en energía eléctrica. Actualmente existe una gran<br />
variedad de dispositivos diseñados y construidos, y un buen número de ellos están bajo pruebas<br />
en laboratorios y en el campo. El desarrollo de dispositivos propios requiere de gran dedicación y<br />
esfuerzos para elaborar un análisis teórico, así como para implementar simulaciones numéricas y<br />
pruebas en laboratorios bajo condiciones controladas. En esta línea estratégica se abordan esas<br />
actividades, además de contemplar la realización de pruebas en el mar con dispositivos ceo de<br />
escalas realistas como 1:20, 1:10, 1:5, y hasta 1:1 durante las etapas avanzadas del proyecto.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
45
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Entre los objetivos específicos de esta línea estratégica, consideramos combinar los esfuerzos que<br />
nos permitan evaluar las condiciones en el mar, a partir de las mediciones y del análisis numérico<br />
que se llevan a cabo en la o-le1. Asimismo, es importante contar con la evaluación adecuada de<br />
los recursos disponibles en términos de la energía y la potencia del oleaje en la escala local en<br />
los sitios potenciales para la instalación de dispositivos ceo. Además, es indispensable evaluar el<br />
impacto ambiental y la huella ecológica que los dispositivos instalados en el mar pudieran generar.<br />
En esta línea estratégica se presenta el análisis inicial de nuevos diseños de dispositivos ceo. Uno<br />
de ellos contiene un arreglo de tres boyas (elementos de flotación) unidas entre ellas de manera<br />
rígida y una base inferior sumergida conectada a las boyas con enlaces que consisten en generadores<br />
lineales, lo que corresponde a una plataforma del tipo Stewart-Gough. Se realizan pruebas<br />
teóricas y numéricas para describir su dinámica y estimar su eficiencia para convertir la energía.<br />
En la línea estratégica o-le3 se plantea fortalecer nuestras capacidades e integrar la infraestructura<br />
para implementar un laboratorio natural para la investigación, innovación y desarrollo tecnológico<br />
de dispositivos ceo. Es un sitio que contará con mediciones especializadas para realizar<br />
pruebas de este tipo de dispositivos en el océano, en un ambiente que deberá estar relativamente<br />
bien conocido.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
El objetivo es la consolidación de un laboratorio natural dotado con la instrumentación adecuada<br />
para proporcionar la información más relevante para las pruebas de dispositivos ceo en el campo<br />
y para el estudio detallado de su desempeño ante las condiciones naturales imperantes. El conocimiento<br />
del ambiente marino, de sus principales aspectos físicos y de su variabilidad en el tiempo,<br />
nos permitirá establecer planes para estudios de desempeño, para el diseño, el mantenimiento y<br />
las maniobras de operación necesarias a mediano y largo plazo de dispositivos ceo que se sometan<br />
a pruebas en el mar.<br />
Se realizan estudios de las características del ambiente en sitios potenciales para su implementación<br />
como laboratorio natural, y específicamente en la región noroeste de la Bahía de Todos<br />
Santos, Baja California. Se identifican de forma general, las características oceanográficas en esa<br />
región y se explora la posibilidad de incorporar otros sitios apropiados, implementando sitios piloto<br />
en Manzanillo, el Golfo de Tehuantepec, el Mar Caribe, y posiblemente frente a Veracruz. Por<br />
otro lado, además, se investigan casos exitosos de laboratorios naturales, con el objetivo de considerarlos<br />
como referencia y potencialmente identificar las características más apropiadas para el<br />
desarrollo de nuestro laboratorio natural en aguas mexicanas.<br />
46
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
Aves acuáticas<br />
en Ría Lagartos,<br />
Yucatán, México<br />
Luis Sauma-Castillo y Vanesa Papiol<br />
Facultad de Ciencias, unam, sede Sisal<br />
Las aves acuáticas son todas aquellas que presentan una íntima relación<br />
con cuerpos de agua, los cuales son usados para su alimentación, reproducción<br />
y/o como refugio, a lo largo de su ciclo de vida. Estas aves tienen<br />
un importante papel como vectores intermedios en redes tróficas en este<br />
tipo de ecosistemas, participando de forma activa en su equilibrio. Por<br />
ello, conocer cómo se involucran en la funcionalidad de estos ecosistemas<br />
a lo largo del tiempo y espacio, nos ayudará a detectar cambios y/o<br />
alteraciones dentro de estos mismos.<br />
Tomando en cuenta cómo se distribuyen las aves acuáticas temporalmente<br />
dentro de un ecosistema, podemos catalogarlas en: (1) residentes,<br />
que son aquellas especies de aves que pasan todo su ciclo de vida en<br />
una misma zona y (2) migratorias, aquellas especies que realizan movimientos<br />
a lo largo de un ciclo anual entre sus zonas de reproducción en<br />
el norte y sus zonas de invernación en el sur. Cabe aclarar que, al hablar<br />
de norte y sur en los movimientos migratorios de las aves, hay que tener<br />
en cuenta el rango de distribución de cada especie. Por ejemplo, en<br />
el continente americano encontramos especies cuya distribución más al<br />
norte es hasta Canadá, y especies cuya distribución norte es hasta México.<br />
