Libro-Congreso-CEMIE-Océano

El 1er Congreso Internacional del CEMIE-Océano se llevó a cabo de manera virtual del 24 al 26
de agosto de 2021. El evento fue organizado por el Proyecto CEMIE-Océano del Fondo Sectorial
SENER-CONACYT y el CEMIE-Océano, A.C. con objetivo de brindar un foro científico y técnico
sobre el avance de las energías marinas en México y en el resto del mundo, reuniendo
investigadores, académicos y estudiantes de México, Colombia, España, Reino Unido y Uruguay.
En total se presentaron 119 trabajos en formato de ponencias y posters, y 12 conferencias
magistrales, en las siguientes temáticas relacionadas con las energías marinas:
1. Ambiente y sociedad
2. Emprendimiento
3. Energía de corrientes y mareomotriz
4. Energía de oleaje
5. Energía por gradiente salino
6. Energía por gradiente térmico
7. Integración a la red eléctrica y almacenamiento
8. Materiales
9. Otras fuentes de energía marina
Comité organizador
Rodolfo Silva Casarín
Rosa de Guadalupe González Huerta
Valeria Chávez Cerón
Gregorio Posada Vanegas
Eddie López Honorato
Yanira García Estrada
Editores
Valeria Chávez Cerón
Jorge Gutiérrez Lara
DOI: 10.26359/EPOMEX.CEMIE052021
Comité Científico
Armando Trasviña Castro
Beatriz Edith Vega Serratos
Cecilia Elizabeth Enriquez Ortiz
César Angeles Camacho
Edgar Gerardo Mendoza Baldwin
Estela Cerezo Acevedo
Francisco Bañuelos Ruedas
Francisco Javier Ocampo Torres
Gisela Heckel Dziendzielewski
Gregorio Vargas Gutiérrez
Gustavo Ignacio Cadena Sánchez
Ismael de Jesus Mariño Tapia
Josué Enríquez Zárate
Loic Marie Jean Claude Jose Ghislain Peiffer
Manuel Gerardo Verduzco Zapata
María Luisa Martínez Vázquez
Miguel Angel Alatorre Mendieta
Miriam Rocío Estévez González
i

1. Ambiente y sociedad
ÍNDICE DE TRABAJOS
Alteración de los patrones de dispersión de estadios larvarios de organismos del zooplancton por la
influencia de campos de hidrogeneradores en el norte del Canal de Cozumel .................................. 2
Análisis de ciclo de vida de energía del océano generada por diferentes sistemas tecnológicos ..... 4
Análisis espacial para el aprovechamiento sustentable de energía marina considerando la distribución
potencial de especies costeras ............................................................................................................ 6
Bases para la evaluación de impactos ambientales de las plantas eléctricas de renovables marinas 8
CEMIE-Océano y la difusión de los resultados.................................................................................... 10
Clima costero en México ...................................................................................................................... 12
Condiciones socioeconómicas y necesidades energéticas en el Golfo de México y mar Caribe para la
implementación de tecnologías de energía oceánica .......................................................................... 14
Distribución espacio-temporal del rorcual o ballena azul en función de las características
oceanográficas en la costa occidental de la Península de Baja California ......................................... 15
Efecto del viento sobre el estuario del río Jamapa, Veracruz ............................................................. 17
Estadística de frentes fríos en mares mexicanos ................................................................................ 18
Evaluación ambiental de los impactos potenciales del aprovechamiento de la energía del gradiente
salino .................................................................................................................................................... 19
Evaluación de impactos ambientales identificados para una planta de energía por medio de corrientes
marítimas .............................................................................................................................................. 21
Evaluación de un sistema de bio-remediación para la remoción de iones metálicos pesados y
colorantes tóxicos utilizando Sargassum sp. ....................................................................................... 23
Fitoplancton y variación ambiental en un área con potencial de obtención de energía marina: el caso
de Cozumel .......................................................................................................................................... 25
Flora y fauna como indicadores de impacto ambiental en energías oceánicas .................................. 27
Identificación de mezclas de agua subterránea en manantiales hidrotermales mediante Br−/Cl− Y
B/Cl− ..................................................................................................................................................... 29
Impacto de grandes campos de hidrogeneradores en el canal de Cozumel a través de modelación
numérica ............................................................................................................................................... 31
Impactos en biodiversidad marina de energías del océano con enfoque de análisis de ciclo de vida
.............................................................................................................................................................. 33
La zona costera: un ambiente dinámico, frágil y diverso ..................................................................... 35
Mamíferos marinos al oeste de la península de Baja California de 2017 a 2020 ............................... 37
Metales pesados (Hg, Cd, Ni, Pb, Cr, Cu Y Zn) en sedimentos marinos, como indicadores geoquímicos
de contaminación antrópica en el sector suroriental del Golfo de Urabá (Colombia) ......................... 39
Morfodinámica costera veracruzana (1976-2017): una línea base previa al establecimiento de los
prototipos energéticos undimotrices .................................................................................................... 41
Optimización exergética y de confort térmico de una vivienda social en zona costera considerando la
influencia de la brisa marina................................................................................................................. 43
Plantas de energías renovables marinas: efectos potenciales en mamíferos marinos y medidas de
mitigación ............................................................................................................................................. 45
Propagación de ruido producido por turbinas hidrogeneradoras en el Canal de Cozumel ................ 47
Reflexiones desde el área social para los proyectos de energías del océano ................................... 49
Relación del océano con el bioclima y el consumo de energía en México ......................................... 51
ii

Simulación térmica – energética de una vivienda con estrategias bioclimáticas para aprovechar la brisa
marina en La Paz, B.C.S. ..................................................................................................................... 53
2. Emprendimiento
Cadena de suministro para el aprovechamiento de energía por corrientes en la Península de Yucatán
.............................................................................................................................................................. 56
Concurso colegiado de energía marina: desarrollo de un proyecto para la implementación de una
planta OTEC en la Isla Cozumel .......................................................................................................... 58
Corrientes submarinas: una opción energética viable para México y la reducción de co2 ................ 60
Desarrollo de un WEC de baja potencia-visión metodológica sobre la trazabilidad de la I+D+I de su
paquete tecnológico (PqT) ................................................................................................................... 62
3. Energía de corrientes y mareomotriz
A hydrokinetic turbine for the operation of the Cozumel Channel flow conditions .............................. 65
Advances in the developement of a marine current turbine for the Cozumel Channel ....................... 67
Análisis de campos medios de corrientes y niveles de turbulencia a partir de mediciones in-situ en
bahía todos santos, Baja California, durante marzo y abril de 2019 ................................................... 69
Análisis de la variabilidad de la circulación de mesoescala a lo largo del caribe mexicano ............... 71
Análisis teórico experimental del comportamiento de la estela de agua en el modelo de una turbina
marina bajo condiciones hidrodinámicas de la Isla de Cozumel utilizando velocimetría por imágenes
de partículas ......................................................................................................................................... 73
Atlas del potencial energético en mares mexicanos ............................................................................ 75
Del potencial para generar energía limpia en Baja California Sur....................................................... 77
Efectos de cambios morfológicos en recursos de energía por corrientes en ambientes
macromareales con sedimentos no-cohesivos .................................................................................... 78
Escalamiento físico de una turbina helicoidal de eje vertical para el Canal de Cozumel ................... 80
Influencia de la extracción de energía cinética en procesos oceanográficos en el Caribe Mexicano;
estudio de sensibilidad con experimentos numéricos ......................................................................... 82
Modelación numérica de las corrientes del golfo de california para el aprovechamiento energético . 84
Observaciones in situ de corrientes en el suroeste de la Península de Baja California ..................... 86
Pruebas preliminares del hidrogenerador HIPA en condiciones controladas y semi-controladas...... 87
Variabilidad de la corriente de Yucatán en el caribe mexicano y su efecto en la surgencia de Yucatán
.............................................................................................................................................................. 89
4. Energía de oleaje
Actualización del oleaje de diseño en el Golfo de México ...................................................................92
Agrupamiento y alinealidad del oleaje en condiciones de tormenta en aguas someras del Golfo de
México ..................................................................................................................................................94
Análisis con OpenFOAM para la simulación de una boya cilíndrica de un dispositivo convertidor de
energía de oleaje regular de baja potencia ..........................................................................................96
Análisis del efecto de los convertidores de energía del oleaje ............................................................98
Aprovechamiento de la energía de las olas como recurso renovable en Baja California ................ 100
Calibración automática y cuantificación de incertidumbre en modelos de propagación de oleaje .. 102
Comparación de potencia de oleaje simulado con observaciones para costas mexicanas ............ 104
iii

Configuración del modelo WaveWatch III para el cálculo del oleaje en mares mexicanos y regiones
definidas como laboratorios naturales para la evaluación de dispositivos convertidores de energía
........................................................................................................................................................... 106
Desarrollo de un dispositivo ceo para obtención de agua potable ................................................... 108
Desempeño del CEO-PSG en el laboratorio .................................................................................... 109
Evaluación de energía del oleaje con ADCP .................................................................................... 111
Evaluación del modelo de oleaje WaveWatch III, para las variables Hs, dirección y periodo ......... 112
Generador eléctrico magnetohidrodinámico para el aprovechamiento de la energía de oleaje ...... 114
Geometría óptima para el diseño de un convertidor de energía de tipo placa para condiciones de
oleaje de Manzanillo y Ensenada ..................................................................................................... 116
La influencia de los efectos tridimensionales en el rendimiento de los dispositivos de columna de
agua oscilante ................................................................................................................................... 117
La potencia del oleaje en el pacífico mexicano y su uso para la producción de energía eléctrica en
Baja California ................................................................................................................................... 119
Simulación numérica de un focalizador de energía del oleaje ......................................................... 121
Sistema mecánico para la generación eléctrica a partir de energía undimotriz por medio de un
sistema de boya concentrado a una plataforma fija ......................................................................... 123
Sitios potencialmente idóneos para el aprovechamiento de la energía undimotriz: una mirada desde
las condiciones geólogo-geomorfológicas veracruzanas ................................................................. 125
Validación del modelo numérico WaveWatch III en el Golfo de México y análisis de tendencia de la
potencia del oleaje en el sur de Tamaulipas ..................................................................................... 127
Variabilidad temporal y espacial del campo de oleaje en el laboratorio natural de bahía de todos
santos, Baja California, México ......................................................................................................... 129
Variaciones interanuales y multi-decadales en la energía undimotriz en México ............................ 131
5. Energía por gradiente salino
Atlas gradiente salino ........................................................................................................................ 133
Desarrollo de un sistema de electrodiálisis inversa y su caracterización para generación de
electricidad ........................................................................................................................................ 135
Efecto de la hidrodinámica en la generación de energía de una celda de red ................................ 136
Evaluación del potencial energético de un estuario de cuña de sal, río Jamapa, Veracruz ............ 138
Experimentación con un equipo de electrodiálisis inversa de 50 celdas para aprovechar la energía
del gradiente salino en México .......................................................................................................... 139
Optimización y caracterización de una celda de electrodiálisis inversa para la generación de energía
por medio de gradiente salino ........................................................................................................... 141
Presentación del catálogo de información sobre gradientes de salinidad y temperatura de sitios
costeros en México ........................................................................................................................... 143
6. Energía por gradiente térmico
Agrupación por K-Means para la locación de sitios potenciales de OTEC en las costas mexicanas y
su simulación termodinámica ............................................................................................................ 145
Análisis de condiciones oceanográficas, demarcación de áreas naturales protegidas y factores
geográficos en áreas con potencial para explotar el recurso por gradiente térmico en el pacífico
mexicano ........................................................................................................................................... 147
Análisis del funcionamiento del prototipo de planta OTEC .............................................................. 148
iv

Análisis, selección e implementación de la turbina de un turbocompresor para su acoplamiento en el
prototipo de planta OTEC-CC-MX-1kWe .......................................................................................... 150
Criterios para la selección de sitios óptimos para el despliegue de plantas de conversión de energía
térmica océano (OTEC) en México ................................................................................................... 152
Diseño de una planta OTEC-CA para la producción de agua desalinizada y electricidad a través del
aprovechamiento del gradiente térmico de las aguas termales y superficiales del mar en Los Cabos,
B. C. S. .............................................................................................................................................. 154
Estimación de agua potable, por medio del sistema OTEC, para su aprovechamiento en algunas
comunidades del océano pacífico mexicano .................................................................................... 156
Estudio de viabilidad de un sistema de energía oceánica por gradiente térmico asistido con
tecnología termosolar (SOTEC) en las costas del noroeste de México ........................................... 158
Exploración de recursos geotérmicos costeros ................................................................................ 160
Modelo estadístico para la estimación de la temperatura en subsuperficie del mar caribe mexicano
........................................................................................................................................................... 162
Simulación de un sistema SWAC en la península de Baja California Aur ....................................... 164
Simulación numérica del evaporador para el prototipo de planta OTEC de 1kWe para el mar caribe
mexicano usando el programa Ansys Fluent .................................................................................... 166
7. Integración a la red eléctrica y almacenamiento
Análisis de redes eléctricas considerando integración de generación de energía mediante el
mecanismo PRO ............................................................................................................................... 169
Aplicación del convertidor matricial para la integración de la energía producida por gradiente salino
........................................................................................................................................................... 171
Desarrollo de un concentrador de datos eléctricos con software libre para microrredes híbridas .. 173
Diseño de un parque de turbinas marinas y su interconexión a la red eléctrica .............................. 175
Diseño y construcción a escala de una planta de generación eléctrica a partir de energía marina,
unidades de almacenamiento y su integración en micro redes ........................................................ 177
Estudio de confiabilidad para un sistema eléctrico marino interconectado ...................................... 179
Evaluación de la factibilidad técnico de fotovoltaicos como opción energética para Baja California
Sur, apoyado con software TRNSYS 17 ........................................................................................... 181
Influencia del almacenamiento de energía en sistemas renovables marinos .................................. 183
Instalación de plantas de energías renovables marinas: caso 1, la Isla de Cozumel ...................... 185
Interfaz gráfica IOT en tiempo real DGTIC ....................................................................................... 187
PMSGS and DFIGS wind farms equivalent model constrained to grid code for load flow studies .. 189
8. Materiales
Análisis del proceso de nitruración por plasma electrolítico a través de las técnicas QFD y ciclo de
vida simplificado ................................................................................................................................ 190
Desarrollo de celdas fotoelectroquímicas de alta conversión .......................................................... 194
Desarrollo de recubrimientos acrílicos anticorrosivos nanoestructurados con dióxido de silicio
modificado ......................................................................................................................................... 195
Desarrollo de recubrimientos cermet por proyección térmica de alta velocidad para su uso en
energía del océano ............................................................................................................................ 197
Desarrollo de una plataforma de sensado de CNT-SPE basado en síntesis de nanopartículas de oro
usando Sargassum sp. ...................................................................................................................... 199
v

Desempeño de electrodos de acero iNOX 304 modificados en electrólisis alcalina ....................... 201
Difusión de cloruros del ambiente marino en el concreto ................................................................. 203
Estudio de impedancia electroquímica (EIS) de sistemas multicapa de recubrimientos acrílicos
nanocompuestos ............................................................................................................................... 204
Estudio de la resistencia a la corrosión por picadura y al desgaste del acero AISI 316l nitrurado con
pastas ................................................................................................................................................ 206
Estudio de remoción de contaminantes acuosos en membranas poliméricas reforzadas con
Sargassum ........................................................................................................................................ 208
Formulación y evaluación de lubricantes ambientalmente aceptables (EAL) a base de aceite de
ricino para aplicaciones marítimas .................................................................................................... 209
Incremento de la resistencia a la corrosión general y localizada del acero inoxidable AISI 304 por
electrodisolución selectiva usando solventes ecológicos ................................................................. 211
Proceso de fabricación de un álabe de turbina hidrocinética de material compuesto reforzado con
fibras mediante moldeo por transferencia de resina ......................................................................... 213
9. Otras fuentes de energía marina
Análisis computacional de una subestructura flotante para eólica offshore..................................... 216
Avances de la energía mareomotriz y eólica marina en Colombia .................................................. 218
Caracterización del potencial eólico marino en la Península de Yucatán ........................................ 220
Desarrollo de una aplicación para estimar el potencial energético de oleaje y viento: APPMAR 1.0
........................................................................................................................................................... 222
Energía eólica costa fuera en México ............................................................................................... 224
Estabilidad de plataforma semisubmergible costa fuera para turbinas eólicas ............................... 225
Evaluación de clima marítimo y condiciones hidrodinámicas para ubicación de infraestructura
offshore en el departamento del atlántico ......................................................................................... 227
Flotabilidad de una turbina eólica marina con plataforma tipo DeepCWind .................................... 229
Prospección de energía eólica para su uso en zonas costeras en pequeña y gran escala: caso
Puerto Progreso ................................................................................................................................ 231
vi

1. AMBIENTE Y
SOCIEDAD

ALTERACIÓN DE LOS PATRONES DE DISPERSIÓN DE ESTADIOS
LARVARIOS DE ORGANISMOS DEL ZOOPLANCTON POR LA INFLUENCIA
DE CAMPOS DE HIDROGENERADORES EN EL NORTE DEL CANAL DE
COZUMEL
Diana Berriel-Bueno 1 , Ismael Mariño-Tapia 2 y Miguel Cahuich 1
1
Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, dianaberriel@gmail.com, miguel_ch@hotmail.com
2
Escuela Nacional de Estudios Superiores, Mérida, Universidad Nacional Autónoma de México, imarino@enesmerida.unam.mx
Introducción
Para la mayoría de las especies costeras que son
sésiles el estadio larval es la fase crucial para su
dispersión ya que la conectividad y distribución de
las poblaciones (Cowen y Sponaugle, 2009;
Garavelli et al., 2018) depende de diversos
mecanismos involucrados, que son necesarios
conocer para la explotación adecuada de los
recursos marinos (Cowen et al., 2007). La región
norte del Caribe alberga gran biodiversidad marina
(Kramer y Kramer, 2002) y por sus características
oceanográficas, es altamente dinámica debido a la
presencia de giros y remolinos de mesoescala que
tienen un impacto significativo en la dirección y
fuerza de la corriente, influenciando la dispersión de
organismos planctónicos (Carrillo et al, 2017).
Asimismo, la región ha sido considerada para la
extracción de energía proveniente de las corrientes
como una fuente alternativa de energía limpia ya que
pueden ser predecidas y su comportamiento es
regular (Uihlein y Magagna, 2016). En el caso la
corriente de Yucatán, en la región del canal de
Cozumel, se han registrado velocidades promedio
de 1.5 m/s; resultando útil para la extracción de
energía (Chávez et al., 2003; López-González et al.,
2011). Sin embargo, el desarrollo de tecnologías
para el aprovechamiento de energía supone un
impacto ecológico inherente. En el caso de la
energía por corrientes, se ha señalado que la
introducción de campos de turbinas puede generar
interferencia en los patrones de movimiento y
migración de los organismos y en el transporte y
deposición de sedimento viéndose afectados los
hábitats de comunidades bentónicas debido a las
alteraciones en la dirección y fuerza de las corrientes
marinas. En este sentido, la implementación de
campos de hidrogeneradores podría comprometer
los patrones de distribución normal de especies de
interés para la región (corales, caracol rosado,
langosta espinosa, entre otros) viéndose afectados
los sectores turístico y pesquero, así como, la
riqueza biológica. El presente tiene por objetivo
evaluar la alteración de los patrones de dispersión
de estadios larvarios de langosta espinosa
(Panulirus argus), caracol rosado (Lobatus gigas) y
corales escleractinios provocada por campos de
hidrogeneradores en la región noroeste de la Isla de
Cozumel, mediante la implementación del modelo
ICHTHYOP.
Metodología
El modelo ICHTHYOP, es una herramienta libre de
Java que permite estudiar el efecto de los factores
físicos y biológicos en la dinámica de larvas y huevos
de peces (Lett et al, 2008). El modelo utiliza como
entrada series de tiempo de campos de velocidad,
temperatura y salinidad archivados de modelos
oceánicos como ROMS, MARS; NEMO y
SYMPHONIE. Para el presente se empleó la
configuración de MARS empleando las salidas del
producto HYCOM + NCODA Gulf of Mexico 1/25°
Analysis (GOMl0.04/expt_31.0) con una resolución
de 1/25°. La influencia del campo de
hidrogeneradores fue simulada reduciendo en 20%
la magnitud de la velocidad de la corriente en la
isóbata de 50 m. Como características generales de
las simulaciones, se empleó un paso de tiempo de
100 s y se utilizó el método “Euler forward” para la
advección de las partículas. Las simulaciones se
realizaron durante 5 años (2009-2013) tomando en
cuenta dos escenarios para la dispersión: con y sin
la influencia de hidrogeneradores. Para cada grupo
de organismos se asignaron características de
liberación específicas relacionadas a su ciclo
reproductivo.
2