De manera general, podemos dividir en cuatro temporadas un ciclo<br />
anual de las especies migratorias (Tabla I).<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
47
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Las especies más comunes en la región de Yucatán en México, las podemos dividir en grupos<br />
tomando en cuenta características comunes entre ellas como tamaño, forma y uso de hábitat. De<br />
esta forma tenemos:<br />
Flamencos: Donde se incluye al Flamenco Americano, especie residente, muy carismática, que<br />
podemos encontrar en las lagunas costeras a lo largo de toda la costa de Yucatán durante todo el<br />
año (Figura 1A).<br />
Aves Playeras: Aquí encontramos a los Chorlos y Playeros (Figuras 1B y 1C). Aunque, es un grupo<br />
variado en cuanto a tamaños y formas, con especies que van de los 15 a los 60 cm, todas se<br />
alimentan en zonas lodosas o con poca agua. La mayoría de estas especies son migratorias pero<br />
también encontramos especies residentes.<br />
Gaviotas y Charranes: Podemos diferenciar a los Charranes (Figura 1D) de las Gaviotas (Figura<br />
1E) porque los charranes presentan un cuerpo más esbelto y el pico largo y puntiagudo, mientras<br />
que las gaviotas son robustas con pico corto y redondeado. Además, podemos distinguir a los<br />
charranes por su forma particular de alimentarse, tirándose clavados al agua para capturar peces.<br />
Dentro de este grupo tenemos especies residentes y migratorias, y algunas se reproducen en la<br />
región.<br />
Pelícanos: Aquí encontramos dos especies, el Pelícano Café (Figura 1F), especie residente y el<br />
Pelícano Blanco (Figura 1G), especie migratoria que se reproduce en Canadá y EU y que lo vemos<br />
de paso durante la migración.<br />
Cormoranes y Tijereta: Los Cormoranes de color negro y cuello largo (Figura 1H), bucean para<br />
capturar peces y que se reproducen en la zona. La Tijereta (Figura 1I) de color negro, se caracteriza<br />
por ser una especie que se encuentra en actividad de vuelo durante la mayor parte del tiempo.<br />
Todas las especies son residentes.<br />
Garzas: Se caracterizan por presentar largas piernas y un pico muy fuerte (Figura 1J), que les permite<br />
atrapar peces en zonas de poca profundidad, y presentan tamaños y colores variados. Todas<br />
las especies son residentes.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Figura 1. Especies representativas<br />
de los grupos más comunes de<br />
aves acuáticas encontradas en Ría<br />
Lagartos. A) Flamenco Americano,<br />
B) Chorlo Nevado, C) Playero Rabadilla<br />
Blanca, D) Charrán Mínimo, E)<br />
Gaviota Reidora, F) Pelicano Café,<br />
G) Pelícano Blanco, H) Cormorán<br />
Orejudo, I) Tijereta y J) Garza Dedos<br />
Dorados. Todas las fotografías<br />
de Luis Sauma-Castillo.<br />
48
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
De las costas de Yucatán, la Reserva de la Biósfera de Ría Lagartos es uno de los lugares más<br />
importantes para las aves acuáticas. Debido a su gran extensión, aproximadamente 600km 2 , la<br />
reserva presenta una transición de climas, con un clima semiárido en su parte oeste y cálido subhúmedo<br />
en su parte este. Esto permite la presencia de una gran variedad de ecosistemas como, por<br />
ejemplo, un extenso cuerpo lagunar con salinidades que varían entre los 35 a más de 100 gramos<br />
de sal por litro de agua, petenes con salinidades cercanas a cero, planicies de inundación, pastos<br />
marinos y charcas, entre otros, que resultan atractivos para las aves acuáticas porque ofrecen una<br />
gran variedad de alimento. Además, dentro de esta Reserva también encontramos dos salineras, la<br />
salinera de Las Coloradas, ubicada junto a la población de este nombre, y la salinera Las Alegrías,<br />
una pequeña salinera natural que se encuentra a unos 6km al oeste de El Cuyo (Figura 2).<br />
Figura 2. Ría Lagartos. Se observa el cuerpo lagunar y las salineras donde se realizaron los censos de aves acuáticas.<br />
Dentro del marco del proyecto de estudios de energía por medio de gradiente salino del cemie-Oceano<br />
se han realizado 3 campañas intensivas e interdisciplinares de muestreo al sistema<br />
lagunar de Ría Lagartos para caracterizar los gradientes termohalinos en la laguna y el funcionamiento<br />
de las comunidades acuáticas. Esta interdisciplinaridad tiene como fin obtener la información<br />
necesaria que permita la explotación del recurso energético de forma óptima minimizando el<br />
impacto en el funcionamiento de los ecosistemas. Entre otras actividades, durante estas salidas se<br />
han llevado a cabo censos de aves acuáticas, que permiten conocer la estructura de la comunidad.<br />
Se han realizado censos (1) en la laguna, que consistieron en conteos de aves siguiendo transectos<br />
a bordo de una embarcación, y (2) en las salineras, que se llevaron a cabo desde tierra cubriendo<br />
la totalidad de las charcas y vasos que se encuentran en cada una de las salineras.<br />
Durante las tres visitas, se contaron 16,899 aves. En la laguna, las aves más abundantes fueron<br />
Flamencos, Pelicanos y Cormoranes y Tijeretas. En contraste, en las salineras las Aves Playeras<br />
fueron el grupo mejor representado (más del 50% de los individuos censados) (Figura 3), lo que<br />
refleja la afinidad que presentan las especies de este grupo a ambientes con cuerpos de agua<br />
someros, que les permiten acceder a su alimento.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
49
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Figura 3. Porcentaje de cada grupo con respecto a la abundancia por sitio.<br />
En la laguna, encontramos que cinco especies fueron las que contribuyeron principalmente a la<br />
abundancia de aves (Figura 4). El Flamenco Americano fue la especie más abundante, con 3,024<br />
individuos registrados. Esta especie reside en la zona y se reproduce en la laguna, por lo que se<br />
puede observar durante todo el año con números relativamente altos. Puede llegar a realizar algunos<br />
movimientos migratorios, aunque estos son regionales entre otras lagunas de Yucatán. A pesar<br />
de que observamos una ligera disminución de su abundancia en mayo (Figura 4), este dato no representa<br />
la abundancia real de esta especie ya que durante esta época el flamenco se encuentra<br />
en zonas de anidación, donde el acceso está restringido por la vulnerabilidad de esta especie durante<br />
su reproducción. Personal de la Comisión Nacional de Areas Naturales Protegidas, conanp,<br />
encargado del monitoreo de esta especie en Río Lagartos reportaron cerca de 20,000 individuos<br />
para la misma temporada.<br />
La segunda especie más abundante fue el Pelícano Blanco. Esta es una especie migratoria que<br />
se reproduce en Canadá y EU, y pasa el invierno en México y Centro- y Sudamérica. En la región<br />
podemos observar sus mayores abundancias durante las migraciones al norte en los meses de<br />
febrero, marzo y abril (Figura 4).<br />
El Cormorán Orejudo, Pelícano Café y Gaviota Reidora son especies residentes y que se reproducen<br />
en la región. Sin embargo, a diferencia del Flamenco, sus zonas importantes de reproducción<br />
se encuentran fuera del sistema lagunar de Ría Lagartos por lo que la disminución de sus abundancias<br />
durante mayo refleja su movimiento a las zonas de reproducción (Figura 4).<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
50
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
Figura 4. Abundancia de las cinco principales especies de la laguna durante las tres visitas.<br />
En las salineras, tres especies de Aves Playeras dominaron la comunidad (Figura 5). Todas son<br />
migratorias, se reproducen en Canadá y EU (de mediados de mayo a mediados de agosto) e invernan<br />
en México y Centro- y Sudamérica (entre mediados de noviembre y febrero). <strong>No</strong>rmalmente, sus<br />
mayores abundancias se registran durante las migraciones (febrero-mayo), como se observa en<br />
la figura 5. Las especies migratorias no siempre comparten los tiempos durante sus movimientos,<br />
como lo vemos con el Playerito Menor, el cual ya había pasado por la zona en el momento de la<br />
observación (mayo) y presenta un número bajo de individuos, mientras que los playeros Rabadilla<br />
Blanca y Semipalmeado presentan altas abundancias. Cabe destacar que, a pesar de que las aves<br />
playeras son un grupo común y abundante en la región de Yucatán, la información disponible sobre<br />
ellos es muy escasa. En particular, del Playero Rabadilla Blanca, la especie más abundante en<br />
mayo, de la que apenas existen unos cuantos registros para la Península de Yucatán.<br />
Figura 5. Especies de Aves Playeras más abundantes en las Salinas.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
51
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
En las visitas a las salineras se registraron siete especies de aves acuáticas anidando, como el<br />
Charrán Pico Grueso con nueve nidos, Charrán Mínimo con 30 nidos y Gaviota Reidora con siete<br />
nidos, Gaviota Reidora con cinco nidos y Cormorán Orejudo con quince nidos. También se observó<br />
comportamiento reproductivo de Chorlo Nevado, Chorlo Pico Grueso (Figura 6) y Charrán Mínimo,<br />
de los que también se observaron pollos (Figura 6B). Por último, la especie emblema de la región,<br />
el Flamenco Americano, se encontraba ya en su colonia de anidación. Dos de estas especies se<br />
encuentran bajo alguna de las categorías de riesgo señaladas en la <strong>No</strong>rma Oficial Mexicana nom-<br />
059 semarnat 2010: el Charrán Mínimo (Figura 1D) como especie Amenazada y el Chorlo Nevado<br />
(Figura 1B) como especie bajo Protección Especial, enfatizando la importancia de las características<br />
hiperhalinas del sistema lagunar de Río Lagartos para la continuidad de especies protegidas.<br />
Figura 6. Evidencias de actividad reproductiva en la laguna Río Lagartos. A) pareja de Chorlo Pico Grueso copulando,<br />
B) polluelo de Charrán Mínimo.<br />
A pesar de que son pocos los censos que se han llevado a cabo hasta el momento, la reserva<br />
de la biosfera de Ría Lagartos es un sitio importante para las aves acuáticas tanto residentes como<br />
migratorias. Las observaciones realizadas están permitiendo determinar que se trata de un lugar<br />
ampliamente utilizado como sitio de alimentación y reproducción, y las marcadas diferencias en la<br />
composición de especies en las dos zonas censadas (laguna vs salineras) destaca que esta diversidad<br />
de ambientes es favorable para el sustento de la mayor diversidad avícola.<br />
Agradecimientos:<br />