Corales
Los sitios de liberación comprenden el suroeste de
la Isla de Cozumel y Arrecife Barracuda (Figura 1).
Se establecieron 6 temporadas de desove
(liberación de partículas) de acuerdo con lo descrito
por Jordan (2018) para corales escleractinios en el
Caribe. Las temporadas fueron mayo-septiembre,
junio-noviembre, julio-septiembre, julio-octubre,
agosto-octubre y agosto-noviembre. En cada
temporada se establecieron episodios de desove
específicos de acuerdo con lo descrito en la
literatura. Se advectaron 2000 partículas por cada
episodio de desove para cada temporada y se
mantuvieron en el dominio de simulación por 30
días.
Langosta espinosa
Se seleccionaron 5 sitios de liberación, 4 en la costa
de Quintana Roo y 1 en laguna Chankanaab,
Cozumel (Figura 1). Se advectaron 1000 partículas
con una frecuencia de 6 horas durante los meses de
marzo-abril y septiembre-octubre (temporada pico
de desove) con un tiempo de simulación de 150 días.
Caracol rosado
La liberación consistió en 2 sitios, uno ubicado en la
región de arenales al norte de la Isla de Cozumel y
otro en Laguna Chankanaab (Figura 1). En cada sitio
se establecieron 6 parches distribuidos al azar de los
cuales se liberaron 1000 partículas cada 6 h durante
el mes de septiembre. La advección de las partículas
tuvo una duración de 30 días de simulación.
Figura 1. Ubicación de sitios de liberación de larvas para cada
grupo de organismos.
Resultados
Como resultados preliminares no se observó
alteración alguna debido a la influencia de campos
de hidrogeneradores en el patrón de dispersión de
partículas para ninguna de las especies estudiadas.
Sin embargo, entre años se pueden observar
pequeñas diferencias respecto a los sitios en costa
que alcanza la nube de partículas.
Referencias
Carrillo, L., J.T., Lamkin, E.M., Johns, L., Vásquez-
Yeomans, F., Sosa-Cordero, E., Malca, R.H.,
Smithc, T., Gerard. (2017). Linking oceanographic
processes and marine resources in the western
Caribbean Sea Large Marine Ecosystem Subarea.
Environmental Development, 22: 84–96.
Chávez, G., Candela, J., Ochoa, J. (2003).
Subinertial flows and transports in Cozumel
Channel. Journal of Geophysical Research,
108(C2): 3037.
Cowen, R.K & Sponaugle, S. (2009). Larval
Dispersal and Marine Population Connectivity.
Annual review of marine science. 1: 443-66.
Cowen, R.K., Gawarkiewicz, G., Pineda, J.,
Thorrold, S.R., Werner, F. (2007). Population
Connectivity in Marine Systems An Overview.
Oceanography, 20(3): 14-21.
Garavelli, L., White, J., Chollett, W., Chérubin, I.,
Marcel, L. (2018). Population models reveal
unexpected patterns of local persistence despite
widespread larval dispersal in a highly exploited
species. Conservation Letters, 11: 1-8.
Jordan, A. (2018). Patterns in Caribbean Coral
Spawning. Master Dissertation. Nova Southeastern
University, Florida, US. 101 p.
Kramer, P.A. y Kramer, P.R. (2002) Ecoregional
Conservation Planning for the Mesoamerican
Caribbean Reef. Technical Report. Washington, DC:
World Wildlife Fund. 140 p.
López-González, J., Silva-Casarín, R., Mendoza-
Baldwin, E.G. (2011). Aprovechamiento de la
energía de las corrientes con el Hidrogenerador
IMPULSA. Tecnología y ciencias del agua, 2(4): 97-
110.
Uihlein, A. y Magagna, D. (2016). Wave and tidal
current energy – A review of the current state of
research beyond technology. Renewable and
Sustainable Energy Reviews, 58: 1070-108.
3

ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE ENERGÍA DEL OCÉANO GENERADA POR
DIFERENTES SISTEMAS TECNOLÓGICOS
Leonor Patricia Güereca 1 , María Guadalupe Paredes 2 , Sergio Zamorano 1 y María del Rosario León Lira 1
1
Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, LGuerecaH@iingen.unam.mx,
szamoranog@iingen.unam.mx, MLeonL@iingen.unam.mx
2
Departamento de Diseño Industrial, Dirección de Investigación, Universidad de Monterrey, maria.paredesf@udem.edu
Introducción
Los combustibles fósiles han sido las principales
fuentes de energía a nivel mundial, generando un el
81.2 & de la energía producida, lo cual ha contribuido
con más de 33,000 millones de toneladas de dióxido
de carbono (CO 2) anuales.
Se espera que la demanda de energía mundial
crezca un 37 & para el año 2040 (WEC, 2014),
debido al crecimiento exponencial de la población
mundial y al estilo de vida que actualmente se tiene
con el desarrollo tecnológico. Sin embargo, las
reservas de combustibles fósiles son limitadas y su
uso a gran escala contribuye significativamente al
Cambio Climático (CC), por la emisión de gases de
efecto invernadero (GEI) (Coxtinica A, 2015).
Uno de los más grandes desafíos de este siglo es
encontrar una fuente de energía alternativa a los
combustibles fósiles, la cual debe ser de bajo costo,
de menor impacto ambiental y de alta disponibilidad
para las demandas actuales. Ante esto, la energía
del océano ha tenido un incremento considerable en
su investigación, desarrollo e implementación a nivel
mundial.
La Agencia Internacional de Energía, estimó que la
energía producida por las corrientes del océano
podría eventualmente proveer alrededor del 10 & de
la demanda eléctrica mundial actual (Brooke J,
2003), pero es necesario evaluar sus potenciales
impactos ambientales de una forma holística,
considerando todas sus fases y todos los
potenciales impactos ambientales que pueda
generar, para mitigar y prevenir, desde las etapas de
diseño e investigación, sus potenciales impactos
ambientales.
Lo anterior se puede lograr mediante el enfoque de
Análisis de Ciclo de Vida (ACV) (ISO, 2006), que
consiste en modelar los impactos ambientales
asociados a todas las entradas y todas las salidas
de cada una de las etapas del sistema de estudio.
Por lo anterior, el objetivo de este trabajo es
desarrollar un ACV comparativo de la energía del
océano, generada a partir de 5 sistemas
tecnológicos: 1) gradiente térmico, 2) gradiente
salino, 3) corrientes, 4) undimotriz y 5) eólica offshore.
Metodología
Se definieron los 5 sistemas tecnológicos de
generación de energía, considerando en cada caso
las etapas de Extracción de materias primas,
Construcción, Generación y Disposición final (Figura
1).
Figura 1. Etapas de ciclo de vida consideradas.
Para cada sistema se generó el Inventario de Ciclo
de Vida a partir de datos proporcionados por
investigadores del proyecto CEMIE Océano y las
carencias de datos se completaron con datos de
literatura científica.
La modelación de los impactos se llevó a cabo con
el método ReCiPe y con el apoyo del software GaBi
y la base de datos Ecoinvent. La Unidad Funcional
se definió como 1 kWh de energía generada.
4

Las categorías de impacto analizadas en este
trabajo son: Cambio Climático (kg CO2 eq),
Agotamiento de combustible (kg oil eq), Toxicidad
humana (kg 1,4-DB eq), Ecotoxicidad marina (kg
1,4-DB eq), Eutrofización marina (kg N eq),
Agotamiento de recursos minerales (kg Fe eq),
Agotamiento de ozono (kg CFC-11 eq), Formación
de materia partículada (kg PM10 eq) y Acidificación
terrestre (kg SO2 eq).
Resultados y discusión
En esta sección se presentan únicamente, los
resultados obtenidos para la categoría de Cambio
Climático (Figura 2). Aquí se observa que la
generación de energía por medio de la tecnología de
gradiente término genera más de 2 kg de CO2 eq/
kWh, mientras que el resto de los sistemas producen
cantidades menores a 0.35 kg de CO2 eq / kWh.
Esto se debe a la utilización del refrigerante dentro
del sistema de gradiente térmico, que en este caso
consideró el uso de amoniaco, cuya fabricación
implica una importante generación de emisiones
GEI.
Figura 2. Impactos en cambio climático.
Las tecnologías de gradiente salino, corrientes
oceánicas, undimotriz y eólica off-shore muestran un
menor impacto en cambio climático, que la
producción de energía convencional, considerando
el Mix energético de México (Figura 2).
Conclusiones
A partir de los resultados obtenidos en este estudio,
se puede mencionar que la generación de energía a
partir de gradiente térmico generó el mayor impacto
en cambio climático, debido al uso del refrigerante.
En este sentido, se recomienda analizar
refrigerantes alternativos, con menor huella de
carbono y establecer estrategias, desde el diseño,
que minimicen las potenciales fugas del sistema.
Es importante mencionar que, en la mayoría de los
casos, los datos utilizados provienen de estudios en
fase de investigación, por lo cual es importante ir
actualizando los resultados conforme se cuenta con
avances científicos, prototipos y instalaciones a nivel
comercial.
Salvo la energía de gradiente salino, todas las
energías analizadas, generan menores impactos en
cambio climático que la energía convencional
producida por el mix energético mexicano.
Referencias
WEC (World Energy Council). (2014). Energy
Efficiency indicators. Disponible en: https://wecindicators.enerdata.net/household-electricityuse.html
Coxtinica A. (2015). La generación de energía
eléctrica por fuentes renovables y su uso en México.
UNAM. México. http://www.ptolomeo.unam.mx:
8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/6715/
Tesis.pdf?sequence=1
Brooke J. (2003). Wave energy conversion. Elsevier
Science, 6(1): 1-7.
ISO 14040 (2006). ISO 14040, Environmental
management — Life cycle assessment — Principles
and framework, Instituto Mexicano de Normalización
y Certificación.
5

ANÁLISIS ESPACIAL PARA EL APROVECHAMIENTO SUSTENTABLE DE
ENERGÍA MARINA CONSIDERANDO LA DISTRIBUCIÓN POTENCIAL DE
ESPECIES COSTERAS
Gabriela Mendoza-González 1,2 , Frida Rebeca Castillo Infante 3 , Isabel Bello 3 , Lizbeth Márquez Pérez 3 , Octavio
Ávalos 3 , Edith Calixto 3 y Oswaldo Téllez 4 .
1
CONACYT – UMDI-Sisal, Facultad de Ciencias, UNAM, gabriela.mendoza@ciencias.unam.mx
2
Laboratorio Nacional de Resiliencia Costera, Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología
3
UMDI-Sisal, Facultad de Ciencias, UNAM, castillofrida20@gmail.com,isabo2911@gmail.com, lizbmarq@gmail.com,
l.octavio@ciencias.unam.mx, edithcalixto@gmail.com
4
Facultad de Estudios Superiores Iztacala, UNAM, tellez@unam.mx
Introducción
Las energías renovables provenientes del océano
representan una fuente potencial e innovadora de
gran importancia para reducir el consumo de
combustibles fósiles y al mismo tiempo, gracias a su
magnitud e ilimitado alcance, tienen la capacidad de
satisfacer las demandas de energía de las
poblaciones ya que se encuentran a lo largo de
todas las latitudes (Huckerby, 2011; Calero
Mendoza & Viteri Rivera, 2015; Alcérreca-Huerta et
al., 2019). Se asume que éstas energías son una
opción para el abastecimiento de energía eléctrica
con menor impacto ambiental, gracias a su baja o
nula emisión de gases de efecto invernadero (Pérez
et al., 2017). Sin embargo, esto no las inhibe de
generar impactos sociales, económicos y
ambientales.
Los océanos son espacios en los que converge una
gran diversidad de actividades económicas (como
turismo, pesca, transporte, etc.) que debido a la
ausencia de políticas marinas y procesos de
ordenamiento territorial en México, pueden propiciar
la generación de conflictos en los que estas
actividades tengan la necesidad de cambiar o
adaptarse a una nueva realidad (Aldana Mazorra &
Hernández-Zanuy, 2016).
Por su parte, los Sistemas de Información
Geográfica (SIG) son una herramienta útil para
realizar un diagnóstico integral que defina las
condiciones existentes o que se proyectan a futuro
en un sitio de interés. En el presente trabajo,
realizamos un análisis espacial en la costa del
Atlántico mexicano para identificar las áreas con
mayor viabilidad para el aprovechamiento de
energías provenientes del océano considerando los
posibles conflictos socioeconómicos y la diversidad
de los ecosistemas marinos costeros de la zona.
Métodos
El área de estudio comprende el litoral del Golfo de
México y el Mar Caribe, en donde se han identificado
algunas zonas potenciales de generación de
energía. Debido a la complejidad de la región
considerando una importante variedad de
condiciones climáticas, fisiográficas y tipo de suelo
uno de los objetivos del trabajo fue clasificar en
provincias geográficas cada región que permita
diferenciar sus características biofísicas. Asimismo,
se identificaron las áreas de protección dedicadas a
la conservación (Figura 1).
Figura 1. Provincias costeras. Golfo de México Norte (GMN),
II. Golfo de México Nor-Central (GMNC), III. Golfo de México
cinturón trans-volcánico (GMTVB), IV. Golfo de México
central (GCM), V. Golfo de México Los Tuxtlas (GMT), VI.
Golfo de México Sur-Central (GSCM), VII. Oeste de la
Peninsula de Yucatán (YPW), VIII. Nor-Caribe de la
6

Península de Yucatán (YPCN), IX. Sur-Caribe de la
Península de Yucatán (YPCS); y áreas de conservación
(Ramsar y ANPs).
Por otro lado, se obtuvieron registros de presencia
de especies costeras utilizando la base de datos del
Sistema Nacional de Información sobre
Biodiversidad (SNIB). También se han consultado y
ordenado diversas bases de datos oficiales abiertas,
sobre condiciones socioeconómicas del área de
interés. Esta información se ha capturado en un SIG,
obteniendo múltiples mapas digitales con
información biológica y socioeconómica para
intersectarla.
Resultados
Se han identificado y analizado 223 especies
costeras pertenecientes a 4 taxones diferentes de
las que 146 corresponden a plantas vasculares
(Figura 2) de las cuales tres están en peligro de
extinción, tres son especies amenazadas, una
vulnerable, y 20 que se encuentran en riesgo bajo o
preocupación menor. Asimismo, se han identificado
27 especies de aves costeras, de las cuales tres
están en alguna categoría de protección. En cuanto
a invertebrados se han identificado 31 especies de
importancia comercial de las cuales dos se
encuentran en riesgo bajo y preocupación menor.
Figura 2. Registros de presencia de especies.
Con respecto a los análisis espaciales de
diagnóstico socio-ambiental se calcula que entre los
municipios costeros con mayor necesidad
energética se encuentran en los estados costeros de
siendo los municipios costeros de Yucatán,
Campeche y Quintana Roo (INEGI, 2015).
Asimismo, se ha identificado un alto grado de
marginación en municipios costeros de Veracruz y
de la Península de Yucatán (CONAPO, 2015).
La intersección entre los diferentes resultados de la
investigación desde el contexto biológico resalta
diversas áreas con riqueza de especies y
necesidades energéticas significativas en la costa
atlántica mexicana. Esta información es de utilidad
para realizar análisis regionales a mayor
profundidad para áreas de interés. Esta información
es potencialmente interesante para vincular con
otras variables ambientales que permitan el
conocimiento del potencial energético oceánico en
sus diversas modalidades, lo cual contribuye al
conocimiento para la identificación de áreas
potenciales de instalación de plantas productoras de
energías oceánicas para minimizar los efectos en la
distribución y biodiversidad de especies costeras.
Referencias
Alcérreca-Huerta, J. C., Encarnacion, J. I., Ordoñez-
Sánchez, S., Callejas-Jiménez, M., Barroso, G. G.
D., Allmark, M., Mariño-Tapia, I., Silva Casarín, R.,
O’Doherty, T., Johnstone, C., & Carrillo, L. (2019).
Energy yield assessment from ocean currents in the
insular shelf of Cozumel Island. Journal of Marine
Science and Engineering, 7(5).
Aldana Mazorra, O., & Hernández-Zanuy, A. C.
(2016). La planificación espacial marina: marco
operativo para conservar la diversidad biológica
marina y promover el uso sostenible del potencial
económico de los recursos marinos. Adaptación
basada en Ecosistemas: alternativa para la gestión
sostenible de los recursos marinos y costeros del
Caribe, 109.
Calero, R., & Viteri, D. (2018). Energía Undimotriz,
alternativa para la producción de Energía Eléctrica
en la Provincia de Santa Elena.
Huckerby, J. (2011). An IEA OPEN Energy
Technology Bulletin Article Borthwick, A. G. L.
(2016). Marine Renewable Energy Seascape.
Engineering, 2(1): 69–78.
CONAPO (2015). Índice de marginación por entidad
federativa y municipio, 2015. Comisión Nacional de
Población.
7

BASES PARA LA EVALUACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES DE LAS
PLANTAS ELÉCTRICAS DE RENOVABLES MARINAS
Pamela Andrea Flores Balbuena, Edgar Mendoza y Rodolfo Silva Casarín
Instituto de Ingeniería UNAM, PFloresB@iingen.unam.mx, EMendozaB@iingen.unam.mx, RSilvaC@iingen.unam.mx
Resumen
De acuerdo con la Ley para el Aprovechamiento de
Energías Renovables y el Financiamiento de la
Transición Energética aprobada en 2008 y
actualizada en 2020, uno de los principales objetivos
a nivel energético es regular el aprovechamiento de
las energías renovables para generar electricidad y
reducir la dependencia a los hidrocarburos; así como
dar prioridad a proyectos de energías renovables
que busquen suministrar electricidad en
comunidades rurales que no cuenten con servicio
eléctrico; además de los compromisos climáticos
internacional (LAERFTE 2012, SEMARNAT, 2016,
DOF 2020).
Debido a esto, en los últimos años se ha puesto
especial interés en el desarrollo de tecnología para
aprovechar fuentes de energías limpias y
renovables, en este caso en particular, de la
conversión de energía procedente del océano. Sin
embargo, a pesar de los avances tecnológicos, aún
priva importante incertidumbre respecto de las
posibles consecuencias que tendrá, en los servicios
ecosistémicos y en los ecosistemas, ocupar área
marina con plantas eléctricas.
Es así que uno de los mayores retos que enfrenta el
aprovechamiento de energía oceánica es la
evaluación de los posibles impactos que pueden
generar los dispositivos en el ecosistema
circundante. La ocurrencia y magnitud de los
impactos, así como las implicaciones
socioeconómicas, difieren de acuerdo al tipo,
funcionamiento y extensión de cada dispositivo
(Bevelhimer et al. 2017; Dreyer et al. 2017; Fraser et
al. 2018; Piper et al. 2018; Uihlein & Magagna 2016;
Want et al. 2017).
Es por esto que la Evaluación de Impacto Ambiental
(EIA) es un proceso complejo que depende de la
comprensión del funcionamiento, resistencia y
resiliencia de los ecosistemas marinos y costeros,
así como de las presiones antropogénicas a la que
está sujeto dicho ecosistema (Uihlein & Magagna,
2016; Bevelhimer et al. 2017; Fraser et al. 2018).
A pesar de la importancia de las EIA, a nivel mundial
existen pocos estudios relacionados con las
interacciones e impactos entre dispositivos y el
medio en el que se encuentran (Mendoza et al.
2019). Es por esto que en este trabajo se pretende
presentar una base para la elaboración de EIA que
pueda ser usada como guía, de manera general,
para diferentes tipos de dispositivos.
Para lograr esto, se usará como base de
clasificación la propuesta por Mendoza et al. 2019,
en la cual los dispositivos se clasifican, no por el tipo
de energía oceánica utilizada, sino por su posición
del dispositivo en la columna de agua. Esta
clasificación nos resulta más útil ya que facilita la
agrupación de los dispositivos en solo 4 tipos:
Dispositivos flotantes, dispositivos sumergidos,
Dispositivos colocados sobre el fondo marino y
Dispositivos colocados en la costa.
También se elaborará una matriz de Leopold
modificada por Conesa (1997), considerando a las
variables como probabilísticas (Figura 1). En ésta se
identifican las interacciones que existen entre el
dispositivo y el medio, posicionadas en columnas;
para cada acción se consideraran todos los factores
ambientales que pueden ser afectados por dicha
acción, posicionadas en filas. Después de la
identificación de las acciones y sus impactos, se
realizará una evaluación de las más importantes.
8

Importancia del impacto
Irrelevantes < 13
Bajo 13 a 24
Moderado 25 a 50
Crítico > 50
Figura 1. Identificación y valoración de impactos ambientales
de las platas eléctricas de energías renovables marinas
basado en la Matriz de Leopold modificada por Conesa
(1997).
Referencias
Bevelhimer, M., Scherelis, C., Colby, J., Adonizio, M.
A. (2017). Hydroacoustic assessment of behavioral
responses by fish passing near an operating tidal
turbine in the East River, New York. Transactions of
the American Fisheries Society, 146(5): 1028-1042.
Diario oficial de la federación (2020).
https://www.dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5
585823&fecha=07/02/2020. Publicada el 2 de
febrero de 2020
LAERFTE (2012). Ley para el aprovechamiento de
energías renovables y el financiamiento de la
transición energética. https://www.cre.gob.mx/
documento/3870.pdf
Dreyer, S., Polis, H. J., Jenkins, L. D. (2017)
Changing Tides: Acceptability, support and
perception of tidal energy in the Unites States.
Energy Research & Social Science, 29: 72-83
Fraser, S., Williamson, B. J., Nikora, V., Scott, B.E.
(2018). Fish distributions in a tidal channel indicate
the behavioral impact of a marine renewable energy
installation. Energy Reports, 4: 65-69
Mendoza E., Lithgow, D., Flores, P., Felix, A., Simas,
T., Silva, R., (2019). A framework to evaluate the
environmental impact of OCEAN energy devices,
Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12:
440-449
Piper, A.T., Rosewarne, P.J., Wright, R.M., Kemp,
P.S. (2018). The impact of an Archimedes screw
hydropower turbine on fish migration in a lowland
river. Ecological Engineering, 118: 31-42
PROFEPA (2016). Ley general del equilibrio
ecológico y la protección al ambiente.
https://www.gob.mx/profepa/documentos/leygeneral-del-equilibrio-ecologico-y-la-proteccion-alambiente-63043
Uihlein, A., Magagna, D. (2016) Wave and tidal
current energy – A review of the current state of
research beyond technology. Comisión Europea,
Instituto de energía y trasporte. Revisión de energía
renovable y sostenible, 58: 1070-1081.
Want, A., Crawford, R., Kakkonen, J., Harris,
R.E., Porter, J.S. (2017) Biodiversity
characterization and hydrodynamic consequences of
marine fouling communities on marine renewable
energy infrastructure in the Orkney Islands
Archipelago, Scotland, UK. Biofouling The Journal of
Bioadhesion and Biofilm Research, 33(7): 567-57.
9