El presente trabajo es financiado por el proyecto sle-1 de la línea estratégica de gradientes salinos<br />
del cemie-<strong>Océano</strong>. Se agradece a la Fundación Pedro y Elena Hernández, a la Industria Salinera<br />
de Yucatán (isysa) y a la conanp por las facilidades y apoyo otorgados durante los muestreos de<br />
campo; así como a Yasmín Dávila, Juan Argáez, Rocío Uh García, Alberto Sosa Hernández y Blanca<br />
Castellanos por su apoyo durante los monitoreos.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
52
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
El cemie-<strong>Océano</strong> cuenta<br />
con un microscopio<br />
electrónico de transmisión<br />
único en su tipo<br />
Eddie López Honorato<br />
Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, Unidad Saltillo<br />
La caracterización de los materiales a nivel atómico se ha vuelto cada<br />
vez más relevante. Se sabe que cambios pequeños en composición y<br />
microestructura pueden tener un efecto importante en las propiedades<br />
físicas de los materiales, pudiendo ser la causa de su alto desempeño o<br />
incluso de su fractura o corrosión. Debido al gran impacto que la microestructura<br />
y composición tiene en el uso de nuevos materiales, es necesario<br />
contar con herramientas que nos permitan identificar incluso a nivel<br />
atómico, el origen de sus propiedades físicas, lo cual resulte en la producción<br />
de materiales más eficientes, limpios y seguros. Es en esta gran<br />
necesidad que el Centro Mexicano de Innovación en Energía del <strong>Océano</strong>,<br />
llevó a cabo la compra de un microscopio electrónico de transmisión de<br />
última generación(Figura 1), capaz de contar con un sistema Super-X para<br />
realizar la técnica de Chemistem.<br />
La técnica de Chemistem es un conjunto de cuatro detectores de espectroscopía<br />
de energía dispersiva (eds) sin ventanas, dentro de la columna<br />
del microscopio electrónico de transmisión (sistema Super-X, Figura 2),<br />
que permite de manera única capturar de forma más eficiente una mayor<br />
cantidad de Rayos-X. Este nuevo arreglo de detectores permite detectar<br />
incluso átomos ligeros (hasta una concentración de 0.02 wt%) que con<br />
el uso de detectores tradicionales no sería posible. Además, permite la<br />
caracterización de la composición elemental del material alcanzando la<br />
saturación en cuestión de minutos, en lugar de horas como en algunos<br />
sistemas tradicionales. De igual forma, debido a que cuenta con detectores<br />
libres de ventanas, permite caracterizar materiales a diferentes ángulos<br />
de inclinación, sin perder la eficiencia de detección elemental; lo cual<br />
no es posible en un sistema convencional en donde la eficiencia varía<br />
dependiendo del ángulo de inclinación. Esto es de gran relevancia ya<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
53
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
que, tanto en nanomateriales como materiales policristalinos, no es posible seleccionar a priori el<br />
ángulo de inclinación, permitiendo de esta manera una mejor caracterización de límites de grano,<br />
defectos o nanoestructuras con diferentes orientaciones. Toda esta información permite entender<br />
mejor la relación: condiciones de fabricación-microestructura/composición/propiedades físicas, en<br />
una gran gama de aplicaciones, que es la parte medular de la Ciencia de los Materiales.<br />
Recientemente, gracias a la propuesta “Integración del sistema Super-X para el desarrollo de la<br />
técnica de Chemistem en microscopía electrónica de transmisión”, liderada por el Dr. Eddie López<br />
Honorato del Cinvestav-Saltillo y recientemente aprobada en la convocatoria de Infraestructura<br />
2018 del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (conacyt), el cemie-o logrará adquirir los dos<br />
detectores restantes (dos ya han sido instalados) para completar el sistema Super-X.<br />
Es importante mencionar que solo el Laboratorio de Pruebas, Equipos y Materiales (LAPEM) de la<br />
Comisión Federal de Electricidad cuenta recientemente con un sistema Super-X/ChemiSTEM. Por<br />
lo que el sistema Super-X/Chemistem del cemie-o sería el primero en México en una institución<br />
de educación superior, y el cuarto sistema de su tipo en toda Latinoamérica. Se espera que este<br />
equipo, disponible para todas las instituciones participantes del cemie-o, tenga un papel importante<br />
a nivel nacional ya que permite tener acceso a un microscopio de última generación, con una<br />
capacidad de detección elemental sin paralelo.<br />
Figura 1. Microscopio electrónico de transmisión<br />
FEI-TALOS.<br />
Figura 2. Sistema Super-X mostrando el arreglo de cuatro<br />
detectores de EDS<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
54
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
Reunión de la Línea Transversal<br />
Materiales, Subsistemas<br />
y Componentes<br />
El pasado 25 de mayo se llevó a cabo la reunión técnica de la Línea Transversal<br />
Materiales Subsistemas y Componentes en el Centro de Investigación y de Estudios<br />
Avanzados del ipn, Unidad Saltillo (Cinvestav-Saltillo). En esta reunión participaron<br />
personal académico y estudiantes del Cinvestav-Saltillo, Centro de Investigación<br />