CEMIE-OCÉANO Y LA DIFUSIÓN DE LOS RESULTADOS
Jorge Gutiérrez Lara 1 , Rosa Elena Torres Celbán 2 y Gregorio Posada Vanegas 1
1
Instituto EPOMEX, Universidad Autónoma de Campeche, jagutier@uacam.mx, gposadav@uacam.mx
2
Instituto EPOMEX, CEMIE-Océano, Universidad Autónoma de Campeche, rtorresc@cemieoceano.mx
Resumen
La línea de Difusión y Prensa del proyecto CIEMIE-
Océano ha publicado 8 boletines de difusión,17
libros, 11 de los cuales pertenecen a la Colección
Energías Renovables del Océano y 6 relacionados
con la biodiversidad, igualmente ha sido
responsable de la página web del CEMIE y de las
redes sociales, donde se ha difundido actividades de
todas las líneas del proyecto
Con el objetivo de ser la memoria histórica del
proyecto, los 8 números del Boletín CEMIE-Océano,
presentan los diferentes avances de las líneas de
investigación, así como los resultados obtenidos en
las reuniones, congresos y visitas a la industria y
universidades en donde participaron miembros del
CEMIE-Océano. También, se publicaron artículos
cortos, notas interpretativas, ensayos técnicos con la
finalidad de promover no solo la difusión de
resultados de proyectos y estancias de
investigación, sino también la discusión e
intercambio de ideas entre estudiantes y
académicos. Posada G., 2019, Torres, R.E (2019,
2020),
La participación de más de 80 autores de más de 45
instituciones, hizo posible la publicación de los libros
del CEMIE-Océano, la cual supero las expectativas
originales, que eran la publicación de 7 libros. Sin
duda los libros de la Colección Energías Renovables
del Océano, forma ya parte de la literatura básica
para todos aquello personas interesadas en
energías provenientes del océano. Vale la pena
destacar la colección dentro de la colección, las
obras sobre el océano y el bioclima de México, que
en su conjunto integran un acervo muy importante
de información que será de gran utilidad en otras
aéreas del conocimiento. Como la cereza que
adorna el pastel quedan las obras sobre
Biodiversidad: mamíferos marinos de México, aves,
vertebrados y fitoplancton en aguas mexicanas, las
cuales han sido intensamente descargadas de la
página web.
Uno de nuestros principales esfuerzos de difusión se
dio a través de las 21 infografías, cuyo objetivo
principal es explicar, a todo aquel interesado en las
energías del océano, de una manera visualmente
sencilla la labor e importancia del proyecto CEMIE y
sus diferentes líneas y componentes, este trabajo
fue realizado conjuntamente con la línea de
Recursos Humanos del CEMIE-Océano.
El aumento de consultas en la página web se ha
incrementado para cada etapa del proyecto, en la
primera se tuvieron 757 visitas, en la séptima más
de 27,700, Tabla 1. Un incremento equivalente se ha
tenido en las redes sociales de Facebook
@cemieoceano y Twitter @CemieOceano, al pasar
de un alcance promedio de 331 a 25,493 para
Facebook entre las etapas 1 a 7, Tabla 2, y 58
seguidores a 473 para Twitter entre ambas etapas,
Tabla 3.
Tabla 1. Visitas Página web Etapa 1 (febrero–mayo 2017) y
etapa 7 (agosto 2020-enero 2021).
Etapa 1 7
Usuarios 288 5,734
Sesiones 455 8,905
Visitas 757 21,718
Tabla 2. Visitas Facebook, Etapa 1 (febrero–mayo 2017) y
etapa 7 (agosto 2020-enero 2021).
Etapa 1 7
Me Gusta 142 2091
Alcance Promedio 331 25,493
Amigos 137 1,479
Visitas Página - 3,329
Tabla 3. Visitas Twitter, Etapa 1 (febrero–mayo 2017) y etapa
7 (agosto 2020-enero 2021).
Etapa 1 7
Seguidores 58 473
Visitas Perfil - 665
Impresión a Tweets - 41,774
10

Todos los boletines, libros, infografías, enlaces a
artículos arbitrados y capítulos de libros que han sido
elaborados o difundidos por la línea de difusión,
divulgación y prensa del CEMIE-Océano se pueden
consultar en la página web
http://www.cemieoceano.mx/
Agradecemos enormemente el trabajo del comité
editorial, editores asociados, a los ilustradores
externos, al grupo de Procesos Costeros e
Hidrológicos del Instituto EPOMEX, sin ellos no
hubiera sido posible llevar acabo esta tarea.
A manera de conclusión es importante mencionar la
intención y compromiso de seguir publicando la
revista, así como libros tanto de la colección, como
de otros temas relacionados con el CEMIE-Océano
Referencias
Posada, G., (2019), 1er: Crucero oceanográfico
CEMIE-1, Del 26 de abril y 5 de mayo de 2019,
Boletín CEMIE-Océano, 3(1): 5-6.
Torres, R.E., Dzib, A., Posada, G., Vega B.E.,
(2019), Evaluación del impacto en la página web y
redes sociales del Crucero Oceanográfico CEMIE-1,
3(1): 13-16.
Torres, R.E, Cu, L., Posada, G., Chávez, V., (2020),
Reuniones Virtuales CEMIE-Océano, 4(1): 40-46.
11

CONDICIONES SOCIOECONÓMICAS Y NECESIDADES ENERGÉTICAS EN EL
GOLFO DE MÉXICO Y MAR CARIBE PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE
TECNOLOGÍAS DE ENERGÍA OCEÁNICA
Lizbeth Márquez Pérez 1 y Gabriela Mendoza-González 2, 3
1
UMDI-Sisal, Facultad de Ciencias, UNAM, lizbmarq@gmail.com
2
CONACYT – UMDI-Sisal, Facultad de Ciencias, UNAM, gabriela.mendoza@ciencias.unam.mx
3
Laboratorio Nacional de Resiliencia Costera, Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología
Introducción
La Energía Oceánica se considera como alternativa
para apoyar el desarrollo social en las costas de
México (Hernández et al., 2020). Al ser tecnologías
en vías de construcción (Mendoza et al., 2019), la
producción sostenible de energía oceánica requiere
de la identificación de áreas aptas para su
implementación (Borthwick, 2016; Castro et al.,
2019). Lo anterior se ha abordado desde el análisis
del impacto social y ambiental, de potencial
energético (Hernández et al., 2019) y, en menor
medida, de las necesidades energéticas y de las
condiciones socioeconómicas presentes
(Hernández et al., 2020).
Por su parte, el uso de Sistemas de Información
Geográfica (SIG) cobra relevancia en la
Planificación Espacial Costera y Marina, al ser una
herramienta útil para ordenar y comunicar, de forma
dinámica, información multivarible útil para la toma
de decisiones (Castro, 2019), como aquella relativa
a las necesidades energéticas en la costa atlántica.
El objetivo de este estudio es generar información
espacial sobre las necesidades energéticas en los
municipios de la costa atlántica mexicana y sus
condiciones socioeconómicas asociadas, que
contribuya a la identificación de áreas susceptibles a
la implementación de tecnologías de energía
oceánica.
Métodos
El estudio abarca 74 municipios en la costa atlántica
mexicana (Tabla 1), con salida al mar o a < de 10
Km de este (Figura 1). Se han consultado y
ordenado diversas bases de datos oficiales abiertas,
sobre condiciones socioeconómicas del área de
interés. Esta información se ha capturado en un SIG,
permitiendo la elaboración de múltiples mapas
digitales con información sobre las necesidades
energéticas (viviendas sin electricidad) y sobre las
condiciones socioeconómicas que reflejan la
vulnerabilidad de cada municipio (población
indígena, población sin escolaridad, población
desocupada, grado de marginación) en la costa
atlántica de México.
Tabla 1. Necesidades energéticas en la costa atlántica
mexicana. VSE = Viviendas habitadas sin electricidad.
Fuente: INEGI (2015).
Entidad Mun.
cost. (#)
Viviendas
total
VSE
total
VSE (
%)
Tampas. 7 403,299 4,268 1.05
Ver. 32 705,931 8,048 1.12
Tabla 6 461,277 1,700 0.36
Camp. 7 200,922 2,500 1.24
Yuc. 13 55,278 1,014 1.83
Q. Roo 9 431,266 4,904 1.13
Total 74 2,257,973 22,434 0.99
Figura 1. Porcentaje de viviendas sin electricidad en la costa
atlántica mexicana. Elaboración propia con datos de INEGI
(2015).
Resultados
Se calculan al menos 22,434 viviendas sin
electricidad en la costa atlántica mexicana (INEGI,
12

2015), siendo los municipios costeros de Yucatán,
Campeche y Quintana Roo aquellos con los
porcentajes más altos de necesidad energética
(Tabla 1). Se han identificado al menos 5 áreas en la
costa atlántica con porcentajes significativos de
viviendas sin electricidad, que coinciden en su
mayoría con condiciones de alta marginación social
(Figura 1). Estas áreas incluyen municipios como: 1)
Ozuluama de Mascareñas (8.21 %) y Tampico Alto
(5.17 %) al norte de Veracruz; 2) Isla Mujeres (6.04
%) y Lázaro Cárdenas (3.58 %) en Quintana Roo, y
Tizimin (3.38 %) en Yucatán; 3) Soto la Marina (3.88
%) en Tamaulipas; 4) Felipe Carrillo Puerto (3.52 %)
en Quintana Roo; y 5) Ángel R. Cabada (3.36 %) al
sur de Veracruz (Figura 1 y Tabla 2) (INEGI, 2015).
Destacan condiciones de alto grado de marginación
en los municipios costeros de Veracruz y de la
Península de Yucatán con los mayores porcentajes
de necesidad energética, excepto por el municipio
de Isla Mujeres en Quintana Roo donde se reporta
un bajo grado de marginación (Tabla 2) (CONAPO,
2015).
Tabla 2. Descripción de los municipios de la costa atlántica
con mayores porcentajes de Viviendas habitadas sin
electricidad (VSE). Fuente: INEGI (2015) y CONAPO (2015).
Mun. Entid. Viviend
as
total
VSE (
%)
Grdo.
Marg.
Ozuluama M. Ver. 6,811 8.21 Alto
Isla Mujeres Q.Roo. 5889 6.05 Bajo
Tampico Alto Ver. 3904 5.17 Alto
Soto La M. Tamps. 7870 3.88 Med.
Lázaro C. Q.Roo. 69.91 3.58 Alto
Felipe C.Pto. Q.Roo. 19504 3.52 Alto
Tizimín Yuc. 20296 3.38 Alto
Dzilam D. B. Yuc. 800 3.37 Med.
Ángel R. C. Ver. 10208 3.36 Med.
Tamalín Ver. 3262 3.31 Alto
Los resultados preliminares de la investigación
resaltan diversas áreas con necesidades
energéticas significativas en la costa atlántica
mexicana. La información espacial generada sienta
las bases para realizar análisis locales y multicriterio
más profundos en las áreas identificadas. Además,
esta información puede vincularse con otras
variables ambientales como el potencial energético
oceánico en sus diversas modalidades,
contribuyendo a la identificación de áreas
adecuadas y de interés socioeconómico, ambiental
y biológico, para la implementación de tecnologías
de este tipo de energía.
Referencias
Borthwick, A. G. L. (2016). Marine Renewable
Energy Seascape. Engineering, 2(1): 69–78.
Castro-Santos, L., Garcia, G. P., Simões, T., &
Estanqueiro, A. (2019). Planning of the installation of
offshore renewable energies: A GIS approach of the
Portuguese roadmap. Renewable Energy, 132:
1251–1262.
CONAPO (2015). Índice de marginación por entidad
federativa y municipio, 2015. Comisión Nacional de
Población.
Hernández-Fontes, J. V., Felix, A., Mendoza, E.,
Cueto, Y. R., & Silva, R. (2019). On the marine
energy resources of Mexico. Journal of Marine
Science and Engineering, 7(6):191.
Hernández-Fontes, J. V., Martínez, M. L.,
Wojtarowski, A., González-Mendoza, J. L.,
Landgrave, R., Silva, R. (2020). Is ocean energy an
alternative in developing regions? A case study in
Michoacan, Mexico. Journal of Cleaner Production,
266: 121984.
INEGI (2015). Tabulados de la Encuesta Intercensal
2015. Datos de Población, Viviendas, Etnicidad y
Educación por entidad federativa y municipios.
Instituto Nacional de Estadística y Geografía.
Mendoza, E., Lithgow, D., Flores, P., Felix, A.,
Simas, T., & Silva, R. (2019). A framework to
evaluate the environmental impact of OCEAN
energy devices. Renewable and Sustainable Energy
Reviews, 112: 440–449.
13

CLIMA COSTERO EN MÉXICO
Saúl Miranda Alonso, Jorge Humberto Bravo Méndez y Francisco Moreno Rodríguez
SPC-Ver, saul.malo@gmail.com, jh.herk@gmail.com, fco.moreno.rguez@gmail.com
Introducción
Se realiza un análisis de los datos de superficie
publicados por la National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) para Norte América durante
los últimos diez años, Figura 1. Se complementa el
trabajo con resultados de (Miranda et al., 2017),
Figura 2. Se pone especial atención a fenómenos
meteorológicos extremos que puedan dañar
infraestructura o ser cosechada su energía traducida
en oleaje.
Objetivo
El objetivo es encontrar patrones que se repiten bajo
ciertas condiciones atmosféricas y que puedan
coadyuvar en el pronóstico de eventos dañinos
principalmente en zonas costeras del noroeste de
México.
Figura 2. Análisis de los frentes fríos en el Golfo de México.
Se observa un comienzo tardío de la temporada de frentes
fríos para el Golfo de México.
Figura 1. Análisis de superficie de NOAA, 2018.
Referencias
Miranda Alonso, S., Bravo Méndez J. H., Moreno
Rodríguez, F. (2017). Resumen de las condiciones
meteorológicas predominantes en las costas
mexicanas y ocurrencia de eventos extremos.
Informe técnico CEMIE - Océano
14

DISTRIBUCIÓN ESPACIO-TEMPORAL DEL RORCUAL O BALLENA AZUL
EN FUNCIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS OCEANOGRÁFICAS
EN LA COSTA OCCIDENTAL DE LA PENÍNSULA DE BAJA CALIFORNIA
Celia Barcenilla 1 , Mario A. Pardo 2 , Gisela Heckel 3 y Diane Gendron 4
1
Posgrado en Ecología Marina, Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE),
celia@cicese.edu.mx
2
Laboratorio de Macroecología Marina, CONACYT–CICESE, Unidad La Paz, mpardo@cicese.mx
3
Departamento de Biología de la Conservación, CICESE, gheckel@cicese.mx
4
Laboratorio de Ecología de Cetáceos, Departamento de Pesquerías y Biología Marina, Centro Interdisciplinario de Ciencias
Marinas (CICIMAR-I.P.N.), dgendron@ipn.mx
Introducción
Debido al creciente interés en la investigación y
desarrollo de nuevas tecnologías para la generación
de energía con fuentes renovables frente a la
Península de Baja California (PBC), es fundamental
analizar su posible impacto sobre la distribución y
abundancia de mamíferos marinos, ya que éstos
actúan como especies centinela de los ecosistemas
(Moore, 2008), y así determinar las estrategias de
mitigación para el correcto manejo y conservación
de estos ecosistemas.
En el Pacífico nororiental se encuentran 26 de las 86
especies de cetáceos descritas (Heckel et al., 2018)
y es considerada una zona importante de
reproducción, alimentación y paso para grandes
misticetos migratorios, como el rorcual azul
(Balaenoptera musculus). El objetivo de este trabajo
es inferir la distribución espacio-temporal del rorcual
azul en la costa occidental de la PBC, mediante la
construcción de modelos estadísticos que describan
la relación de la densidad poblacional de la especie
con las características oceanográficas de su hábitat.
El rorcual azul, también conocido como ballena azul,
es una especie cosmopolita con altos
requerimientos energéticos, por lo que necesita
alimentarse durante su migración invernal al sur, a
diferencia de lo que ocurre con otras ballenas de
hábitos migratorios (Barlow et al., 2008). La
distribución de esta especie está altamente
determinada por su atracción a zonas de altas
densidades de eufáusidos (krill) predecibles,
sostenidas por regiones de afloramiento con alta
producción primaria estacional (Croll et al., 2005). En
la PBC, considerada una zona de transición entre
sus destinos estacionales, se encuentran tanto
cerca como lejos de la costa, principalmente entre
febrero y julio (Etnoyer et al., 2006). Sin embargo, se
han observado rorcuales azules en la costa
suroccidental de la península todo el año (Gendron,
2002). Aún no existe una estimación del número de
animales que utilizan la región, ni una descripción de
sus patrones espaciales y temporales.
Metodología
Se utilizaron registros de censos sistemáticos
aéreos y marítimos (1994 - 2005) en el área de
estudio por el CICIMAR-IPN y se realizaron vuelos
sistemáticos en un avión tipo CESSNA en la región,
desde la costa hasta 50 km mar adentro, durante las
distintas estaciones del año (2017 – 2020), para
construir una base de datos de esfuerzo de
muestreo y avistamientos.
Posteriormente, se utilizó el programa R para
conocer la distribución espacial y temporal de la
especie de acuerdo a las condiciones del hábitat,
utilizando como fuente variable de sensores
remotos. Como variables predictoras del hábitat se
exploró el uso de la distancia a la costa, batimetría,
temperatura superficial del mar y concentración
superficial de clorofila-a, entre otras. Éstas se
eligieron partiendo de mecanismos etiológicos
previamente reportados en la literatura.
Finalmente, se infirió la distribución espaciotemporal
a partir de los requerimientos tróficos y
comportamentales de la especie a diferentes
escalas de tiempo y espacio y se construyeron
modelos aditivos generalizados que describieran los
posibles escenarios de relación de la tasa de
encuentro de la especie con las características
oceanográficas del hábitat.
15

Resultados
Se realizaron un total de 36 muestreos entre los
años 1994 y 2020, donde hubo un total de 243
animales avistados en 162 observaciones (nmax=12),
tanto en zonas costeras como oceánicas (Figura 1).
n= 19
n= 186
n= 25 n= 13
Figura 1. Área de estudio en el Océano Pacífico, al oeste de
la Península de Baja California. Las líneas corresponden al
esfuerzo de muestreo y los puntos a los avistamientos, en
color rojo en avión y en color azul en barco.
En primavera se obtuvo el mayor número de
avistamientos distribuidos a lo largo de toda la
península. En invierno y verano los avistamientos
más antiguos muestran animales en la zona sur y
recientemente en la zona norte. En otoño continúa la
tendencia de localizarse en el sur de la península a
lo largo del tiempo.
Este trabajo sigue en proceso, está pendiente el
ajuste de modelos de distribución espacio‐temporal,
para proponer áreas potenciales de uso que deban
ser objeto de medidas de manejo.
Referencias
Barlow, J., Kahru, M., & Mitchell, B. G. (2008).
Cetacean biomass, prey consumption, and primary
production requirements in the California Current
ecosystem. Marine Ecology Progress Series, 371:
285–295.
Croll, D. A., Marinovic, B., Benson, S., Chavez, F. P.,
Black, N., Ternullo, R., & Tershy, B. R. (2005). From
wind to whales: trophic links in a coastal upwelling
system. Marine Ecology Progress Series, 289: 117-
130.
Etnoyer, P., Canny D., Mate B.R., Morgan L.E.,
Ortega-Ortiz J.G., Nichols W.J. (2006). Sea-surface
temperature gradients across blue whale and sea
turtle foraging trajectories off the Baja California
Peninsula, Mexico. Deep Sea Research Part II:
Topical Studies in Oceanography, 53: 340–358.
Gendron, D. (2002). Ecología poblacional de la
ballena azul, Balaenoptera musculus, de la
Península de Baja California. Tesis de doctorado.
CICESE. Ensenada, B.C. 112 p.
Heckel, G., M.G. Ruiz Mar, Y. Schramm y U. Gorter.
(2018). Atlas de Distribución y Abundancia de
Mamíferos Marinos en México. Universidad
Autónoma de Campeche. 186 p
Moore, S.E. (2008). Marine mammals as ecosystem
sentinels. Journal of Mammalogy, 89(3): 534–540.
16