en Química Aplicada (ciqa), del Centro de Ingeniería y Desarrollo Industrial<br />
(cidesi) y del Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada de la unam (cfata).<br />
Se discutieron los avances y retos en el desarrollo de recubrimientos y compósitos<br />
para componentes en dispositivos para energía del océano y se dio una demostración<br />
de las capacidades técnicas adquiridas a través del cemie-<strong>Océano</strong> y propias<br />
del Cinvestav-Saltillo que pudieran ser de beneficio a las demás instituciones para<br />
el desarrollo de los proyectos. Esta fue la primera reunión técnica itinerante de<br />
la Línea Transversal que busca incrementar la interacción y nivel de cooperación<br />
entre los participantes. La próxima reunión se llevará a cabo en la etapa cuatro en<br />
cfata en Querétaro.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
55
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
56
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
Participación del cemie-<strong>Océano</strong><br />
en International Conference<br />
on Sustainable Energy and<br />
Environmental Protection,<br />
seep 2018<br />
Los días 8-11 de mayo se realizó el congreso internacional seep 2018 (International<br />
Conference on Sustainable Energy and Environmental Protection 2018) en la<br />
Universidad del Oeste de Escocia (University of the West of Scotland, uws), con<br />
sede en Pasley, Escocia. seep es un congreso que aborda el contexto actual de la<br />
generación de energía a partir de los recursos renovables disponibles en el medio<br />
ambiente, tanto en el sector científico como en el industrial.<br />
Algunas de las principales temáticas fueron las siguientes:<br />
• Biomass Conversion<br />
• Fuel Cell and Hydrogen Technology<br />
• Photovoltaic Technology<br />
• Solar Thermal Applications<br />
• Marine/Ocean Energy<br />
• Wind Energy and Applications<br />
• Technical Developments in Vehicles, Engines and Equipment<br />
• Energy Storage<br />
• Climate Change<br />
• Environment Management<br />
El cemie <strong>Océano</strong> pretende fortalecer sus lazos de colaboración con instituciones<br />
de investigación y educación superior, así como empresas que se encuentren trabajando<br />
en el tema e energías marinas, durante la primera semana de mayo una<br />
delegación del cemie-<strong>Océano</strong>, compuesta por Dr. Rodolfo Silva Casarín (II-unam),<br />
la Dra. María Luis Martínez (inecol), el Dr. Ismael Mariño Tapia (cinvestav-Mérida),<br />
la Dra. Cecilia Enríquez (uay-unam), el Dr. Francisco Ocampo (cicese), Dr. Edgar<br />
Mendoza Baldwin (II-unam), el Dr. José Manuel Mata Padilla (ciqa), la Dra. Gabriela<br />
Vázquez (inecol), la Dra. Estela Cerezo Acevedo (UniCaribe), el M.C. Diego Galván<br />
Pozos (cicese), el Ing. Jesús Nahum Pérez (ipn) y el Ing. Jorge Olmedo (ipn),<br />
visitó Reino Unido para entablar relación con distintos grupos que están desarrollando<br />
proyectos en los temas de oleaje y corrientes marinas.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
57
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
El día martes 8 de mayo se participó en una reunión de trabajo del proyecto DyLoTTA (Dynamic<br />
Loadings on Turbines in a Tidal Array -http://gow.epsrc.ac.uk/NGBOViewGrant.aspx?GrantRef= EP/<br />
N020782/1).<br />
Tuvieron el honor de ser invitados y hacer una presentación del cemie Oceano, en una de las<br />
reuniones de este proyecto, donde estuvieron presentes las Universidades de Cardiff y Strathclyde,<br />
entre otras instituciones. En éstas dos universidades británicas se encuentran una estudiante<br />
de doctorado (Edith Rojo) y una investigadora mexicana (Stephanie Ordoñez) con quienes hemos<br />
establecido contacto y hemos comenzado a colaborar. El proyecto pretende estudiar los esfuerzos<br />
de oleaje y turbulencia en turbinas instrumentadas que se encuentren en un arreglo. Con este mismo<br />
grupo de investigadores británicos se está realizando un proyecto semilla de Newton Funds, liderado<br />
por ecosur, donde se pretende completar la evaluación del recurso de corrientes marinas<br />
en el Canal de Cozumel y existe la intensión a futuro de colocar una turbina instrumentada en el<br />
sitio. También existe interés de colaboración brindando apoyo con datos de mediciones del cemie<br />
a estudiantes mexicanos que estudian en estas universidades.<br />
Primera turbina instrumentada<br />
The Queen’s Buildings – Sitio de las reuniones<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Turbina actual en prueba<br />
58
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
Miércoles 9<br />
El día 9 de mayo se realizó la sesión especial: Ocean energy and environmental protection in Mexico:<br />
the <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> Project, en el marco de la 11th INTERNATIONAL CONFERENCE ON SUSTAI-<br />
NABLE ENERGY & ENVIRONMENTAL PROTECTION.<br />
El objetivo principal fue dar a conocer los principales avances del Centro Mexicano de Innovación<br />
en Energía del <strong>Océano</strong> (cemie-<strong>Océano</strong>), y estuvo compuesta por las siguientes presentaciones:<br />
A. Ocean energy in Mexico, autor: Rodolfo Silva<br />
B. Assessment of the oceanic current energy potential in environmentally sensitive areas of the<br />
Mexican Caribbean, autor: Ismael Mariño<br />
C. Progress in wave energy conversion assessment in Mexican waters, autor: Francisco Ocampo<br />
D. Dynamic analysis of a six-degree of freedom motion wave energy converter based on the concept<br />
of the Stewart-Gough platform, autor: Diego Galván<br />
E. Salinity gradient energy resources in tropical hypersaline coastal lagoons: perspectives for<br />
sustainable use, autor: Cecilia Enríquez<br />
F. Generation of electrical energy from a salt gradient potential using reverse electrodialysis, autor:<br />
Nahúm Hernández<br />
G. Advances in otec plant prototype for the Mexican Caribbean Sea, autor: Estela Cerezo<br />
H. Multicriteria decision analysis for energy storage technologies coupled to ocean energy systems,<br />
autor: Jorge González<br />
I. Environmental barrier coatings and corrosion resistant composites for the protection and production<br />
of components in ocean energy generation, autor: Manuel Mata<br />
J. Assessing the potential environmental impactsof ocean energy use and exploring mitigation<br />
strategies, autor: M. Luisa Martínez<br />
K. Towards sustainable marine energy production: The role of biophysical interactions in environmental<br />
impact assessment, autor: Edgar Mendoza<br />
Jueves 10<br />
El 10 de mayo del 2018, las Dras. Ma. Luisa Martínez y Gabriela Vázquez (inecol) quienes participan<br />
en la Línea transversal Ecología e Integración con el Ambiente del cemie-océano, visitaron el<br />
Scottish Association for Marine Science (sams) ubicado en la ciudad de Oban, Escocia. El sams es<br />
una institución en donde se realiza investigación desde 1884 sobre ciencias marinas (www.sams.<br />
ac.uk). Sus líneas de investigación abarcan temas relacionados con procesos del océano (corrientes<br />
oceánicas, biogeoquímica, función de los ecosistemas, mares árticos), estudios en las zonas<br />
costeras (cambio climático, conservación marina, interacción entre la sociedad y el mar, impactos<br />
industriales) y economía azul (acuacultura, biotecnología marina, energía del océano y pesquerías).<br />
Este centro de investigación resultó muy interesante ya que están abordando temas de investigación<br />
afines al cemie-océano por lo que se entrevistaron con el Dr. Ben Wilson y la Dra. Raeanne G.<br />
Miller con el fin de establecer una posible colaboración.<br />
El Dr Wilson es un ecólogo que ha trabajado durante más de 20 años sobre ecología de mamíferos<br />
marinos, peces y aves en relación con actividades industriales en alta mar. Actualmente una de<br />
sus líneas de investigación se enfoca en la interacción entre grandes mamíferos marinos y las estructuras<br />
productoras de energía que utilizan el viento, oleaje, corrientes de mareas, y dispositivos<br />
de petróleo y gas cerca de la costa. La Dra. Miller se especializa en el intercambio de conocimiento,<br />
innovación, impactos industriales marinos asi como en ecología de los bentos. Una de sus líneas<br />
de investigación es sobre la instalación de estructuras artificiales en el mar y su influencia en los<br />
hábitats marinos.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
59
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
De esta entrevista surgió la posibilidad de buscar recursos para apoyar el intercambio académico<br />
entre los investigadores del SAMS y los participantes del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong>. La finalidad es compartir<br />
experiencias y fortalecer el trabajo relacionado con el monitoreo y mitigación del impacto en el<br />
ambiente que pueden tener los dispositivos generadores de energía en el océano.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
También se realizó la visita técnica a la Universidad de Strathclyde, en las instalaciones del Departamento<br />
de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial. El grupo de <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> que realizó esta<br />
visita estuvo conformado por la Dra. Estela Cerezo Acevedo (Profesor-investigador y Jefa del Departamento<br />
de Ciencias Básicas e Ingenierías en Universidad del Caribe), Dr. José Manuel Mata<br />
Padilla (Investigador Catedrático CONACyT-Centro de Investigación en Química Aplicada), el I.Q.<br />
Jorge Olmedo González (Estudiante de Doctorado en Nanociencias y Micro-Nanotecnologías, ESI-<br />
QIE-Instituto Politécnico Nacional) y el I. Q. Jesús Nahum Hernández Pérez (Estudiante de Maestría<br />
en Nanociencias y Micro- Nanotecnologías, ESIQIE-Instituto Politécnico Nacional)<br />
Primeramente, se llevó a cabo una reunión con los investigadores Dr. Cameron Johnstone<br />
(Director del Energy Systems Research Unit), la Dra. Stephanie Ordoñez Sánchez (Investigador<br />
Asociado) y la Dra. Kate Porter (Investigador Asociado) del Departamento de Ingeniería Mecánica y<br />
Aeroespacial. En esta reunión la Dra. Stephanie Ordoñez presentó los diferentes proyectos en los<br />
que están participando sobre el Desarrollo y modelamiento de turbinas para el aprovechamiento<br />
de la energía por mareas y se llevó a cabo una discusión sobre las posibilidades de colaboración<br />
que existen entre el grupo de investigación del Dr. Cameron Johnstone y el <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong>.<br />
Al término de la reunión hicieron un recorrido por algunos de los laboratorios de investigación<br />