EFECTO DEL VIENTO SOBRE EL ESTUARIO DEL RíO JAMAPA, VERACRUZ
Mark Marin Hernandez 1 , Gabriela Athié 1 , Cecilia Enriquez 2 , David Salas Monreal 1 y Rosario Sanay Gonzalez 1
1
Instituto de Ciencias Marinas y Pesquerías, U.V., markmarin@uv.mx, gathie@uv.mx, davsalas@uv.mx; rsanay@uv.mx
2 Escuela Nacional de Estudios Superiores/ FC-UMDI-Sisal, UNAM, cenriqz@ciencias.unam.mx.
Resumen
El estuario del río Jamapa, Veracruz en el suroeste
del Golfo de México, es un estuario de cuña salina,
posee un acho de ~80 metros y un promedio de 3 m.
de profundidad, cuenta con régimen mareal mixto
con dominancia diurna, presentando condiciones
micromareales < 1 m. y con una longitud de ~11 Km
de largo. Con el fin de analizar el efecto del viento
sobre la variabilidad de la cuña salina y en específico
de la salinidad, temperatura y el nivel del rio, se
analizaron datos provenientes de cuatro anclajes
CTDDivers localizados en los primeros 5 km del
estuario, colocados es su parte profunda, así como
datos de dirección y magnitud del viento de la
estación meteorológica del Instituto de Ciencias
Marinas y Pesquerías de la Universidad
Veracruzana. El río Jamapa tienen una descarga
media anual de 66 m 3 s -1 ; durante la temporada de
lluvias la media sube a 150 m 3 s -1 y en la temporada
de secas disminuye a 20 m 3 s -1 , estas variaciones
estacionales en la descarga del rio son el principal
forzamiento que afecta la intrusión del agua salada
en el estuario. Por otro lado, el viento en el área
también presenta una estacionalidad, teniendo que
durante primavera y verano son principalmente
vientos el este, y durante otoño e invierno son
principalmente de norte, los cuales encuentran
asociados a frentes fríos que generan vientos
intensos con velocidades > 15 m s -1 y duración entre
1 y 6 días, llamados “nortes”. Con el fin de observar
el efecto del viento, sobre el estuario, se filtraron las
series de tiempo de salinidad temperatura y nivel del
rio mediante el análisis harmonio de mareas
propuesto por Pawlowiicz (2002), con el fin de filtrar
las mareas sin desechar las altas frecuencias. Se
realizaron análisis espectrales y ondeletas
(wavelets) encontrando en los resultados
preliminares, que el viento y el nivel del río en los
cuatro anclajes presentan una señal con correlación
significante entre los 12 y 14 días durante la
temporada de nortes, esta señal también está
presente en la temperatura, pero con diferencias en
la amplitud entre los diferentes anclajes. La Figura 1
muestra un evento de norte (magnitud del viento) y
las series de nivel del rio, salinidad y temperatura, en
los cuatro CTDs a lo largo del estuario.
Figura 1. Series de tiempo de nivel del rio en los cuatro
anclajes y de la magnitud del viento, durante un evento de
norte.
Referencias
Pawlowicz, R., Beardsley, B., & Lentz, S. (2002).
Classical tidal harmonic analysis including error
estimates in MATLAB using T_TIDE. Computers &
Geosciences, 28(8): 929-937.
Perales-Valdivia, H., Sanay-González, R., & Valle-
Levinson, A. (2018). Effects of tides, wind and river
discharge on the salt intrusion in a microtidal tropical
estuary. Regional Studies in Marine Science, 24:
400-410.
17

ESTADÍSTICA DE FRENTES FRÍOS EN MARES MEXICANOS
Jorge Humberto Bravo Méndez y Saúl Miranda Alonso
Secretaría de Protección Civil del Estado de Veracruz, jh.herk@gmail.com, saul.malo@gmail.com
Resumen
La República Mexicana, incluyendo el Golfo de
México, mar Caribe, Golfo de California y costa
noroeste de México, se ve afectada por el paso de
Frentes durante gran parte del año, de agosto a
mayo la mayor frecuencia y potencia.
Son tres los efectos característicos asociados al
paso de un Frente Frío (FF) y la masa de aire (MA)
que les da impulso, 1) precipitación, generada por
las nubes convectivas y/o estratiformes a lo largo de
la zona frontal, 2) temperaturas bajas, provocado por
las características de la MA que impulsa al FF y 3)
Viento intenso, principalmente de componente norte,
generado por el desplazamiento de la MA que da
impulso al FF.
Una estadística del paso de estos sistemas de
escala sinóptica favorece una evaluación rápida del
periodo de tiempo en el cual los frentes pudieran
tener una mayor ocurrencia.
De estos tres efectos, el de interés particular para
este trabajo es el viento, principal generador de
oleaje, y ambos probables, fuente de energía
renovable.
Metodología
Para llevar a cabo el análisis de los frentes que
atraviesan las costas tanto de la cuenca del Océano
Atlántico como del Océano Pacifico, se utiliza como
base de datos los boletines de superficie codificados
del Centro de Predicción del Tiempo (WPC, por sus
siglas en inglés) desde mediados de 2000 a
diciembre de 2020.
Estos boletines tienen la posición de los centros de
altas y bajas presiones, y la extensión de los
distintos frentes y otros sistemas pequeños como
vaguadas o líneas de turbonada.
Para este reporte, el dato de interés es la extensión
de los distintos frentes, con lo cual se puede
identificar por donde se desplazaron.
Zona de estudio
Golfo de México (GM) y Mar Caribe(MC) mexicano y
también Golfo de California y Océano Pacífico
mexicano.
Resultados
Basados en la estadística del paso de FF, se
identificaron periodos donde el paso de los FF pudo
provocar vientos fuertes de norte y en base a datos
de reanálisis, se generaron mapas de intensidad de
viento para ese periodo.
Figura 1. Promedio de viento en el periodo 23/02/2016 19:30
a 25/02/2016 13:38.
18

EVALUACIÓN AMBIENTAL DE LOS IMPACTOS POTENCIALES DEL
APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA DEL GRADIENTE SALINO
Etzaguery Marin-Coria 1 , Rodolfo Silva 1 y M. Luisa Martínez 2
1
Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, janeth.marin.coria@gmail.com, RSilvaC@iingen.unam.mx
2
INECOL, marisa.martinez@inecol.mx
Resumen
A medida que disminuye el suministro de
combustibles fósiles, la oportunidad de cambiar a
fuentes de energía renovables podría poner fin a
algunos de los impactos ambientales negativos
observados desde la primera revolución industrial
(Zhao et al., 2012; Mendoza et al., 2019). Los
océanos son una fuente importante de energías
renovables. Entre ellas, la energía química conocida
como Energía del Gradiente salino (SGE) o
Potencial del Gradiente Salino (SGP), la cual está
disponible en zonas costeras donde coinciden dos
flujos de agua de diferente contenido salino, por
ejemplo, donde un río se encuentra con el mar (Jia
et al., 2014; Álvarez-Silva et al., 2016). Al controlar
esta mezcla y capturar la energía antes de que se
libere, se puede producir electricidad sin emisiones
de gases de efecto invernadero. Los métodos más
avanzados para producir este tipo de energía son la
electrodiálisis inversa (RED) y la ósmosis retardada
por presión (PRO), los cuales ya han sido probados
fuera del laboratorio. Teniendo en cuenta algunas
restricciones ambientales, y contando únicamente
las desembocaduras de los ríos donde este tipo de
planta de energía sería factible, la estimación es de
625 TWh, el 3% del consumo mundial (Álvarez-Silva
et al., 2016). Las soluciones de entrada para la
producción de energía, pueden ser de origen
natural, aunque también es posible emplear
sistemas híbridos que utilizan efluentes de origen
antrópico, como salmueras de plantas
desalinizadoras o el efluente de las plantas de
tratamiento de aguas residuales (Ahmad y Williams,
2009).
Aunque las tecnologías involucradas en la
conversión de la SGE se están desarrollando
rápidamente, pocos estudios se han centrado en
evaluar los posibles impactos ambientales,
principalmente porque no existen dispositivos
operando fuera del laboratorio. Los impactos de esta
energía renovable en sistemas naturales han sido
comparados con los de las plantas desalinizadoras
de agua de mar u otras plantas de energía
renovable. La mayoría de estudios hasta ahora,
mencionan los probables impactos al hábitat, la
vegetación local y la fauna asociada, la calidad del
agua, las propiedades del sedimento, los problemas
sociales relacionados con la pesca y los derechos de
navegación y las modificaciones hidrodinámicas
(cambios en los flujos y sus direcciones y zonas de
mezcla). Un estudio reciente (Seyfried et al., 2019)
resume algunos de los impactos potenciales
generales de la implementación de SGE utilizando
un esquema de tres fases (construcción, operación
y desmantelamiento). Sin embargo, las respuestas
de los sistemas que tienen potencial para la
generación de SGE, dependerán en parte del
análisis de los componentes bióticos y abióticos de
cada sistema en particular, del tamaño del
aprovechamiento y del sitio de instalación.
En este trabajo se abordan los posibles impactos
ambientales de una planta hipotética RED de 50 kW
instalada en la Laguna La Carbonera, Yucatán,
México, a partir de una Evaluación de Impacto
Ambiental (EIA). El soporte teórico se basó en una
revisión de la literatura y el análisis de los
componentes involucrados en las tecnologías PRO
y RED. El estudio se realizó bajo un esquema de tres
etapas (construcción, operación y
desmantelamiento) para lo cual se determinaron los
Factores de Estrés que pueden impulsar cambios en
los elementos ambientales (Receptores). A su vez,
se evaluaron las posibles modificaciones a la
dinámica del ecosistema (Respuestas) (Boehlert y
Gill, 2010). De acuerdo al análisis realizado, al ser
una planta de energía a pequeña escala, solo se
esperan algunos impactos locales temporales. Los
factores más preocupantes son el cambio en el
volumen de agua en la laguna y la disposición del
efluente final. Este estudio muestra que una planta
19

SGE bien diseñada puede tener un bajo impacto
ambiental y también ser beneficiosa para el
ecoturismo local y la conservación del ecosistema,
al tiempo que contribuye a un suministro de energía
limpia y renovable. Aunado a que la misma planta en
otra ubicación del mismo sistema podría provocar
grandes modificaciones en los caudales y tiempos
de residencia del agua de la laguna costera,
causando un gran daño al ambiente biótico y
abiótico. Por tanto, la aplicación de una EIA que
cubra no sólo las características bióticas y abióticas
del ecosistema en un momento dado, sino también
el análisis de las variaciones espacio-temporales en
las características del sitio, podrá ayudar a que
muchos de los impactos negativos se minimicen o se
eviten.
Referencias
Ahmad, M.; Williams, P. Application of salinity
gradient power for brines disposal and energy
utilisation. (2009). Desalination and Water Treatment
10:220-228.
Alvarez-Silva, O.A.; Osorio, A.F.; Winter, C. Practical
global salinity gradient energy potential. (2016).
Renewable and Sustainable Energy
Reviews.60:1387-1395,
Boehlert, G.; Gill, A. (2010). Environmental and
Ecological Effects of Ocean Renewable Energy
Development: A Current Synthesis. Oceanography.
23:68-81.
Jia, Z.; Wang, B.; Song, S.; Fan, Y. (2014) Blue
energy: Current technologies for sustainable power
generation from water salinity gradient. Renewable
and Sustainable Energy Reviews. 31:91-100.
Mendoza, E.; Lithgow, D.; Flores, P.; Felix, A.;
Simas, T.; Silva, R. (2019). A framework to evaluate
the environmental impact of OCEAN energy devices.
Renewable and Sustainable Energy
Reviews.112:440-449,
Seyfried, C.; Palko, H.; Dubbs, L. (2019). Potential
local environmental impacts of salinity gradient
energy: A review. Renewable and Sustainable
Energy Reviews. 102:111-120,
Zhao, S.; Zou, L.; Tang, C.Y.; Mulcahy, D. (2012).
Recent developments in forward osmosis:
Opportunities and challenges. Journal of Membrane
Science. 396:1-21.
20

EVALUACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES IDENTIFICADOS PARA UNA
PLANTA DE ENERGÍA POR MEDIO DE CORRIENTES MARÍTIMAS.
María Carmen Espinosa Espinosa 1 y Efraín Mateos Farfán 2
1
Programa de Doctorado en Ingeniería Civil Campus Morelos IMTA, Universidad Nacional Autónoma de México,
maria.espinosa@posgrado.imta.edu.mx
2
Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, emateos@posgrado.imta.edu.mx
Señalamiento de tendencias del desarrollo y
deterioro
La caracterización del medio en sus elementos
bióticos y abióticos, describiendo y analizando, en
forma integral, los componentes del sistema
ambiental del sitio donde se establecerá el proyecto,
todo ello con el objeto de hacer una correcta
identificación de sus condiciones ambientales y de
las principales tendencias de desarrollo y/o
deterioro.
La identificación de los impactos al ambiente
derivados del desarrollo del proyecto o actividad está
condicionada por tres situaciones: la ausencia de un
adecuado conocimiento de la respuesta de muchos
componentes del ecosistema y medio social frente a
una acción determinada, la carencia de información
detallada sobre algunos componentes del proyecto
que pueden ser fundamentales desde un punto de
vista ambiental y, por último, el hecho de que, en
muchas ocasiones, en la obra se presentan
desviaciones respecto al proyecto original que no
pueden ser tomadas en cuenta a la hora de realizar
el Estudio de Impacto Ambiental. Todos ellos
contribuyen a que la identificación de los impactos
presente cierta dosis de incertidumbre, cuya
magnitud resulta difícil de evaluar (SEMARNAT,
2002)
Metodología para identificar y evaluar los
impactos ambientales: Indicadores de impacto
Los indicadores ambientales son aquellos que
evalúan el estado y la evolución de determinados
factores ambientales como pueden ser el agua, el
aire, el suelo, entre otros.
Algunos indicadores ambientales expresan
simplemente parámetros puntuales, otros pueden
obtenerse a partir de un conjunto de parámetros
relacionados por cálculos complejos. Para la
calificación y evaluación de los impactos
ambientales, se utilizó la matriz de Leopold
modificada.
La técnica consiste en interrelacionar las acciones
de la obra que pueden ocasionar impacto al
ambiente (columnas), con los diferentes factores
ambientales que pueden sufrir alguna alteración
(filas).
Evaluación de los impactos ambientales
identificados: Riesgo de colisión de animales
contra dispositivos estáticos y dinámicos
Con base en Copping et al. (2016), se puede definir
a un dispositivo estático a cualquier componente de
tecnología de energía marina que no se mueve,
como bases, líneas de anclaje, cables de poder,
anclas, y a cualquier componente sin movilización, y
un dispositivo dinámico es cualquier componente de
una tecnología de energía marina que oscila, rota, o
se moviliza de manera significativa, por ejemplo,
aspas rotativas de turbinas, entre otros. Además, se
menciona que los estudios se han enfocado en el
comportamiento de la fauna alrededor de las
turbinas, aunque estos estudios se han
obstaculizado por la falta de instrumentos y las
difíciles condiciones para la observación submarina
con herramientas acústicas y/u ópticas. También,
señala Zydlewski et al. (2016) que la fauna puede
ser atraída por los dispositivos como opciones de
alimento, refugio, curiosidad o porque no son
suficientemente fuertes para esquivar las corrientes
que pueden succionarlos alguna turbina.
Algunas investigaciones muestran que es poco
probable que las colisiones de peces con
dispositivos dinámicos resulten en heridas o
muertes, debido a la audición de estos generalmente
está bien desarrollada y permite a los peces detectar
el sonido en un amplio espectro de frecuencias, con
21

alta sensibilidad a bajas frecuencias. En
consecuencia, los hallazgos indican que es poco
probable que los individuos pequeños resulten
dañados por las turbinas de marea, mientras que los
peces grandes parecen correr un riesgo
considerable cuando ingresan a los fuertes flujos en
una ubicación de turbinas durante la noche (Hammar
et al., 2015; Zydlewski et al., 2016; Romero-Gómez
et al., 2014).
Riesgo para la fauna marina asociado al ruido
emitido por dispositivos submarinos
Tal como lo explica (Dubusschere et al., 2014) El
sonido generado por los dispositivos de obtención de
energía marina es considerado un impacto
ambiental que puede ser generado por el tráfico de
embarcaciones y es especialmente nocivo durante
las etapas de construcción, instalación, operación y
cierre requeridas. Los ruidos más altos y los niveles
disruptivos están asociados con la perforación y
clavado de pilotes (Copping et al., 2016).
Algunas de las inquietudes incluyen que los
animales marinos utilizan el sonido como
mecanismo de comunicación, navegación y cacería
en el ambiente. La mayor preocupación es el
potencial de enmascarar los sonidos de ecolocación
emitidos por mamíferos, lo cual es vital para su
comunicación, navegación y alimentación (Ellison et
al., 2012; Kastelein et al., 2013). Además, algunos
datos experimentales en los que se expuso a ciertas
especies de peces a sonidos de turbinas por tiempos
prolongados, dañaron sus tejidos (Halvorsen et al.,
2012). Los efectos adversos causados por ruido
incluyen estrés psicológico como aumento en
niveles de cortisol, impedimento auditivo y cambios
de comportamiento. Sin embargo, el rango en el que
los animales detectan el sonido varía en frecuencia
y amplitud, así como características específicas de
la especie.
Referencias
Copping, A., Sather, N., Hanna, L., Whiting, J.,
Zydlewski, G., Staines, G., . . . Masden, E. (2016).
Anexo IV Informe sobre el estado de la ciencia 2016:
Efectos ambientales del desarrollo de energías
renovables marinas en todo el mundo.
Dubusschere, E., Coensel, B., Bajek, A.,
Botteldooren, D., Hostens, K., Vanaverbeke, J., &
Degraer, S. (2014). In Situ Mortality Experiments
with Juvenile Sea Bass (Dicentrarchus labrax) in
Relation to Impulsive Sound Levels Caused by Pile
Driving of Windmill Foundations. PLoS ONE, 9(10),
1-9.
Ellison, W., Southall, B., Clark, C., & Frankel, A.
(2012). New Context-Based Approach to Assess
Marine Mammal Behavioral Responses to
Anthropogenic Sounds. Conservation Biology, 26(1),
21-28.
Halvorsen, M., Casper, B., Woodley, C., Carlson, T.,
& Popper, A. (2012). Threshold for onset of injury in
Chinook salmon from exposure to impulsive pile
driving sounds. PLoS ONE, 7(6).
Hammar, L., Eggertsen, L., Andersson, S., Ehnberg,
J., Arvidsson, R., Gullström, M., & Molander, S.
(2015). A Probabilistic Model for Hydrokinetic
Turbine Collision Risks: Exploring Impacts on Fish.
PLoS ONE. 10(3), 1-25.
Kastelein, R., Van Heerden, D., Gransier, R., &
Hoek, L. (2013). Behavioral Responses of a Harbor
Porpoise (Phocoena phocoena) to Playbacks of
Broadband Pile Driving Sounds. Marine
Environmental Research, 92, 206-214.
Romero-Gomez, P., & Richmond, M. C. (2014).
Simulación de impacto de cuchillas en peces que
pasan a través de turbinas hidrocinéticas marinas.
Energía renovable (71), 401-413.
SEMARNAT. (2002). Guía para la presentación de
la manifestación de ambiental del sector eléctrico.
Modalidad: particular.
Zydlewski, G., Staines, G., Sparling, C., Masden, E.,
& Wood, J. (2016). Collision Risk for Animals around
Tidal Turbines. ANNEX IV: State of the Science
Report 2016. Environmental effects of marine
renewable energy development around the world.,
25-77.
22

EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE BIO-REMEDIACIÓN PARA LA REMOCIÓN
DE IONES METÁLICOS PESADOS Y COLORANTES TÓXICOS UTILIZANDO
SARGASSUM sp.
J. Luis López-Miranda 1 , Rodolfo Silva 2 , Gustavo A. Molina 3 , Rodrigo Esparza 1 , Angel R. Hernández-Martínez 1 y
Miriam Estévez 1
1
Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada, Universidad Nacional Autónoma de México, lopezfim@gmail.com,
resparza@fata.unam.mx, angel.ramon.hernandez@gmail.com, miries@fata.unam.mx
2
Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, rsilvac@iingen.unam.mx
3
Posgrado en Ciencia e Ingeniería de Materiales, Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada, Universidad Nacional
Autónoma de México, gustavomolina21@gmail.com
Resumen
Desde 2011, las costas del Caribe mexicano se han
enfrentado a una serie de amenazas por la afluencia
masiva de Sargassum sp (Johnson et al., 2013; Silva
et al., 2016). Varios ecosistemas marinos están
muriendo (por ejemplo, corales y pastos marinos)
debido a la reducción de la luz, que afecta la
fotosíntesis, y al aumento del pH del agua (reducción
de la saturación de carbonato de calcio), lo que está
poniendo en peligro la existencia de varias especies.
Los impactos, como la pérdida de turismo y los
costos de eliminación, así como los impactos en la
salud (la producción de gases peligrosos en el
proceso de descomposición), están cobrando un
precio en muchas regiones costeras. En 2018,
aproximadamente 20 millones de m 3 de Sargassum
sp llegaron a lo largo de la costa del Caribe
mexicano, lo que costó a los hoteleros y al gobierno
varios millones de dólares para su remoción de las
playas.
Por lo tanto, existe un gran interés en las
propiedades y características del Sargassum sp, las
cuales puedan ser aprovechadas para su uso y
aplicación en diversas áreas. Uno de los potenciales
usos es la remoción de contaminantes disueltos en
agua, tales como iones metálicos y colorantes
orgánicos. El principal componente responsable de
la sorción de metales en las algas es el alginato, que
se encuentra presente en forma de gel en sus
paredes celulares; este material es fácilmente
penetrable por pequeños cationes metálicos, lo que
hace que las algas marinas sean biosorbentes
adecuados, con un alto potencial de sorción. El
proceso de biosorción del azul de metileno por
Sargassum sp se debe a atracciones electrostáticas,
interacciones n-π y enlaces de hidrógeno con
nitrógeno del azul de metileno (Hannachi, Y. and
Hafidh, A., 2020).
El presente trabajo muestra los resultados obtenidos
en el diseño y fabricación de un filtro sencillo,
económico y ecológico a base de Sargassum sp
para la eliminación de sustancias tóxicas orgánicas
e inorgánicas. El objetivo principal es hacer uso de
Sargassum sp, ya que las cantidades masivas de
esta alga que llegan a la costa del Caribe mexicano
han causado serios problemas en los últimos años.
Para obtener el sistema de filtración óptimo se
evaluaron diversos parámetros, como el tratamiento
químico, la molienda y la masa del Sargassum sp
utilizado, el diámetro del filtro, el número de capas,
el caudal de la solución y el grado de humedad del
Sargassum sp. A partir de estos resultados, se
ensambló el sistema de filtración, mostrado en la
Figura 1, para su análisis. El agua contaminada se
coloca en un recipiente, el cual tiene una bomba
sumergible. Este líquido se bombea a través de una
válvula reguladora, que controla el flujo de agua que
ingresa al filtro. El filtro consta de cuatro capas, cada
una de las cuales contiene 1,75 g de Sargassum sp.
El líquido purificado se recoge en otro recipiente.
Cada 10 minutos, este recipiente es reemplazado
por otro para el posterior análisis por UV-Vis de
todas las muestras recolectadas.
Las sustancias tóxicas tratadas fueron colorantes
orgánicos (azul de metilo, naranja de metilo y rojo de
metilo) y iones metálicos de plomo (II). Se obtuvieron
tasas de remoción de casi el 100%, 65% y 25% para
el azul de metileno, rojo de metilo y naranja de
metilo, respectivamente, y en el caso del plomo (II)
23

se obtuvieron valores de hasta el 95%.
Posteriormente, se caracterizó el Sargassum sp,
mediante espectroscopía FT-IR y microscopía
electrónica de barrido, mostrando la presencia de los
colorantes y las especies iónicas.
Figura 1. Sistema de filtración implementado para la
remoción de contaminantes disueltos en agua.
Estos resultados demuestran la capacidad de
Sargassum sp. para atrapar y eliminar determinadas
sustancias tóxicas solubles en agua. Este tipo de
sistema de filtro biosorbente dinámico es, por lo
tanto, una opción ecológica, escalable y rentable
para fines domésticos, agrícolas e industriales.
Referencias
Hannachi, Y., Hafidh, A. (2020). Biosorption potential
of Sargassum muticum algal biomass for methylene
blue and lead removal from aqueous medium.
International Journal of Environmental Science and
Technology, 17(9): 3875-3890.
Johnson, D. R., Ko, D. S., Franks, J. S. Moreno, P.
Sanchez-Rubio, G. (2013). The Sargassum Invasion
of the Eastern Caribbean and Dynamics of the
Equatorial North Atlantic. Proceedings of the 65th
Gulf Caribbean Fisheries Institute, 102-103.
Silva, R., Mendoza, E., Mariño-Tapia, I., Martínez,
M.L., Escalante, E. (2016). An artificial reef improves
coastal protection and provides a base for coral
recovery. Journal of Coastal Research, 75: 467-471.
24

FITOPLANCTON Y VARIACIÓN AMBIENTAL EN UN ÁREA CON POTENCIAL
DE OBTENCIÓN DE ENERGÍA MARINA: EL CASO DE COZUMEL
Carlos Francisco Rodríguez Gómez 1 , Vanesa Papiol 1 , Ismael Mariño Tapia 1 , Gabriela Vázquez 1 , Cecilia Enríquez
Ortiz 1
1
Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad Mérida, UNAM, carlosfco.rodriguez@gmail.com,
vpapiol@enesmerida.unam.mx, imarino@enesmerida.unam.mx, cecilia.enriquez@enesmerida.unam.mx
2
Instituto de Ecología A.C., gabriela.vazquez@inecol.mx
Introducción
El lado oeste de la isla de Cozumel se ha identificado
como un área con potencial de obtención de energía
marina debido a las fuertes corrientes del Canal de
Cozumel (Alcérreca-Huerta et al., 2019). Cozumel
cuenta con áreas naturales protegidas de gran valor
ecológico, cuya base trófica está sostenida por los
productores primarios, en especial, el fitoplancton
marino.
El fitoplancton está integrado por las microalgas que
viven a la deriva en el agua. Las funciones que
cumple el fitoplancton en el ecosistema marino son
diversas: constituye el principal productor primario,
realiza el secuestro de carbono y la fijación de
nitrógeno atmosférico, participa en los procesos
biogeoquímicos de asimilación de sílice y fósforo,
además de que hay especies capaces de producir
toxinas que pueden promover intoxicaciones.
La instalación de dispositivos para la obtención de
energía en aguas colindantes a Cozumel podría
modificar la circulación en la región, lo que tendría
consecuencias en la distribución del fitoplancton.
Por ello, es importante sentar una línea base de
conocimiento para identificar la distribución,
densidad y composición del fitoplancton y su relación
con variables ambientales a diferentes escalas
temporales y espaciales.
Material y métodos
El área de estudio es la porción marina del lado
oeste de la isla de Cozumel, en donde se presenta
el Canal de Cozumel que tiene una profundidad de
~400 m y corrientes con velocidades superiores a 2
m/s -1 en dirección al norte (Alcérreca-Huerta et al.,
2019). Esta región, al igual que la mayoría de las
aguas del Caribe, presenta una condición
oligotrófica.
Los resultados aquí mostrados son una integración
de diferentes campañas de muestreo en el Canal de
Cozumel (Figura 1). En la zona oceánica, externa a
la plataforma continental, se realizó un muestreo en
diferentes estratos de la columna de agua
(superficie: <10 m, máximo de fluorescencia [máx-fl]:
62-95 m y haloclina: 96-150 m) como parte del
crucero CEMIE-I en abril-mayo de 2019. En la zona
nerítica (0-30 m) se realizaron muestreos en la
superficie y el fondo (20 m) de la columna de agua
en ciclos de 48h con intervalos de 4h en septiembreoctubre
de 2020. En las campañas se realizaron
mediciones in situ de temperatura, salinidad y
densidad en la columna de agua. Se tomaron
muestras de agua para posteriores análisis de
nutrientes inorgánicos, clorofila-a y fitoplancton
cualitativo y cuantitativo.
Figura 1. Canal de Cozumel. En rojo se muestran las
estaciones de la zona oceánica y en negro de la zona nerítica.
Resultados y discusión
La zona oceánica presentó aguas superficiales con
temperaturas mayores a 27°C que disminuyeron
25

hasta los 17°C a los 200 m, mientras que la salinidad
superficial de 36.4 UPS aumentó con la profundidad
hasta la haloclina (37 UPS) ubicada a los 120 m.
Esta zona presenta una delgada capa de mezcla de
apenas 40 m de profundidad. A partir de los 60 m se
observan gradientes grandes de densidad en el
agua. Se registraron 170 taxa del fitoplancton,
principalmente de grupos como diatomeas,
dinoflagelados y cianobacterias, de los cuales, 25
son nuevos registros para el Caribe mexicano. La
mayor densidad del fitoplancton se registró en la
capa superficial (13,900 céls/l -1 ) y de máx-fl (1,300
céls/l -1 ), siendo significativamente diferente de la
baja densidad promedio registrada en la haloclina
(191 céls/l -1 ). En contraparte, la mayor concentración
de nutrientes nitrogenados y fosfatados, útiles para
el crecimiento del fitoplancton, se encontró en la
capa más profunda, la haloclina, alejada de la zona
de mayor incidencia luminosa (Tabla 1).
México (Troccoli-Ghinaglia et al., 2004). En el
ambiente oceánico y nerítico, destaca la dominancia
en la capa superficial de la cianobacteria
Trichodesmium spp. (máximo de 88,278 céls/l -1 ),
que realiza la fijación de nitrógeno atmosférico, por
lo que se considera que es una especie clave en la
región al constituir un facilitador para la entrada de
nutrientes nitrogenados al agua (Figura 2). La
presencia de bajas densidades de especies nocivas
o potencialmente tóxicas como Alexandrium,
Karenia, Prorocentrum spp. y Gambierdiscus,
indican un bajo pero latente riesgo de intoxicación
por consumo de mariscos en la región.
Tabla 1. Concentración promedio de nitrógeno inorgánico
disuelto (NID, µM), fósforo inorgánico disuelto (FID, µM) y
clorofila-a (Cl-a, mg/m -3 ) en la región oceánica y nerítica del
Canal de Cozumel. a,b, indican diferencias significativas
entre grupos.
NID FID Cl-a
Zona oceánica
Superficial 3.06 a 0.49 a 0.05 a
Máx-Fl 3.90 a 0.62 a 0.41 b
Haloclina 21.95 b 1.40 a 0.11 a
Zona nerítica
Superficial 0.28 <0.01 0.11
Fondo (20m) 0.19 <0.01 0.08
La zona nerítica presentó aguas superficiales con
temperaturas superiores a los 30°C y salinidades de
~36.2 UPS con poca variación a los 20 m de
profundidad. En esta región se registraron 136
especies de fitoplancton, muchas de las cuales
fueron de hábitos bentónicos, presentes también en
el ambiente oceánico, lo que sugiere una influencia
de las comunidades costeras en la composición del
fitoplancton de aguas más profundas. Los resultados
preliminares apuntan a que hay una ligera variación
de la dinámica circadiana del fitoplancton, asociada
principalmente a los periodos de luz y obscuridad, ya
que la concentración de nutrientes inorgánicos fue
muy baja durante el día y la noche (Tabla 1).
Las bajas densidades del fitoplancton en la región
son menores comparadas con lo registrado en
aguas de la plataforma de Yucatán o el Golfo de
Figura 2. Células de la cianobacteria fijadora de nitrógeno
atmosférico Trichodesmium spp.
Las características oligotróficas en esta región del
Caribe mexicano limitan el crecimiento del
fitoplancton marino. La información presentada aquí
puede ser útil en la formulación de planes de manejo
para las aguas en la vecindad de la isla de Cozumel.
Referencias
Alcérreca-Huerta, J.C., Encarnación, J.I., Ordoñez-
Sánchez, S., Gallegos Diez Barroso, G., Allmark, M.,
Mariño-Tapia, I., Silva-Casarín, R., O’Doherty, E.,
Johnstone, C., Carrillo, L. (2019). Energy yield
assessment from ocean currents in the insular shelf
of Cozumel Island. Journal of Marine Science and
Engineering, 7(5): 147.
Troccoli-Ghinaglia, L., Herrera-Silveira, J.A., Comín,
F.A. (2004). Structural variations of phytoplankton in
the coastal seas of Yucatan, Mexico. Hydrobiologia,
519: 85–102.
26

FLORA Y FAUNA COMO INDICADORES DE IMPACTO AMBIENTAL EN
ENERGÍAS OCEÁNICAS
Alejandra Alamillo-Paredes 1 , M. Luisa Martínez 1 , Ian MacGregor-Fors 5 , José García-Franco 1 y Gonzalo Castillo-
Campos 1
1
Instituto de Ecología A. C., alejandra.alamillo.p@gmail.com, marisa.martinez@inecol.mx, jose.garcia.franco@inecol.mx,
gonzalo.castillo@inecol.mx
5
University of Helsinki, ian.macgregor@helsinki.fi
Introducción
Una premisa fundamental para que la instalación y
puesta en marcha de prototipos de generación de
energía oceánica sea realmente sostenible es el
mantenimiento de la integridad ecológica y el
funcionamiento de los ecosistemas marinos y
costeros. Por eso, es prioritario analizar los impactos
de estas nuevas tecnologías para determinar las
estrategias de mitigación y monitoreo.
La evidencia indica que los dispositivos para la
generación de energía pueden ejercer una serie de
impactos sobre el medio ambiente, desde efectos
positivos como el incremento en la biodiversidad
local por la generación de arrecifes artificiales o
zonas agregación; a lo negativo como el cambio en
el hábitat marino, riesgo de colisiones, ruido o la
producción de campos electromagnéticos (Inger et
al., 2009). Estos son efectos generados por
estresores: características y funcionamiento de los
dispositivos que modifican la dinámica natural del
sistema teniendo efectos directos en él. Los
receptores de dichos efectos suele ser la flora y la
fauna marina presentes, generalmente (Boehlert,
2010).
Considerando lo anterior, es necesario desarrollar
un diagnóstico eco-energético con el fin de localizar
las ubicaciones óptimas para la instalación de los
diferentes prototipos de generación de energía
alternativa. Así mismo, realizar monitoreos ad-hoc
para determinar los impactos que cada nueva
tecnología aplicada tendrá sobre los ecosistemas
costeros y las especies clave.
Para cumplir con lo anterior, se propone establecer
una descripción general de los ecosistemas
naturales, considerando diferentes grupos. A partir
de estos estudios, se establecerá una “línea base”
que permitirá hacer diagnósticos de posibles
respuestas de los ecosistemas frente a cambios
potenciales inducidos por los dispositivos
generadores de energía a partir del océano
(Martínez Vázquez, et al; REVISIÓN). Una zona que
se ha estudiado con estos objetivos es Cozumel,
Quintana Roo.
Métodos
Área de estudio. A través de 2 campañas de campo
a los sitios de interés (Cozumel, Q. Roo.), en
temporada de lluvias (28/jul/2019 al 9/ago/2019) y en
temporada de secas (2/feb/2020 al 8/feb/2020); se
estableció una descripción general de los
ecosistemas naturales ahí presentes, considerando
los siguientes grupos de flora y fauna: anfibios,
reptiles, mamíferos, avifauna, vegetación de playas
y primer cordón de dunas, y vegetación terrestre.
Una vez caracterizada la zona y descrita la línea
base del estado de los ecosistemas presentes se
podrían proponer las especies indicadoras que
respondan de manera más inmediata a los
diferentes estresores presentados por el o los
dispositivos a instalar.
Resultados
Anfibios, reptiles y mamíferos
Tabla 1. Total de especies registradas (TER) por grupo:
Anfibios, Reptiles, Mamíferos; así como la cantidad de
especies bajo algún nivel de protección (BP), endemismos
(END) y migratorias (MIG).
Especie TER BP END MIG
Anfibios 8 0 0 0
Reptiles 17 9 2 9
Mamíferos 15 5 4 2
27

Avifauna
Total de especies registradas en la salida: 73
Tabla 2. Metadatos de la Avifauna de Cozumel, Q. Roo.
Zona de
Total de
Ecosistema
estudio
especies
Centro Norte Bosques tropicales 30
Noreste Manglar 30
Oeste Área urbana 12
Este
Palmar-bosques
secundarios
21
Sur-Este Playa-dunas 10
Vegetación de playas y primer cordón de dunas
Total de especies registradas: 31
Figura 1. Clasificación de las dunas costeras de Quintana
Roo (área total = 4981.1 ha), donde: I = dunas incipientes
naturales; IF= dunas incipientes fraccionadas; IP = dunas
Incipientes + Primaria naturales; IPF = dunas Incipientes +
Primarias fraccionados; IPS = dunas Incipientes + Primarias
+ Secundarias naturales; IPSF = dunas Incipientes +
Primarias + Secundarias fraccionados; SR = dunas
Secundarias Relictos.
Vegetación terrestre
Especies encontradas: 3-12 en cada 100 m 2
Conclusiones
La implementación de energías oceánicas es una
alternativa prometedora para la reducción de
emisiones de CO 2, pero para que sea realmente
sostenible, es importante conservar el
mantenimiento de la integridad ecológica y el
funcionamiento de los ecosistemas marinos y
costeros.
Tras la caracterización de los hábitats, se pueden
establecer criterios para designar especies
indicadoras que sirvan para diagnosticar los
impactos de la implementación de energías
oceánicas. Considerando aquí: especies
endémicas, migratorias, carismáticas, depredadores
tope o especies sensibles a las diferentes presiones
que los estresores de los dispositivos generan.
Tomando en cuenta lo anterior, es importante la
implementación de estrategias de monitoreo y
mitigación de las poblaciones que pudieran verse
afectadas por estos estresores y así establecer una
línea base robusta que permita determinar los
potenciales impactos ambientales y recomendar
acciones de mitigación. Esto permitiría la evaluación
cuantitativa y cualitativa de los cambios en los
parámetros ambientales; así como en la estructura y
funcionamiento del ecosistema.
Referencias
Boehlert G, Gill A. (2010). Environmental and
Ecological Effects of Ocean Renewable Energy
Development: A Current Synthesis. Oceanography;
23:68–81. https://doi.org/10.5670/oceanog.2010.46.
Inger, R., Attrill, M. J., Bearhop, S., Broderick, A. C.,
Grecian, W. J., Hodgson, D. J., et al. (2009). Marine
renewable energy: potential benefits to biodiversity?
An urgent call for research. J. Appl. Ecol. 46, 1145–
1153.
Martínez Vázquez, ML et al; (REVISIÓN). A systemic
view of potential environmental impacts of ocean
energy production. Renewable and Sustainable
Energy Review.
Figura 2. Índice del valor de importancia de cada especie
leñosa asociada al palmar.
28

IDENTIFICACIÓN DE MEZCLAS DE AGUA SUBTERRÁNEA EN
MANANTIALES HIDROTERMALES MEDIANTE Br − /Cl − Y B/Cl −
Pablo Hernández Morales 1 , Jobst Wurl 2 , Carlos Green Ruiz 3 y Diego Morata 4
1
Departamento de Ciencias Marinas y Costeras, Universidad Autónoma de Baja California Sur, pa.hernandez@uabcs.mx
2
Departamento de Ciencias de la Tierra, Universidad Autónoma de Baja California Sur, jwurl@uabcs.mx
3
Unidad Académica Mazatlán, Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, Universidad Nacional Autónoma de México,
cgreen@ola.icmyl.unam.mx
4
Departamento de Geología y Centro de Excelencia en Geotermia de Los Andes, Facultad de
Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, dmorata@ing.uchile.cl
Introducción
Por su belleza natural paisajística, Bahía
Concepción conserva un alto interés de desarrollo
turístico. Lo anterior, inducirá a la necesidad de
recursos hídricos y energéticos, cuyos usos deben
garantizar la conservación y el funcionamiento
natural de la bahía. En el área, se reconocen
manantiales hidrotermales (Prol-Ledesma et al.,
2004), los cuales podrían solventar parte de la
necesidad energética. El objetivo de este estudio fue
caracterizar las condiciones hidrogeoquímicas del
agua subterránea, así como sus condiciones de
mezcla de miembros extremos mediante relaciones
de Br − /Cl − y B/Cl − en la zona costera.
Localización y muestreo
El área se encuentra en la porción centro-este de
Baja California Sur (Figura 1). Se recolectaron 21
muestras de agua para su análisis, obteniendo sus
parámetros fisicoquímicos y su concentración de
iones mayores, mediante cromatografía iónica y
espectrofotometría de absorción atómica.
Resultados y discusión
La caracterización hidrogeoquímica indicó dos tipos
de agua predominantes; Na + – HCO 3
−
para los sitios
con mayor aporte de agua subterránea y Na + – Cl −
para los sitios cercanos a la costa, que presentaron
mezcla con agua marina, como lo indica su relación
Br − – Cl − respecto a la relación del agua de mar
(Figura 2). En Santispac, La Posada y Agua Caliente
(CB14, CB15, CB16), la salinidad fue mayor a 21
UPS y temperaturas arriba de 50 °C, estos
corresponden a manantiales termales intermareales,
descritos como mezcla de agua termal y agua
marina.
Figura 2. Relación Br - – Cl - en las muestras analizadas
(Tomado de Hernández-Morales et al., 2021).
Figura 1. Sitios de muestreo y geología generalizada
(Tomado de Hernández-Morales et al., 2021).
La línea de dilución teórica Br − – Cl − respecto al agua
de mar (SWR), indica la estrecha relación con las
29

muestras analizadas (Figura 2). Tres grupos son
bien representados, de acuerdo a la proporción de
agua de mar en mezcla:
(1) CB14, CB15 y CB16, representados con más del
75 % de agua de mar corresponden a los
manantiales termales intermareales La Posada,
Santispac, and Agua Caliente (Figure 1).
(2) Tres sitios, en la zona intermareal (CB6, CB7,
CB13), y cinco sitios en una distancia menor a 3 km
de la costa (CB3, CB4, CB8, CB9, y CB21),
presentan una fracción de agua de mar entre 5 % y
30 %.
(3) Los sitios restantes presentan proporciones
menores a 2 % de agua de mar, localizadas en
distancias mayores a 3 km de la línea costera.
Reconociendo que el Cl - , Br - y B, son elementos
conservativos y con base en la composición
hidrogeoquímica, fueron identificados 4 miembros
extremos. Las razones de Br − /Cl − y B/Cl − de los
miembros extremos, así como de las muestras
obtenidas fueron incorporadas en el diagrama de la
Figura 3.
Figura 3. Relación Br − /Cl − y B/Cl − en las muestras analizadas
(Tomado de Hernández-Morales et al., 2021).
El origen de la salinidad y mezclas de miembros
extremos, pueden ser reconocidas mediante las
razones Br − /Cl − y B/Cl − en el diagrama. Los sitios
presentaron una razón Br − /Cl − similar a la del SWR,
sin embargo, respecto a la razón de B/Cl − es notorio
una variación entre las muestras, oscilando desde
0.0008 hasta 0.08. Esto puede ser atribuido a los
procesos de interacción agua termal-roca, que
promueve el considerable aumento en la
concentración de Boro. Asimismo, la Figura 3
presenta la contribución marina en las muestras con
las diferentes proporciones, reconociéndose el
probable aporte desde el agua de precipitación y en
la recarga, incorporada por aerosoles y agua en
spray durante las lluvias y tormentas. El agua de
recarga posteriormente es mezclada ya sea con el
miembro extremo de agua termal, el miembro
extremo de agua de mar o ambos.
Conclusiones
Los resultados explican parte de los procesos
relacionados con la mezcla entre agua subterránea,
agua termal y agua de mar. Las razones de Br − /Cl −
y B/Cl − resultan favorables para reconocer el aporte
de la salinidad en las mezclas de agua subterránea.
El reconocimiento de la proporción de agua termal,
sin interferencia marina, permite evaluar los fluidos
termales en la fase exploratoria para definir la
temperatura en el reservorio termal profundo. El
agua de mar represento la fuente de aporte de la
salinidad (arriba del 83 %) en los manantiales
termales intermareales. Los manantiales
intermareales están asociados al sistema estructural
del área. La temperatura evaluada, para el
reservorio en profundidad, se estimó entre 114 y 209
°C. Esta investigación contribuye al conocimiento del
potencial geotérmico del área y las características
hidrogeológicas del agua subterránea, que será de
interés en el futuro para la gestión ambiental en un
marco sustentable.
Referencias
Hernández-Morales, P., Wurl, J., Green-Ruiz, C.,
Morata, D. (2021). Hydrogeochemical
Characterization as a Tool to Recognize “Masked
Geothermal Waters” in Bahía Concepción, Mexico.
Resources, 10(3): 23.
Prol-Ledesma, R. M., Canet, C., Torres-Vera, M.A.,
Forrest, M.J., Armienta, M.A. (2004). Vent fluid
chemistry in Bahía Concepción coastal submarine
hydrothermal system, Baja California Sur, Mexico.
Journal of Volcanology and Geothermal Research,
137: 311-328.
30