que se encuentran dentro del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial como son<br />
el Laboratorio de Investigación en Materiales Avanzados, los laboratorios de Diseño, Manufactura<br />
e Ingeniería, así como en el laboratorio de Tribología.<br />
60
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
Foto de la visita a la Universidad de Strathclyde. De derecha a izquierda (I. Q. Jorge Olmedo-Instituto Politécnico Nacional,<br />
Dra. Estela Cerezo-Universidad del Caribe, Dra. Stephanie-Universidad de Strathclyde, I.Q. Nahum Hernández- Instituto<br />
Politécnico Nacional, Dr. Manuel Mata- CONACyT-CIQA).<br />
Vista exterior del James<br />
Weir Building donde se encuentra<br />
el Departamento<br />
de Ingeniería Mecánica y<br />
Aeroespacial de la Universidad<br />
de Strath.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
61
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Visita a Aquatera, Orkney (10 y 11 de Mayo 2018)<br />
La empresa de consultoría Aquatera ubicada en Orkney, Escocia, organizó una muy interesante<br />
y completa visita a distintas empresas e instituciones académicas vinculadas con la instalación y<br />
prueba de diversos aparatos que utilizan el oleaje y las corrientes de marea para producir energía<br />
eléctrica.<br />
Aquatera ha establecido una reputación mundial como una de las empresas más experimentadas<br />
en energía de oleaje y corrientes, habiendo trabajado en más de 200 estudios de energía marina<br />
y un número importante de proyectos de planeación estratégica de energías marinas en todo el<br />
mundo.<br />
El Dr. Ismael Mariño, Dr. Francisco Ocampo y el Dr. Edgar<br />
Mendoza, tuvieron la oportunidad de ver dos dispositivos<br />
que están ahora fuera del agua diseñados para extraer<br />
energía del oleaje y de las corrientes (ver fotos).<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Dispositivo para montaje de turbinas para corrientes de<br />
marea (Sustainable Marine Energy LTD).<br />
Dispositivo para convertir la energía del oleaje de (COR-<br />
POWER).<br />
62
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
En septiembre 2017 el generador de energía de corrientes SR1-200 de Scotrenewables, produjo<br />
en menos de una semana 116 MWh, lo que representa el 7 % de la demanda eléctrica de Orkney<br />
para ese periodo, con un solo artefacto. Desde Agosto 2017 hasta Abril 2018, este aparato generó<br />
de forma acumulada más de 2 GWh.<br />
A pesar de este éxito en la prueba de tecnologías marinas, a la fecha no existe ningún dispositivo<br />
que se encuentre continuamente generando energía. Esto es en parte porque la isla genera energía<br />
en exceso (120 %), principalmente de generadores eólicos, y no es atractivo tener en el agua<br />
un artefacto que no genere un beneficio económico. Una solución que se está implementando<br />
es convertir el exceso de energía a hidrógeno. También visitaron la empresa Orkney Hydrogen<br />
Surf’n’Turf, quienes están desarrollando esta actividad, generando hidrógeno, almacenándolo en<br />
contenedores y utilizándolo para la recarga de Ferries en el puerto de Kirkwall, Orkney (ver foto).<br />
Adicionalmente, para hacer uso de la energía excedente, existen estaciones de recarga gratuitas<br />
para carros eléctricos en la isla.<br />
Contenedor con cilindros de hidrógeno generado con<br />
energía eólica en exceso que se produce en la isla y con<br />
energía de corrientes marinas. De izquierda a derecha: Edgar<br />
Mendoza (UNAM), Natalia Rojas (AQUATERRA), Ailsa<br />
Skuodas (Community Energy Scotland) y Francisco Ocampo<br />
(CICESE)<br />
Estación de recarga gratuita para automóviles eléctricos en<br />
Stromness, Orkney, UK.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
63
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Visitaron también las instalaciones de EMEC (European Marine Energy Centre), donde platicaron<br />
del éxito y actividades de este Centro único en el mundo, pues tiene instalaciones en el mar para<br />
la prueba a escala real de convertidores de oleaje y corrientes de mareas conectados por medio<br />
de cables submarinos a la red eléctrica del Reino Unido. Los Dres: Mariño, Ocampo y Mendoza<br />
lograron visitar el sitio de prueba de convertidores de energía de oleaje ubicado en Billia Croo.<br />
Visita a las instalaciones de EMEC en Stromness, Orkney,<br />
UK (de izquierda a derecha: Ismael Mariño (CINVESTAV),<br />
Erica Mathers (EMEC); Edgar Mendoza (UNAM), Francisco<br />
Ocampo (CICESE)<br />
Instalaciones en tierra del sitio de prueba en Billia Croo.<br />
Transformadores de conexión en tierra donde reciben la<br />
energía generada por los convertidores de oleaje.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
Vista al mar desde el sitio de prueba en Billia Croo.<br />
64
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
De igual forma visitaron la empresa Leask Marine (http://www.leaskmarine.com/), dedicada a la<br />
instalación de artefactos de conversión de energías de oleaje y mareas. Leask Marine ha desarrollado<br />
tecnologías y procedimientos específicos para el sector de energías marinas. Los recursos<br />
que la empresa ha desarrollado incluyen un amplio rango de embarcaciones pequeñas adaptadas<br />