IMPACTO DE GRANDES CAMPOS DE HIDROGENERADORES EN EL CANAL
DE COZUMEL A TRAVÉS DE MODELACIÓN NUMÉRICA
Aljaz Maslo 1 y Ismael Mariño-Tapia 2
1
Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, aljaz.maslo@gmail.com
2
ENES-Mérida, Universidad Nacional Autónoma de México, imarinotapia@gmail.com
Resumen
Mitigar los impactos humanos sobre el clima y el
medio ambiente se ha convertido en un desafío
urgente lo que hace que las fuentes oceánicas de
energía renovable sean particularmente atractivas.
Las grandes corrientes oceánicas que fluyen a lo
largo de los límites occidentales de las cuencas
oceánicas, se encuentran entre los mayores
recursos de energía renovable del planeta. Estas
corrientes son relativamente persistentes en
intensidad y dirección, lo que sugiere que los
hidrogeneradores sumergidos en estas corrientes
podrían tener una mayor capacidad de utilización
que la que explotan la energía mareomotriz o eólica.
Una de las ubicaciones que se está considerando
favorable para la generación de energía es en el
canal de Cozumel. La corriente oceánica que fluye a
lo largo del Canal de Cozumel (Corriente de
Yucatán) en el Caribe mexicano fue investigada por
Athié et al. (2011). Los hallazgos iniciales sugieren
que las velocidades máximas de flujo desarrolladas
en la sección media del Canal son del orden de 2.0
m/s. A diferencia de las corrientes de marea, que
pueden alcanzar magnitudes de velocidad de flujo
>> 2 m/s, a veces superando los 5 m/s, las corrientes
oceánicas son más lentas, producen menos energía,
pero son más persistentes y reducen la carga
general que las turbinas marinas deberían soportar.
Un trabajo sobre el potencial en la zona de la
plataforma insular occidental y norte de la isla de
Cozumel como fuente de energía renovable marina
en el Caribe mexicano, muestra una estimación de
la generación de potencia utilizando turbinas de eje
horizontal con la teoría Blade Element Momentum.
Estimaron que se podrían suministrar cerca de 3.2
MW a la isla de Cozumel (Alcerréca-Huerta, et al.
2019).
Barnier et al. (2020), utilizaron un modelo oceánico
global para demostrar que las grandes plantas de
energía oceánica pueden ejercer una
retroalimentación sobre la circulación oceánica que
da como resultado cambios altamente impredecibles
en las corrientes oceánicas. A nivel regional, estos
cambios pueden modificar drásticamente la
trayectoria de la corriente. En casos extremos, esto
corresponde a una disminución de la potencia
disponible, por ejemplo, en el canal de Cozumel en
más del 50% de las expectativas iniciales. Estos
autores calcularon el efecto de los hidrogeneradores
utilizando una parametrización para un grupo de
hidrogeneradores y no la influencia por separado de
cada hidrogenerador.
En la presente investigación se considera que
estudiar la influencia de los hidrogeneradores por
separado dentro de la corriente del Canal de
Cozumel, puede generar resultados diferentes a los
reportados por Barnier et al. (2020). Por lo tanto, en
este estudio se plantea determinar el potencial de la
corriente de Yucatán en el canal de Cozumel y los
efectos sobre las corrientes de la presencia de un
gran número de hidrogeneradores (5,300) para
determinar si es viable para su uso.
El modelo oceánico utilizado en este estudio es el
Regional Oceanic Modeling System (ROMS), el cual
es un modelo de circulación oceánica tridimensional,
de superficie libre y capas sigma, que utiliza la
aproximación hidrostática y de Boussinesq para
resolver las ecuaciones de Navier-Stokes
promediadas por Reynolds. Se puede encontrar una
descripción completa del modelo en Shchepetkin y
McWilliams (2005) y el sitio web de ROMS
(www.myroms.org).
Para cumplir con los objetivos de la investigación
utilizamos un modelo con una malla base de baja
resolución (~ 3 km, Figura 1A) con aproximadamente
251 por 418 puntos computacionales en la
horizontal y 36 capas en la vertical. A este modelo
se le incorporó, en modo anidado, otras dos mallas.
31

La primera malla es de 245 por 273 puntos (Figura
1A) y la segunda de 329 por 385 puntos (Figura 1B)
y ambas de 36 capas verticales. Esto produce
resoluciones de 210 y 30 m en las mallas
anidadadas, respectivamente. En la segunda malla
anidada se instalaron 5300 hidrogeneradores de 30
metros de diámetro a 30 metros de profundidad. En
la dimensión horizontal, el ancho de la celda
computacional anidada es igual al diámetro del
hidrogenerador, mientras que en la dimensión
vertical un mínimo de tres celdas computacionales
cubre el área de la turbina.
hidrogeneradores instalados (Figura 2). Además,
consideráramos la extracción de energía generada
a partir de un caso extremo con 5300
hidrogeneradores en el Canal de Cozumel.
Figura 2. Zoom de la magnitud de la corriente [m / s] alrededor
de las turbinas en la segunda malla anidada a 30 m de
profundidad.
Figura 1. (A)Área de modelación donde los cuadrados con un
borde rojo muestran la ubicación de la primera y (B) la
segunda malla anidada.
La principal contribución de este trabajo es la
comparación de la magnitud de las corrientes entre
la simulación sin la instalación de los
hidrogeneradores y la que se obtiene con los
Referencias
Alcérreca-Huerta, J.C., Encarnacion, J.I., Ordoñez-
Sánchez, S., Callejas-Jiménez, M., Gallegos Diez
Barroso, G., Allmark, M., Mariño-Tapia, I., Silva
Casarín, R., O’Doherty, T., Johnstone, C. and
Carrillo, L., 2019. Energy yield assessment from
ocean currents in the insular shelf of Cozumel Island.
Journal of Marine Science and Engineering, 7(5):
147.
Athié, G., Candela, J., Sheinbaum, J., Badan, A. and
Ochoa, J., 2011. Yucatan Current variability through
the Cozumel and Yucatan channels. Ciencias
Marinas, 37(4A): 471-492.
Barnier, B., Domina, A., Gulev, S., Molines, J.M.,
Maitre, T., Penduff, T., Le Sommer, J., Brasseur, P.,
Brodeau, L. and Colombo, P., 2020. Modelling the
impact of flow-driven turbine power plants on great
wind-driven ocean currents and the assessment of
their energy potential. Nature Energy, 5(3): 240-249.
Shchepetkin, A. F., and J. C. McWilliams, 2005: The
Regional Oceanic Modeling System (ROMS): Asplitexplicit,
free-surface, topography-followingcoordinate
oceanic model. Ocean Modelling, 9: 347–
404.
32

IMPACTOS EN BIODIVERSIDAD MARINA DE ENERGÍAS DEL OCÉANO CON
ENFOQUE DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA
Dora Yesenia Ruiz Méndez y Leonor Patricia Güereca Hernández
Instituto de Ingeniería, UNAM, druizm@iingen.unam.mx, lguerecah@iingen.unam.mx
Introducción
La metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ACV),
estandarizada con la norma ISO 14040/44 (ISO,
2006), tiene como objetivo determinar los efectos en
materia ambiental asociados a un producto o
servicio, compilando un inventario de todas las
entradas y salidas relevantes del sistema. El
potencial impacto ambiental es calculado
empleando modelos matemáticos, los cuales
pueden ser a punto medio o a punto final (Figura 1).
Los modelos de punto final son particularmente
importantes puesto que abordan los impactos
tangibles que las actividades humanas pueden tener
sobre la salud humana, los recursos naturales y los
ecosistemas.
provoca perturbaciones en el ambiente marino
durante la construcción, operación y
desmantelamiento de los dispositivos. Lo anterior,
entre otros retos (financieros, desarrollo tecnológico,
regulatorios y socio-políticos) ha frenado el avance
de la esta industria, por lo que identificar los
impactos y conocer sus potenciales afectaciones es
de suma importancia (IRENA, 2020). Los principales
estresores provocados por los dispositivos que se
han identificado a la fecha son: colisión,
enredamiento, ruido submarino, campos
electromagnéticos, cambios en sistemas
oceanográficos y desplazamiento de especies
(Figura 2).
Figura 1. Diagrama de flujo de las diferentes etapas en la
EICV. Adaptado de Middel (2017).
Por otro lado, la conservación de biodiversidad es un
tema relevante a nivel global, como lo ha establecido
el ODS 14 (ONU, 2015). En ese sentido, en el ámbito
de ACV, el desarrollo de modelos que representen
los potenciales impactos de actividades ha
aumentado en la última década y se han publicado
trabajos donde se modelan los efectos que ciertas
actividades tienen sobre el comportamiento de
especies y la calidad de los ecosistemas (Chaudhary
et al., 2015; Gaudreault et al., 2020). Entre esas
actividades, está la obtención de energía renovable,
particularmente aquélla aprovechada a partir del
océano. La energía proveniente de las olas y mareas
ocasiona muy bajas o nulas emisiones de dióxido de
carbono durante la etapa de generación, pero
Figura 2. Principales afectaciones por la energía oceánica.
Adaptado de Rose Perry (OES-Environmental, 2020).
La importancia del desarrollo de modelos de ACV es
que permiten calcular factores de caracterización
(FC), los cuales convierten los flujos entre la
tecnosfera y el ambiente en indicadores de impacto
ambiental. Así, se puede hablar de la fracción
potencial de especies desaparecidas (PDF) en un
área específica debido a un determinado estresor. El
objetivo de este trabajo es analizar los modelos
matemáticos de Ciclo de Vida de para la evaluación
impactos en biodiversidad y su potencial aplicación
al ambiente marino.
Metodología
Se realizó un análisis bibliográfico para identificar los
principales modelos empleados en ACV para
33

determinar afectaciones en biodiversidad marina. Se
partió de conocer primero los tipos de modelos que
existen y en qué casos de estudio han sido
empleados, así como sus ventajas y desventajas.
Resultados
A la fecha no existen modelos específicos que
representen las afectaciones ocurridas por
actividades humanas en el ambiente marino.
Langlois et al. (2014) propone que los modelos
existentes para cuantificar impactos por uso de suelo
se apliquen al ambiente marino con el propósito de
no frenar el avance de nuevas actividades como la
energía oceánica. Existen tres tipos de modelos para
predecir pérdida de biodiversidad a nivel regional y
global. (1) El modelo clásico SAR, describe la
relación especie-área, sin embargo, se ha
encontrado que este modelo sobreestima las tasas
de extinción de especies (He & Hubbell, 2011),
asumiendo que todas las áreas naturales se
convierten en sitios hostiles, lo cual no representa
correctamente la realidad. (2) El modelo Matriz SAR,
donde los efectos en el hábitat son considerados así
como respuestas específicas de los taxones; dicho
modelo tiene la desventaja de que predice el 100%
de pérdida de especies, lo cual no es realista para
algunas especies (Chaudhary et al., 2015). (3)
modelo Countryside SAR (Pereira et al., 2014), que
distingue entre varios usos de hábitats y predice que
las especies pueden adaptarse a hábitats
modificados. Este modelo ha sido el más empleado
para cuantificar dichos impactos y tener un
acercamiento realista de las potenciales
afectaciones. Los modelos SAR han sido empleados
principalmente para evaluar el impacto por uso de
suelo pero su aplicación para evaluar impactos en el
ambiente marino es limitada. Middel y Verones
(2017), desarrollaron un trabajo donde determinaron
FC para cuantificar el efecto que el ruido provocado
por la construcción de un parque eólico tiene sobre
mamíferos marinos. Este trabajo es relevante pese
a que solo considera uno de los seis principales
estresores y una etapa de ciclo de vida y podría
emplearse como antecedente para el desarrollo de
un modelo integral para las tecnologías que vayan a
instalarse en el futuro en distintas regiones.
Discusión
El desarrollo y aplicación de modelos de impacto
permite la obtención de FC, que van a 1) predecir
cómo las emisiones son distribuidas en el ambiente,
2) cuantificar cuántas especies son expuestas y 3)
describir las consecuencias de la emisión. Por lo
tanto, es importante continuar su desarrollo en caso
de estudio específicos, de manera que la instalación
de dispositivos continúe y permita un avance en el
cumplimiento de metas de desarrollo sostenible en
temas de energía y biodiversidad.
Referencias
Chaudhary, A., Verones, F., De Baan, L., & Hellweg,
S. (2015). Quantifying Land Use Impacts on
Biodiversity: Combining Species-Area Models and
Vulnerability Indicators. Environmental Science and
Technology, 49(16).
Gaudreault, C., Loehle, C., Prisley, S., Solarik, K. A.,
& Verschuyl, J. P. (2020). Are the factors
recommended by UNEP-SETAC for evaluating
biodiversity in LCA achieving their promises: a case
study of corrugated boxes produced in the US.
International Journal of Life Cycle Assessment,
25(6): 1013–1026.
He, F., & Hubbell, S. P. (2011). Species-area
relationships always overestimate extinction rates
from habitat loss. Nature, 473(7347): 368–371.
IRENA. (2020). Innovation Outlook Ocean Energy
Technologies. Abu Dhabi.
ISO (2006). Environmental management -- Life cycle
assessment -- Requirements and guidelines.
International Organization for Standardization.
Langlois, J., Fréon, P., Steyer, J. P., Delgenès, J. P.,
& Hélias, A. (2014). Sea-use impact category in life
cycle assessment: State of the art and perspectives.
International Journal of Life Cycle Assessment,
19(5): 994–1006.
Middel, H., & Verones, F. (2017). Making marine
noise pollution impacts heard: The case of cetaceans
in the North Sea within life cycle impact assessment.
Sustainability, 9(7).
OES-Environmental (2020). OES-Environmental
2020 State of the Science Report: Environmental
Effects of Marine Renewable Energy Development
Around the World.
ONU (2015). Objetivos del desarrollo sostenible.
Retrieved December 7, 2017, from
http://www.un.org/sustainabledevelopment/es/water
-and-sanitation/
34

LA ZONA COSTERA: UN AMBIENTE DINÁMICO, FRÁGIL Y DIVERSO
Jorge López-Portillo, Ana Laura Lara-Domínguez y Gabriela Vázquez
Red de Ecología Funcional, INECOL, jorge.lopez.portillo@inecol.mx, ana.lara@inecol.mx, gabriela.vazquez@inecol.mx
Introducción
Para que la instalación y puesta en marcha de
prototipos de generación de energía oceánica sea
realmente sostenible, es necesario mantener la
integridad ecológica y el funcionamiento de los
ecosistemas marinos y costeros. Las zonas costeras
son ambientes dinámicos, frágiles y diversos. En las
costas mexicanas hay arrecifes de coral, pastos
marinos, playas, y dunas. También hay manglares,
selvas inundables, y otros humedales distribuidos en
estuarios y lagunas costeras.
El objetivo general fue evaluar como indicadores de
salud y fragilidad: (1) los gradientes de salinidad y
calidad de agua, (2) la composición y estructura del
fitoplancton y (3) las diferencias estructurales en los
manglares de ríos, estuarios, y lagunas
representativas de ambientes sedimentarios de
origen ígneo o cárstico en el Golfo de México y el
Mar Caribe.
Los sitios de origen ígneo fueron los ríos Tuxpan y
Tonalá, los estuarios de Jácome y Tumilco y el
sistema lagunar de La Mancha-El Llano en Veracruz.
Los sitios de origen cárstico fueron el sistema
lagunar de Ría Lagartos en Yucatán y el del norte de
la Isla de Cozumel, en Quintana Roo (Figura 1).
Metodología
A lo largo del gradiente salino de cada sistema se
ubicaron estaciones de muestreo en las que se
colectaron muestras de agua, fitoplancton y los
manglares más cercanos a cada estación.
En cada sitio se midió la salinidad, temperatura y
oxígeno disuelto en el agua con un multiparamétrico
YSI 85. También se tomaron muestras de agua en
superficie y fondo con una botella Van Dorn de dos
litros para determinar nitratos, amonio, ortofosfatos,
cloruros y sulfatos en el laboratorio (Wojtarowski et
al., 2021). El fitoplancton se colectó con una red de
arrastre (20µ de apertura de malla). Para la
identificación de las especies fitoplanctónicas se usó
bibliografía especializada.
Figura 1. Ubicación de las áreas de estudio en ríos y lagunas
costeras bordeadas de manglar. 1 Río Tuxpan, 2. Estero
Tumilco, 3. Estero Jácome, 4. Laguna La Mancha, 5. Río
Tonalá, 6. Sistema de Lagunas Ría Lagartos, 7. Sistema de
Lagunas Isla Cozumel.
Se describió la estructura del manglar mediante el
método del cuadrante por punto central (Wojtarowski
et al., 2021) y se extrajo agua intersticial para medir
salinidad, potencial redox, pH, temperatura y nivel
del agua, con un multiparamétrico Ultrameter II 6P
(Myron L Co.)
Resultados y discusión
Calidad del agua
El gradiente de salinidad y de nutrientes penetra
como cuña de la desembocadura de los ríos Tuxpan
y Tonalá hasta 40 km tierra adentro. Por otra parte,
a pesar de estar cercanos al mar, la salinidad en los
canales de los esteros de Tumilco y Jácome (7 a 17
ups) indican una importante dilución por agua
continental. Se encontraron altas concentraciones
de nitratos y amonio (0-10.9 µM, 0.3-10.5 µM,
respectivamente).
En las lagunas costeras de La Mancha y El Llano,
las fluctuaciones de la salinidad y los nutrientes
dependen de la apertura de su barra de conexión:
hay menos salinidad cuando las barras están
35

cerradas. En los ambientes cársticos el sistema
lagunar de Ría Lagartos es muy somero y contiene
pocos nutrientes (0-1.9 µM de amonio y 1.0 a 7.5 µM
de nitratos). Se conecta al mar por el extremo oeste,
lo que explica el fuerte gradiente salino que va de 35
a 85 ups. Aunque las lagunas costeras del noroeste
de la isla de Cozumel tienen tres bocas, el gradiente
salino es de 35 a 60 ups y hay bajas concentraciones
de nutrientes (0-3.6 µM de amonio y 0-0.3 µM de
nitratos) por el poco aporte de terrígenos de regiones
altas.
Fitoplancton
En general, en el fitoplancton se encontraron
diatomeas, dinoflagelados, cianobacterias y
clorofitas principalmente. Algunos géneros de
diatomeas estuvieron representados por varias
especies como Mastogloia (24 spp.) y Navicula (12
spp.). También se identificaron especies indicadoras
de la calidad del agua. Por ejemplo, en el río Tonalá
se encontraron especies de euglenofíceas
indicadoras de materia orgánica. En Ría Lagartos,
en el extremo oeste del sistema se encontraron
especies de diatomeas tolerantes a las altas
salinidades (>80 ups).
Manglares
Los diámetros y alturas (Figura 2) de los árboles de
manglar son mayores en los ambientes derivados de
sedimentos ígneos, lo que está relacionado con el
mayor aporte de nutrientes continentales, que es
muy pobre en los ambientes cársticos. Por la mezcla
de los aportes continentales y marinos de los
ambientes sedimentarios de origen ígneo, la
diversidad es mayor en los estuarios. En los bosques
extensos de Tumilco domina Avicennia germinans,
seguido de lejos por Rhizophora mangle y
Laguncularia racemosa. En Jácome domina el
mangle blanco y rojo. En la laguna de El Llano,
también predomina el mangle negro seguido del
mangle rojo y blanco en bosques de 5 m de altura.
En el Río Tonalá, los manglares penetran hasta 50
km y ocupan franjas de 150 a 2500 m de ancho. Pero
en Tuxpan la cobertura de manglares es más
limitada.
En ambientes cársticos, como Ría Lagartos, los
manglares blanco, rojo y negro son más altos
cuando están cerca de las bocas de conexión y hay
evidencias de tala. Por último, en Isla Cozumel la
altura de los árboles es la menor cerca de las barras
arenosas, pero hay manglares más altos en cuencas
de acumulación en donde probablemente hay mayor
disponibilidad de nutrientes (Figura 2).
Figura 2. Altura modal, cuartiles al 25 y 75%, valores
extremos y atípicos de los árboles en los sitios muestreados
en ambientes sedimentarios ígneos (1-5) o cársticos (9-7).
Los sitios son: 1. Tumilco, 2. Jácome, 3. El Llano, 4. Villa
Rica, 5. Río Tonalá, 6. Ría Lagartos y 7. Cozumel.
Conclusiones
Entre los ambientes sedimentarios ígneos y
cársticos, la diferencia fundamental es el aporte
continental de nutrientes. La alta diversidad y la
estructura compleja de las comunidades bióticas
dependen de la heterogeneidad del entorno local y
de factores como la profundidad de la cuenca, la
cantidad de agua superficial y la relación entre la
evaporación del agua y el horizonte freático. Estas
relaciones son frágiles y pueden verse afectadas por
carreteras y estructuras de ingeniería, afectando
también las principales actividades económicas.
Referencias
Wojtarowski, A., Martínez, M. L., Silva, R., Vázquez,
G., Enríquez, C., López-Portillo, J., García-Franco,
J. G., MacGregor-Fors, I., Lara-Domínguez, A. L.
(2021) Renewable energy production in a Mexican
biosphere reserve: assessing the potential using a
multidisciplinary approach. Science of the Total
Environment, 776: 14582.
36

MAMÍFEROS MARINOS AL OESTE DE LA PENÍNSULA DE BAJA
CALIFORNIA DE 2017 A 2020
Gisela Heckel 1 , Mario A. Pardo 2 , María Guadalupe Ruiz-Mar 1 y Geraldine Busquets-Vass 2
1
Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, gheckel@cicese.mx, mruiz@cicese.edu.mx
2
Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada-Unidad La Paz, mpardo@cicese.mx,
geradline.busquets@gmail.com
Introducción
En México, todas las especies de mamíferos
marinos están protegidas de acuerdo con la NOM-
059-ECOL-2010 (SEMARNAT, 2010). Por ello, y al
ser especies centinelas de la salud de los
ecosistemas, es importante conocer su diversidad,
distribución y abundancia para evaluar los posibles
efectos de la instalación y operación de plantas
generadoras de energía en el océano.
En las aguas mexicanas se ha registrado una alta
diversidad de mamíferos marinos: 8 especies de
ballenas, 30 de delfines, 2 focas, 2 lobos marinos y
1 nutria marina. De todas las regiones
oceanográficas del país, la costa occidental de la
Península de Baja California presenta la mayor
diversidad, con 40 especies (Heckel et al., 2018). A
pesar de ello, es la región menos estudiada, por lo
que este trabajo tuvo como objetivo evaluar ahí la
abundancia y distribución espacio-temporal de
mamíferos marinos de 2017 a 2020.
Metodología
Para estimar la abundancia de cetáceos (ballenas y
delfines), se aplicó la técnica de muestreo de
distancias (Buckland et al., 2001). De noviembre
2017 a febrero 2020, se realizaron vuelos en una
avioneta Cessna, en cada estación del año. Se
hicieron transectos lineales desde la costa hasta
30km al oeste de la Península de Baja California,
desde Tijuana hasta Cabo San Lucas (Figura 1).
Por otro lado, en primavera de 2018 y 2019 se
sobrevolaron las islas y la costa para fotografiar las
colonias de foca de puerto (Phoca vitulina richardii).
Posteriormente, se contó en las fotografías a todos
los individuos y se estimó la abundancia mediante el
factor de corrección de 1.57 (ICr 95%: 1.27-2.15)
(Lubinsky-Jinich, 2019).
Figura 1. Diseño del muestreo de distancias en transecto
lineal en la costa occidental de la Península de Baja
California, para el estudio de cetáceos.
Resultados y Discusión
En total, se hicieron siete campañas aéreas para
registrar avistamientos de cetáceos, con un esfuerzo
en promedio de 2,277 km por campaña, para un total
de 19,785 km recorridos. En la Tabla 1 se muestran
las especies observadas, con su número de
avistamientos, número de animales y tasa de
encuentro (número de animales/100 km de esfuerzo
de búsqueda).
Se estimó la abundancia de las tres ballenas
avistadas con mayor frecuencia. La ballena azul se
observó, a diferencia de la ballena gris y la jorobada,
en todas las campañas. Destaca por su mayor
abundancia la temporada de abril, cuando se
observó en los cuatro estratos geográficos, y la
37

máxima abundancia (aprox. 100 organismos) se
observó en el estrato sur (Figura 2).
Tabla 1. Especies de cetáceos avistados durante las siete
campañas aéreas realizadas al oeste de la Península de Baja
California. TE=tasa de encuentro (no. individuos/100 km de
esfuerzo de búsqueda).
Especie
Avistamientos
No.
individuos
TE
Misticetos
Ballena gris 222 445 2.249
Rorcual jorobado 42 73 0.369
Rorcual azul 36 53 0.268
Rorcual común 1 4 0.020
Rorcual de
Sei/Bryde
2 2 0.010
Rorcual de Sei 1 1 0.005
Odontocetos
Delfín común 106 42325 213.925
D.c. rostro largo 5 3,540 17.892
D.c. rostro corto 3 192 0.970
Tursión 96 1486 7.511
Delfín de
costados blancos
1 80 0.404
Delfín de Risso 2 120 0.607
Cachalote 1 1 0.005
febrero. Esto se debe a que en invierno es su
temporada reproductiva en las lagunas Ojo de
Liebre, San Ignacio y Bahía Magdalena. En cuanto
a la ballena jorobada, la observamos más (aprox.
180 organismos estimados para el estrato sur) en
febrero, seguido de noviembre en el estrato norte
central (Figura 2). En invierno se reproduce en la
zona de Los Cabos, B.C.S.
Por otro lado, la foca de puerto presentó una
abundancia total de 9346 (7512-12717) individuos
en 2018 y 7176 (5768-9765) en 2019. La mayor
abundancia se observó en las islas San Jerónimo,
Natividad y San Roque (Figura 3). Esto presenta una
disminución del 22 al 40% de la estimación del año
2016, de 11967 individuos (Lubinsky-Jinich, 2019).
Figura 2. Variación temporal, a lo largo de un año, en la
abundancia de tres especies de ballenas al oeste de la
Península de Baja California, resultado de siete campañas
aéreas de 2017 a 2020. La abundancia se presenta dividida
en cuatro zonas geográficas.
La ballena gris es la que presentó la abundancia total
más alta (más de 6000 individuos), y en el mes de
Figura 3. Abundancia (con intervalos de credibilidad al 95%)
de la foca de puerto en México en las campañas aéreas de
2018 (gris claro) y 2019 (gris oscuro).
Conclusión
La costa occidental de la Península de Baja
California es una zona importante de migración de
ballenas gris, jorobada y azul. Además, esta última
también se alimenta en la región. La foca de puerto
es un habitante permanente de las islas y la costa.
Referencias
Heckel, G., M.G. Ruiz-Mar, Y. Schramm y U. Gorter. (2018).
Atlas de Distribución y Abundancia de Mamíferos Marinos en
México. Universidad Autónoma de Campeche, CICESE.
Campeche, Camp.
Lubinsky-Jinich, D. (2019). Abundancia y movimientos de la
foca de puerto (Phoca vitulina richardii), en Baja California,
México. Tesis de doctorado. CICESE, Ensenada, México.
SEMARNAT (2010). Norma Oficial Mexicana NOM-059-
ECOL-2010, Protección ambiental-Especies nativas de
México de flora y fauna silvestres-Categorías de riesgo y
especificaciones para su inclusión, exclusión o cambo-Lista
de especies en riesgo. Diario Oficial de la Federación, 30
diciembre 2010.
38

METALES PESADOS (Hg, Cd, Ni, Pb, Cr, Cu Y Zn) EN SEDIMENTOS
MARINOS, COMO INDICADORES GEOQUÍMICOS DE CONTAMINACIÓN
ANTRÓPICA EN EL SECTOR SURORIENTAL DEL GOLFO DE URABÁ
(COLOMBIA)
Kelis Romaña Dens y Pedro Pablo Vallejo Toro
Corporación Académica Ambiental, Sede Ciencias del Mar, Universidad de Antioquia, Turbo, Colombia, kelisdenis@gmail.com,
vallejo.pedropablo@gmail.com
Resumen
Las mayores problemáticas ambientales en las
áreas marino-costeras son atribuidas a las
actividades antrópicas (Nriagu, 1990; Rainbow &
Furness, 1990; Campos & Gallo, 1997). El aumento
de los índices de erosión se asocia a los cambios en
el uso del suelo, entre ellos deforestación,
agricultura y minería. Estas actividades conllevan a
un incremento en los aportes de sedimentos y a la
contaminación de los cuerpos de aguas.
Las actividades mineras generan diversos
contaminantes, entre ellos metales pesados, que
son transportados por los ríos hacia las zonas
costeras. En este estudio se describe el
comportamiento temporal de los metales pesados
(Hg, Cd, Ni, Pb, Cr, Cu y Zn) y su relación con las
actividades mineras en las cuencas hidrográficas
que drenan al Golfo de Urabá durante los últimos
280 ± 35 años AP. Con este fin, se realiza un análisis
geoquímico y se supone una tasa de suministro
constante de 210 Pb (modelo de edad CRS) en un
núcleo sedimentario (sp30) de 80 cm de longitud y
6.35 cm de diámetro interno, procedente del sector
suroriental del Golfo de Urabá. Las concentraciones
medias (mg/kg peso seco) en el núcleo son: Cr
(136.71 ± 16.26), Zn (93.87 ± 7.22), Cu (91.51 ±
3.83), Ni (55.78 ± 2.70), Pb (3.93 ± 1.35), Hg (0.09 ±
0.02) y Cd (<LC). En los primeros 20 cm
(correspondientes a los últimos 140 años) se
evidencian valores ligeramente superiores, sin
diferencias significativas, que coinciden con el
incremento en las tasas de acumulación (0.003 –
0.10 g/cm 2 /año) y sedimentación (0.04–0.38
cm/año) producto de las actividades antrópicas en la
región. Estos resultados sugieren que los metales no
se están depositando localmente, sino que existen
forzantes físicos que los redistribuyen.
Figura 1. Localización del área de estudio, donde sp30 indica
la posición de donde se extrajo el núcleo de sedimento. El
punto rojo indica el lugar de donde se extrajo el núcleo.
Las concentraciones de los metales analizados en
el núcleo sp30 del sector Suroriental del Golfo de
Urabá, presentaron el siguiente orden: Cr > Zn > Cu
> Ni > Pb > Hg, no detectándose Cd en dichos
sedimentos; con un incremento notable en los
últimos 140 años como resultado de actividades
antrópicas.
Las cronologías con 210 Pb ex determinadas por el
modelo CRS en el núcleo sp30 permiten establecer
que las tasas de acumulación y sedimentación
tuvieron un incremento pronunciado entre 1960 y
1990, y esto puede deberse al aporte de sedimentos
que llegan desde las áreas intervenidas al Golfo de
Urabá.
De los métodos que se emplearon para determinar
el grado de contaminación por metales pesados se
concluye que nuestra zona de estudio no es el
reservorio principal de estos contaminantes.
39

Con respecto a la hipótesis de este trabajo, se
concluye que efectivamente hay un incremento de
antrópicas (no solo mineras, sino también
agroindustriales) que están provocando un
incremento de las concentraciones de estos metales
en los últimos años.
Referencias
Gallo Maria, C., & Campos, N. H. (1997). Contents
of Cd, Cu and Zn in sediments of swamp areas in
Santa Marta's Big Marsh and the Bay of Chengue,
Colombian Caribbean; Contenidos de Cd, Cu y Zn
en sedimentos de zonas de manglar en la Cienaga
Grande de Santa Marta y en la Bahia de Chengue,
Caribe colombiano. Contaminacion Ambiental, 16.
Nriagu, J. O. (1990). Global metal pollution:
poisoning the biosphere? Environment: Science and
Policy for Sustainable Development, 32(7), 7-33.
Rainbow, P. S., & Furness, R. W. (Eds.). (1990).
Heavy metals in the marine environment (pp. 1-3).
Boca Raton: CRC Press.
40

MORFODINÁMICA COSTERA VERACRUZANA (1976 - 2017): UNA LÍNEA
BASE PREVIA AL ESTABLECIMIENTO DE LOS PROTOTIPOS ENERGÉTICOS
UNDIMOTRICES
Daniel Morales Méndez, Andrea Mancera Flores y Emilio Saavedra Gallardo
Instituto de Geografía, UNAM, danielmmgeos@gmail.com, andi.mancera@gmail.com, emiliosgg21@gmail.com
Resumen
En las últimas dos décadas, las investigaciones
sobre la morfodinámica de la línea costera han sido
un foco de interés debido a sus contrastantes
gradientes dinámicos, motivados por la
convergencia de factores como procesos
geológicos, oceanográficos, meteorológicos,
biológicos y antropogénicos (Kraus & Rosati, 1997;
Moore, 2000; Boak & Turner, 2005; Alesheikh et al.,
2007; Aiello et al., 2013).
El objetivo del presente trabajo fue la aplicación del
sistema DSAS, con el fin de calcular las
modificaciones de la costa en los últimos cuarenta y
dos años (1976-2017) e identificar los sectores con
alto dinamismo de los procesos progradativos y
regresivos, así como las zonas con una estabilidad
relativa. Se elaboró la evaluación regional para toda
la costa veracruzana, así como en siete sitios
particulares con potencial para funcionar como
enclaves de prototipos ingenieriles para el
aprovechamiento de energía undimotriz: Barra de
Cazones, Palma Sola, Villa Rica, Punta Roca
Partida, Playa Hermosa, Montepío y Balzapote
(Figura 1). La evaluación morfodinámica contempló
la interpretación de materiales aero-satelitales
(1973, 1976, 1986, 1995, 2000, 2011, 2017),
procesados en ArcGis 10.2; mismo software donde
se calculó su movimiento neto (NSM) y la tasa de
punto final (EPR) (Thieler et al., 2012).
En el contexto regional, en la costa norte desde la
ciudad de Veracruz, la progradación se observa
extendida en la mayor parte del litoral,
principalmente asociado a condiciones
poligenéticas, con sectores aislados de retroceso en
bloques rocosos, tanto sedimentarios de la Llanura
Costera del Golfo Norte (Cazones) o estructuras
volcánicas del CVM (Palma Sola y Villa Rica). En el
caso de la costa sur, los elementos acumulativos de
la Llanura Costera del Golfo Sur son interrumpidos
por los acantilados volcánicos de la Sierra de los
Tuxtlas (donde se localizan los 4 sitios
correspondientes a esta región), aun así, hay un
importante componente acumulativo a manera de
bahías interdigitizadas entre los promontorios
abrasivos.
Figura 1. Morfodinámica regional y por sitios específicos.
Cálculo del movimiento neto de la línea de costa (NSM).
Debido a que la evaluación a escala regional tiene
un carácter indicativo y sintético, se elaboraron
cálculos en entornos locales. En Cazones, las zonas
en los dos rangos de NSM cercanos a cero (-5.13 a
0 y 0 a +4.74 m) se pueden reconocer como las
porciones más estables e idóneas para los
prototipos ingenieriles; estas zonas son Punta
Pulpo, la playa al norte de Chaparrales y la porción
norte del bloque acantilado central.
En Palma Sola, específicamente en el promontorio
La Loma, ubicado al norte del área de estudio,
predomina el componente regresivo, aun así, en la
porción central se extiende un área con morfología
41

ligeramente cóncava, en donde se encuentran
categorías de retroceso menor (-5.84 a 0 m), e
incluso, de avance (+0.01 a +27.59 m). Por lo tanto,
este sitio puede ser considerado para el enclave.
Así mismo, en Villa Rica se puede observar una
relativa estabilidad en el movimiento de la línea de
costa en la zona del frente del acantilado rocoso con
tasas de cambio menores a +1 m/año en
comparación a los dos sectores acumulativos
adyacentes al acantilado, donde se observa mayor
dinamismo con tasas de cambio de -4.55 m/año
hasta +3.67 m/año.
En Punta Roca Partida existe una dinámica que es
controlada, en su mayoría, por la estructura
volcánica ubicada en toda la porción norte y parte
del centro de la zona. En general, se observa que
dicha dinámica tiende a una estabilidad entre el
avance (56.35 %) y el retroceso (43.65 %), debido a
que los procesos de remoción son compensados por
otros de basculamiento.
En Playa Hermosa, el incremento de las tasas
anuales de cambio durante el período 2011-2017, si
bien no exceden -1 m/año, puede corresponder a
eventos hidrometeorológicos extremos, entre ellos
seis huracanes de categorías 1 y 2 de la escala
Saffir-Simpson, y 15 tormentas tropicales. Aun así,
es uno de los sitios más estables tanto en su sector
acantilado como en las bahías acumulativas.
En Montepío, la porción abrasiva mantiene tasas de
cambio promedio por debajo de +1 m/año, tendencia
que se mantiene a través de los distintos periodos
de análisis con presencia de áreas con
desplazamiento mínimo como en Cerro Borrego, con
una variación promedio de -0.46 m/año para los tres
periodos de análisis.
Por último, en Balzapote, la acción antrópica
determina las tendencias progradativas máximas
entre las escolleras que delimitan el puerto, aunado
al transporte sedimentario fluvial de la localidad.
Entre los aciertos se encuentran el cálculo
automatizado, incertidumbre a partir de los insumos,
enfoque multiescalar y el manejo gráfico que se le
puede dar a los datos, además, de proveer
argumentos para estrategias de planeación y
manejo integrado del territorio costero. Aun así, por
la dependencia a la calidad de los insumos, la
distancia entre transectos, varianza de los
resultados y ambigua cartografía, la evaluación a
escala regional tiene un carácter indicativo y
sintético, a diferencia del interpretativo analítico de
la escala local.
Referencias
Aiello, A., Canora, F., Pasquariello, G., & Spilotro, G.
(2013). Shoreline variations and coastal dynamics: A
space–time data analysis of the Jonian littoral,
Italy. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 129,
124-135.
Alesheikh, A. A., Ghorbanali, A., & Nouri, N. (2007).
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sensing. International Journal of Environmental
Science & Technology, 4(1), 61-66.
Boak, E. H., & Turner, I. L. (2005). Shoreline
definition and detection: a review. Journal of coastal
research, 21(4 (214)), 688-703.
Kraus, N. C., & Rosati, J. D. (1997). Interpretation of
shoreline-position data for coastal engineering
analysis. Coastal engineering research center
Vicksburg Ms.
Moore, L. J. (2000). Shoreline mapping
techniques. Journal of coastal research, 111-124.
Thieler, E. R., Rodriguez, R. W., & Carlo, M. (1995).
Beach erosion and coastal development at Rincón,
Puerto Rico. Shore & Beach, 63(4), 18-28.
42