para maniobras de energía, equipo para buceo técnico especializado, y servicios de arquitectura<br />
naval e ingeniería civil.<br />
Tuvimos también la oportunidad de interactuar con colegas de la Universidad de Heriott Watt, del<br />
campus Orkney, donde imparten la Maestría en energías renovables marinas.<br />
El Dr. Sandy Kerr especialista en economía y director del Centro Internacional de Tecnología Insular<br />
dio una detallada presentación de las actividades de la Universidad en el sitio y de los cursos<br />
de posgrado ofrecidos.<br />
El personal del <strong>CEMIE</strong> dio una plática sobre los avances en investigación de energías en México,<br />
a partir de la cual se desarrolló una discusión que derivó en posibles temas de investigación para<br />
proyectos nuevos. Buenas oportunidades de investigación se detectaron también con el Dr. David<br />
Woolf, especialista oceanógrafo en dinámica de corrientes marinas.<br />
La visita a Orkney fue posible gracias a los contactos que el Dr. Rodolfo Silva estableció con el Dr.<br />
Gareth Davis, director de Aquatera, y la MSc. Natalia Rojas cuya generosidad nos permitió tener un<br />
panorama muy completo y motivante del campo de las energías marinas en Orkney.<br />
¡Muchas gracias a ambos!<br />
Viernes 11<br />
La visita técnica a la Universidad de Edimburgo se llevó a cabo el viernes 11 de mayo de 2018 en<br />
los “King’s Buildings” de la Universidad de Edimburgo. El grupo de <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> que realizó<br />
esta visita estuvo conformado por la Dra. Estela Cerezo Acevedo (Profesor-investigador y Jefa del<br />
Departamento de Ciencias Básicas e Ingenierías en Universidad del Caribe), Dr. José Manuel Mata<br />
Padilla (Investigador Catedrático CONACyT-Centro de Investigación en Química Aplicada), el I.Q.<br />
Jorge Olmedo González (Estudiante de Doctorado en Nanociencias y Micro-Nanotecnologías, ESI-<br />
QIE-Instituto Politécnico Nacional) y el I. Q. Jesús Nahum Hernández Pérez (Estudiante de Maestría<br />
en Nanociencias y Micro- Nanotecnologías, ESIQIE-Instituto Politécnico Nacional) y Dra. Cecilia<br />
Enríquez Ortiz (Fac. Ciencias UNAM-Sisal). La visita involucró la interacción con Investigadores del<br />
centro, visitando las instalaciones del laboratorio FloWave, que es un tanque circular de 25 m de<br />
diametro, conteniendo 2.4 millones de litros de agua, donde se pueden generar corrientes y oleaje<br />
y se dedica principalmente a la investigación enfocada en energías marinas (http://www.flowavett.<br />
co.uk). Esta visita fue dirigida por el Dr. Thomas Davey, quien dirige el laboratorio FloWave. Adicionalmente<br />
se llevaron a cabo pláticas con el Dr. Ignazio Viola, hidroquímico quien realiza investigación<br />
en aspas de turbinas operando en ambientes con números de Reynods atípicos y con las<br />
Dras. Andrea Semiao, quien trabaja con membranas osmóticas realizando investigación para el<br />
tratamiento de agua a partir de ultrafiltración e investiga aspectos para mejorar la operación de<br />
membranas y Dr. Maria Chiara Ferrari, quien realiza investigación en membranas de intercambio<br />
iónico durante procesos de electrodiálisis.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
65
<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
15 vo Simposio Internacional<br />
de Costas<br />
En el pasado mes de mayo de los día del 13 al 18, en el Haeundae Grand Hotel<br />
de la ciudad Busan en la República de Corea, se llevó acabo del 15vo Simposio<br />
Internacional de Costas (International Coastal Symposium, ICS2018), donde integrantes<br />
del cemie-<strong>Océano</strong> presentaron resultados preliminares de los trabajos<br />
que llevan a cabo. En este congreso se reunieron investigadores y estudiantes<br />
de todas partes del mundo, en él se exhibieron 55 posters y se realizarón 189<br />
presentaciones orales, de ellos sólo dieciséis pertenecían a trabajos relacionados<br />
con las energías renovables del océano.<br />
El simposio cubre dieciséis temas asociados a la zona costera, desde geología,<br />
ecología, dunas, playas, ríos, estuarios, corales, cambios en el nivel medio del mar,<br />
ingeniería, manejo costero, etc.; el tema base relevante para el cemie-<strong>Océano</strong> fue<br />
Energías Marinas Renovables. Dentro de este foro se presentaron dos trabajos,<br />
el primero constó de una presentación oral por parte de la Dra. Angélica Felix<br />
Delgado con el título: Wave and wind energy potential including exrem events:<br />
A case study of Mexico (Energía potencial de oleaje y viento incluyendo eventos<br />
extremos: Caso de estudio México) y el segundo presentando un poster por parte<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
66
<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />
del Dr. Manuel Verduzco Zapata titulado: Development<br />
of a desalination system driven by low<br />
energy ocean surface waves (Desarrollo de un<br />
sistema de desalinización usando ondas superficiales<br />
oceánicas de baja energía).<br />
Con estos trabajos el cemie-<strong>Océano</strong> sigue<br />
buscando posicionarse en el tema de las energías<br />
renovables alrededor del mundo, conocer<br />
los trabajos que otros colegas realizan y buscar<br />
bases de colaboración.<br />
<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />
67
68