OPTIMIZACIÓN EXERGÉTICA Y DE CONFORT TÉRMICO DE UNA VIVIENDA
SOCIAL EN ZONA COSTERA CONSIDERANDO LA INFLUENCIA DE LA
BRISA MARINA
Ivan Garcia Kerdan, David Morillon Galvez y Rodolfo Silva
Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, IGarciaK@iingen.unam.mx, damg@pumas.iingen.unam.mx,
rsilvac@iingen.unam.mx
Introducción
Las áreas costeras en los trópicos se caracterizan
por altos niveles de recursos eólicos y solares con
grandes posibilidades de ser utilizados para el
diseño de edificios de bajo consumo energético. En
la mayoría de los países en desarrollo, la falta de
códigos de construcción adecuados ha provocado
que los diseños de viviendas tengan un rendimiento
energético, medioambiental y de confort térmico
deficiente (Iwaro y Mwasha, 2010). En este sentido,
el diseño de edificios considerando una adecuada
ventilación natural tiene el potencial de reducir el
consumo energético por enfriamiento y aumentar la
sensación de confort de manera considerable, sobre
todo en la costa donde la brisa marina y terrestre
puede ser aprovechada (Bullen, 2000)
Para apoyar en el diseño de edificios
energéticamente eficientes, este trabajo aparte de
considerar el potencial de la brisa marina, se ha
desarrollado un marco basado en análisis exergético
combinado con optimización multiobjetivo
(algoritmos genéticos) capaz de evaluar diseños de
edificios costeros de bajo costo y con alta eficiencia
termodinámica. La exergía puede ser una
herramienta útil para explicar la sostenibilidad de
diferentes fuentes de energía y tecnologías (Rosen
y Dincer, 2001). Su implementación supera las
limitaciones de la primera ley de la termodinámica al
indicar ubicaciones, causas y magnitudes de
degradación energética (irreversibilidades o
destrucciones exergéticas) (Dincer y Zamfirescu,
2012). En este sentido, se presenta una herramienta
de simulación dinámica integrada para considerar
los impactos del efecto de la brisa marina, con el
objetivo de potenciar la ventilación natural para
mejorar el confort térmico de los ocupantes y reducir
la demanda de energía de refrigeración y al mismo
tiempo considerando diversas tecnologías activas
(bombas de calor, iluminación artificial, sistemas de
control) y pasivas (sombreadores, ventilación
natural, aislamiento) en la edificación que pueden
ser utilizadas en diversas combinaciones.
Análisis de viento de brisa térmica
Para comprender el potencial de la brisa térmica en
el diseño de un edificio se requieren datos de
velocidad y dirección del viento para producir el
archivo climatológico (archivo .epw) utilizado en las
herramientas de simulación térmica. Con el perfil de
viento, el caudal de ventilación Q proporcionado
por la brisa térmica en toda la envolvente del edificio
se puede calcular de la siguiente manera:
Q = C A F V (1)
donde C es la efectividad de apertura (-), A es el
área de apertura (m2), F es la fracción de área
abierta (-) y V es la velocidad del viento local (m/s).
Usando la ecuación (2), la carga térmica q , interna
se puede calcular de la siguiente manera:
q , (t ) = C A Q ∆T(t ) (2)
donde es la densidad del aire exterior (kg/m 3 ), C
es el coeficiente de calor específico (1.007 kJ/kgK),
A es el área térmica (m) de la zona a analizar, y ∆T
el diferencial entre la temperatura exterior T (t ) y la
temperatura interior (K). Finalmente, para obtener la
demanda de exergía considerando el flujo de
ventilación por efecto brisa térmica, se puede utilizar
la siguiente fórmula basada en el factor de Carnot:
Ex , (t )
= q , (t )
(3)
T (t )
∗ 1 −
T (t ) − T (t ) ln T (t )
T (t )
43

donde T es la temperatura interior promedio (K), q ,
es la demanda de energía debida a la ventilación
(kWh), (t ) es el intervalo de tiempo (-), y n es el
número de zonas térmicas analizadas.
Caso de estudio
Como caso de estudio, se ha investigado una casa
de interés social de dos plantas ubicada en la costa
del Pacífico norte de México (Figura 1).
activas, como dispositivos de protección solar,
aislamiento térmico y una bomba de calor de aire (
> 300 %) que es asistida por energía solar
fotovoltaica. En comparación con el diseño base, el
diseño más cercano a la utopía ha aumentado el
confort térmico en un 93.8 % y ha reducido el
consumo de exergía en un 10.3 %, aumentado el
costo del ciclo de vida durante los próximos 50 años
en 18,5 % (de 39,864 a 47,246 USD). Finalmente,
gracias a un ambiente interior constante
térmicamente, esto haría que los equipos de
enfriamiento artificial funcionen de manera más
regular, aumentando su rendimiento y la vida útil del
equipo.
Figura 2. Resultados de optimización encontrados en el
frente de Pareto.
Figura 1. Modelo de casa de interés social, rosa de viento y
ubicación de caso de estudio (San Jose del Cabo, BCS).
El problema de optimización ha considerado la
minimización de: i) consumo de exergía anual
(considerando la exergía “libre” que llega a través de
la brisa (ecuación 3)), ii) costo del ciclo de vida (50
años), y iii) disconfort térmico. Tras la ejecución de
la optimización, se han simulado 4.800 diseños
distintos. La Figura 2 ilustra las soluciones finales
ubicadas en el frente de Pareto.
El diseño optimo (más cercano al punto utópico)
considera una orientación de 30 con respecto a la
dirección más predominante del viento (S y SE),
dando como resultado velocidades de viento
internas promedio de 0.33 m/s. Adicionalmente el
diseño considera una serie de estrategias pasivas y
Referencias
Bullen, C.R. (2000). A low energy housing design in
an area of high wind and rain: an innovative housing
scheme at Stenness on the Orkney islands. Energy
and Buildings, 32 (3): 319-326.
Dincer, I., Zamfirescu, C. (2012). Sustainable Energy
Systems and Applications. Springer, US.
10.1007/978-0-387-95861-3
Iwaro, J., Mwasha, A. (2010). A review of building
energy regulation and policy for energy conservation
in developing countries. Energy
Policy, 38(12): 7744-7755.
Rosen, M.A., Dincer, I. (2001). Exergy as the
confluence of energy, environment and sustainable
development. Exergy International Journal, 1(1): 3-
13.
44

PLANTAS DE ENERGÍAS RENOVABLES MARINAS: EFECTOS POTENCIALES
EN MAMÍFEROS MARINOS Y MEDIDAS DE MITIGACIÓN
Vianey Cabello Figueroa 1 , Gisela Heckel 1 , Rodrigo Méndez Alonzo 1 y Vanesa Magar 2
1
Departamento de Biología de la Conservación, Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada,
vianey@cicese.edu.mx, gheckel@cicese.mx, mendezal@cicese.mx
2
Departamento de Oceanografía Física, Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada,
vmagar@cicese.edu.mx
Introducción
Para cubrir la demanda de energía, diversificar la
matriz energética, y disminuir el uso de combustibles
fósiles, durante los últimos años se ha incrementado
el número de Plantas de Energías Renovables
Marinas (PERMs) en el mundo (IPCC, 2018). Sin
embargo, los sitios de alto potencial energético
frecuentemente coinciden con áreas de alto valor
ambiental y diversidad biológica (García-Guante,
2017), mientras que los efectos potenciales del
establecimiento y operación de estas PERM en la
biota marina aún son inciertos.
Algunas investigaciones han explorado si las PERM
ya instaladas en países desarrollados pueden
afectar a la biota marina. Para que dichas
investigaciones contribuyan a la toma de decisiones
en los países donde aún no hay PERMs instaladas,
se requiere concentrar y re-analizar la información
existente.
Dado que los mamíferos marinos actúan como
especies centinela de los ecosistemas marinos y que
varias especies que se encuentran en peligro de
extinción, son grupos indicadores ideales para
evaluar el efecto de las PERMs en el ambiente
(Moore, 2008). El objetivo del presente trabajo es
analizar los efectos de las PERMs en mamíferos
marinos en el mundo y las medidas de mitigación
propuestas, con base en una revisión sintética
exhaustiva de la literatura.
Método
Se realizó una revisión sistemática y una síntesis
cualitativa de la información, siguiendo el
procedimiento descrito en la Figura 1. La literatura
se seleccionó en la base de conocimiento Tethys
(https://tethys.pnnl.gov/), desarrollada en 2009 por el
Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del
Departamento de Energía de Estados Unidos. Se
utilizó la ecuación de búsqueda: “marine mammals”
y los estresores en los que se divide la base de
datos: ruido, colisión, evasión, cambio de hábitat,
atracción, desplazamiento, cambios en flujo,
atrapamiento, químicos y luz.
Figura 1. Esquema de trabajo.
En total se obtuvieron 597 resultados. Se revisó el
título y resumen de cada publicación, para
agruparlas según los siguientes estresores: luz,
químicos, cables y líneas de amarre, cimientos y
movimiento que ocasiona cambios en la columna de
agua y sedimentos, campos electromagnéticos,
efecto barrera y ruido.
Los criterios objetivos seleccionados para incluir las
investigaciones dependen del estresor y están
basados en la declaración PRISMA (Urrutia y Bonfill,
2010), así que en esta revisión sistemática se
destacarán los resultados de 226 publicaciones. La
codificación para extraer datos de los estudios y
registrar los artículos se realizó en una base de
datos en Excel diseñada para este estudio.
45

Las variables para medir los efectos se cuantificaron
con un programa contador de palabras, y se analizó
cada columna de la base de datos. Una vez
detectados los efectos principales se realizó una
composición escrita de forma sintetizada.
Resultados
Los países con más investigaciones son Reino
Unido y Estados Unidos. Las especies más
estudiadas en el mundo han sido la marsopa común
(Phocoena phocoena), la foca de puerto (Phoca
vitulina) y la ballena franca del Atlántico Norte
(Eubalaena glacialis). Las investigaciones están
enfocadas al efecto por PERMs de conversión de
energía por mareas, eólica offshore, oleaje y
corrientes marinas, en donde las primeras han sido
las más estudiadas.
En cuanto a los estresores se ha encontrado lo
siguiente: La luz ocasiona desorientación, y esto
aumenta el riesgo de colisión. Como medida de
mitigación se propone disminuir la cantidad de luz,
emplear luces rojas, de menor intensidad o
estroboscópicas. En químicos, se detectó que las
pinturas y los recubrimientos pueden tener metales
pesados que causan intoxicación o daños al sistema
endócrino. Se sugiere evitar estos productos o
encontrar reemplazos sin metales pesados. Los
cables y líneas de amarre tienen como efecto
principal el enmarañamiento, y como efecto
secundario mayor consumo energético (Van der
Hoop et al., 2017), así como riesgo de depredación
y confusión de cables con presas. Como medidas de
mitigación se propone colocar cables menos
propensos a enrollarse, utilizar disuasivos acústicos
y evitar zonas en rutas migratorias. Los campos
electromagnéticos causan alteración en la
orientación y en la navegación, que es más evidente
en cetáceos porque dependen del geomagnetismo
para ubicarse en el espacio. En pinnípedos se
observa un efecto por cambios en la disponibilidad
de presas, lo que ocasiona cambios en alimentación.
Se propone sustituir los cables de cobre por cables
de fibra óptica, porque generan menos campos
electromagnéticos. Los cambios en la columna de
agua y los sedimentos ocasionan alteraciones del
hábitat y afectan la alimentación de especies en
fondos blandos, como la ballena gris (Eschrichtius
robustus). Como medidas de mitigación se propone
realizar la caracterización ecológica del hábitat
mediante monitoreos a largo plazo, determinar áreas
de alimentación y detectar umbrales de cambio. El
efecto barrera se da por la presencia física, ya sea
estática o dinámica, del dispositivo (turbinas,
infraestructura o embarcaciones), y pueden ocurrir
colisiones de los mamíferos marinos con dichas
barreras. La presencia física dinámica tiene mayor
riesgo de lesión y mortalidad. Como medidas de
mitigación se recomienda colocar estímulos de
advertencia para alejar a los animales, y disminuir
las velocidades de las embarcaciones a menos de
10 nudos (18.5 km/h) en áreas con abundancia de
mamíferos marinos.
Este trabajo sigue en proceso, pues está pendiente
sintetizar los efectos del ruido. Además, se realizará
un análisis de sitios y tipos de PERMs propuestos
por el CEMIE-Océano, para inferir los posibles
efectos en los mamíferos marinos en México.
Finalmente, se propondrán medidas adicionales de
mitigación.
Referencias
García-Huante, A. (2017). Determinación del
potencial energético del océano Pacífico México:
Gradiente Térmico. Tesis de Maestría en Ingeniería.
Instituto de Ingeniería. Universidad Nacional
Autónoma de México, 61 pp.
Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).
2019. Global Warming of 1.5°C. Masson-Delmotte,
V., P. Zhai, H.-O. Pörtner, D. Roberts, J. Skea, P.R.
Shukla, A. Pirani, W. Moufouma-Okia, C. Péan, R.
Pidcock, S. Connors, J.B.R. Matthews, Y. Chen, X.
Zhou, M.I. Gomis, E. Lonnoy, T. Maycock, M. Tignor,
and T. Waterfield (eds.). In press, 12 pp.
Moore, S. E. (2008). Marine mammals as ecosystem
sentinels. Journal of Mammalogy, 89(3): 534-540.
Urrutia, G., y Bonfill, X. (2010). Declaración PRISMA:
una propuesta para mejorar la publicación de
revisiones sistemáticas y metaanálisis. Medicina
clínica, 135(11): 507-511.
Van der Hoop, J., Vanderlaan, A., Taggart, C.
(2012). Absolute Probability Estimates of Lethal
Vessel Strikes to North Atlantic Right Whales in
Roseway Basin, Scotian Shelf. Ecological
Applications, 22(7): 2021-2033.
46

PROPAGACIÓN DE RUIDO PRODUCIDO POR TURBINAS
HIDROGENERADORAS EN EL CANAL DE COZUMEL
Claudia Polanco Arias 1 e Ismael Mariño Tapia 2
1
Instituto de Ingeniería UNAM, polancocla@yahoo.com
2
Escuela Nacional de Estudios Superiores UNAM, imarino@enesmerida.unam.mx
Motivación
La mayoría de las especies marinas, como los
peces usan el sonido para comunicarse,
orientarse, alimentarse, huir del peligro,
reproducirse y navegar (Popper 2003). Es por esto
que la polución acústica o ruido afecta de manera
significativa principalmente a los cetáceos
(ballenas, delfines y marsopas). Por lo anterior y
atendiendo a la necesidad global de desarrollar
sistemas de energías limpias, es importante
estudiar el impacto que éstas puedan tener sobre
la fauna. En particular en éste trabajo se muestra
de qué manera ocurre la propagación del ruido
producido por turbinas hidrogeneradoras.
Sitio de Estudio
Se estudiarán en particular dos transectos en el
Canal de Cozumel (ver Figura 1).
Figura 1. Transectos.
La razón por la cual se escogieron estos transectos
en particular es porque es una zona tentativa donde
podría ser adecuada la instalación de turbinas
hidrogeradoras debido a la velocidad de la corriente
(>1 m/s) lo que la hace adecuada para la extracción
de energía. Se asume el punto de rango cero al
extremo sureste del transecto, donde es ubicada la
fuente.
Modelo numérico
El modelo numérico que se utilizó es el Acoustic
Toolbox User-interface & Post-processor (AcTUP
v2.2) que es un modelo 2D capaz de correr
diferentes códigos de propagación de ondas que
resuelven la ecuación de Helmholtz (ver eq 1) con
simetría cilíndrica que varía lentamente en la
dirección azimutal donde la posición r=(r,z), donde r
es el rango horizontal y z la profundidad:
donde k(r⃗) =
∇ Ρ(r⃗) + k(r⃗) Ρ(r⃗) = f(r⃗) (1)
(⃗)
es el número de onda acústico,
f el forzamiento (fuente de sonido) y P la presión.
Esto reduce el problema a 2 variables
independientes, lo cual sigue exigiendo
demasiado esfuerzo numérico, por lo que se usan
diferentes métodos para su resolución (ver
desarrollo matemático en Jensen et al, 2000):
Bounce & Bellhop: Bounce calcula los coeficientes
de reflexión y Bellhop usa éstos coeficientes para
calcular los caminos de los rayos y la pérdida de
transmisión. Puede depender de la batimetría, pero
no de la velocidad del sonido.
Kraken, KrakenC & Field: Kraken calcula los modos
normales para el modelo de propagación usando
aritmética real y estimando la atenuación con una
técnica de perturbación, KrakenC es similar, pero
usando el plano complejo y Field calcula la pérdida
de transmisión usando los modos normales
calculados.
Scooter & Fields: Scooter calcula la función de
Green del modelo y Fields integra ésta función
47

resultante para calcular la pérdida de transmisión
usando Transformada Rápida de Fourier.
RAM: Modelo acústico de rango-dependiente, es
un código de la ecuación parabólica (PE) que
utiliza el algoritmo de Pade para lograr una alta
eficiencia para modelar la propagación a ángulos
grandes de la horizontal. Este método asume una
solución en la forma de una onda cilíndrica
saliente:
Para la modelación se usaron los siguientes datos
de batimetría, velocidad del sonido y densidad,
tomados durante el Crucero Oceanográfico CEMIE
en Cozumel, transecto 2 (ver Figura 1).
Resultados
La turbina se encuentra a una profundidad de 10m y
se toman las frecuencias de generación de ruido
producido por una turbina ideal encontrados por
(Guerra, 2011) en el transecto 2:
p(r⃗) = ψ(r⃗, z)H
() (k r) (2)
donde es una función que varía lentamente con
el rango y k es el número de onda de referencia.
Sustituyendo en (1) se obtiene la ecuación
parabólica:
2ik
∂ψ
∂r + ∂ ψ
∂z + k c
c
− 1 ψ = 0 (3)
donde c es la velocidad del sonido de referencia
correspondiente a k . Además de ser altamente
eficiente, éste método es capaz de modelar la
propagación donde el rango depende de su
entorno, i.e., de la batimetría y la velocidad del
sonido, por lo que fue el código que se eligió para
las simulaciones.
Figura 2. Datos transecto 2. Arriba a la izquierda la batimetría,
a la derecha la densidad y abajo la velocidad del sonido.
Figura 3. Pérdidas de transmisión del ruido con una
frecuencia de 10, 25 y 75 Hz de una turbina hidrogeneradora.
Se puede observar que a medida que un punto se
encuentra más cercano a la fuente las pérdidas de
transmisión son menores, al igual que en la parte
inferior, probablemente debido a la reflexión de la
onda en el límite con el fondo. Se puede ver también
de forma general que la pérdida de transmisión es
mayor cuando la velocidad del sonido es mayor y
viceversa, sin embargo domina la interferencia de
las ondas que muestra un patrones de interferencia
positiva y negativa.
Referencias
Guerra, j. (2011). Estimates of Water Turbine Noise
Levels, Tesis de maestría, Florida Atlantic
University, Boca Ratón, Florida.
Jensen, F., Kuperman, W., Porter, M., & Schmidt, H.
(2000). Computational Ocean Acoustics. New York:
Springer-Verlag.
Popper, A. (2003). The effects of anthoropogenic
sonds on fishes. Fisheries, 28: 24-31.
48

REFLEXIONES DESDE EL ÁREA SOCIAL PARA LOS PROYECTOS DE
ENERGÍAS DEL OCÉANO
Astrid Wojtarowski Leal
El Colegio de Veracruz, astrid_leal@yahoo.com.mx
Resumen
Se presenta una reflexión sobre la importancia del
desarrollo de energías marinas en el marco de los
Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS),
especialmente el objetivo 7: “Energía asequible y no
contaminante” (ONU, 2015).
Al mismo tiempo se muestra la relevancia de las
investigaciones sociales en proyectos de
aprovechamiento de la energía del océano
(González y Estévez, 2005) y, en ese sentido, se
presentan los resultados de los estudios de caso de
dos poblaciones: El Cuyo y Cozumel, que muestran
opiniones y actitudes diversas frente a las energías
renovables y la modificación de su paisaje.
En El Cuyo, en la Reserva de la Biósfera Ría
Lagartos, Yucatán; los resultados arrojaron que hay
limitada información sobre energías renovables,
aunque actitud positiva hacia las mismas. En la
localidad se observan resistencias a la modificación
de su territorio, actitud de corte histórico pero que
actualmente también se encuentra asociada a la
valoración de su patrimonio natural-cultural, lo que
podría representar un importante reto en el
desarrollo de cualquier proyecto de intervención del
territorio, incluyendo alguno de energía marina.
12% 6%
35%
47%
Elementos asociados al mar (mar, playa)
Paisaje en general
Fauna (flamenco, cocodrilos)
Flora
Figura 1. Resistencia a la transformación del territorio:
elementos que no quieren que se modifiquen (Tomada de
Wojtarowski, 2020a).
Por su parte, Cozumel presenta resultados
heterogéneos y variados en función del tipo de
informante. Cuando se trata del estudio con
población general, donde se indagó con una escala
de Likert sobre la actitud, se observa en general una
actitud abierta y positiva frente a las energías
renovables.
Tabla 1. Resultados de los componentes de la actitud
(tomada de Wojtarowski., 2020b).
Componentes
Q5
Acuerdo total
Q4
Acuerdo relativo
Quintiles
Q3
Ni de acuerdo ni
en desacuerdo
Q2
Desacuerdo
relativo
Q1
Desacuerdo
total
Conativo 48% 41% 7% 3% 1%
Cognitivo 27% 38% 32% 2% 1%
Afectivo 51% 31% 8% 3% 7%
Sin embargo, en la indagación profunda con
informantes clave se descubren preocupaciones
ambientales y de defensa del territorio frente a los
proyectos que lo intervienen, planteando la
necesidad de acercamiento y diálogo con la
localidad, en caso de realizar un proyecto de energía
marina.
Referencias
González, M. y Estévez, B. (2005). Participación,
comunicación y negociación en conflictos
ambientales: Energía eólica marina en el mar de
Trafalgar. ARBOR, Ciencia, Pensamiento y Cultura.
181(715): 377-392.
Organización de Naciones Unidas (ONU). (2015).
Proyecto de documento final de la cumbre de las
Naciones Unidas para la aprobación de la agenda
para el desarrollo después de 2015. Recuperado de:
https://www.un.org/ga/search/view_doc.asp?symbol
=A/69/L.85&Lang=S
Wojtarowski, A. (2020a). Valoración del patrimonio
biocultural en un Área Natural Protegida, el caso de
49

El Cuyo, Yucatán, México. TRACE, No. 78, Julio
2020, 204-234.
Wojtarowski, A. (2020b). ¿Podrá Cozumel
capitalizar su potencial para el desarrollo de energía
marina? Un análisis desde la actitud sobre energías
alternativas. Intersticios. Revista sociológica de
pensamiento crítico, 14(1): 31-58.
50

RELACIÓN DEL OCÉANO CON EL BIOCLIMA Y EL CONSUMO DE ENERGÍA
EN MÉXICO
David Morillón Gálvez
Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México, damg@pumas.ii.unam.mx
Resumen
Se presentan los principales productos del proyecto
que relaciona el océano con el bioclima de México,
como los impacto en el clima, en el confort térmico,
el aprovechamiento de la brisa marina y sus
beneficios, como el ahorro de energía y mitigación
de CO 2 relacionados con el uso de la energía.
Productos
De la evaluación del impacto que los océanos
provocan en el clima, bioclima y consumo de energía
en México, se definieron estrategias para el
aprovechamiento de la brisa marina en los edificios
de las costas, para el ahoro de energía y mitigación
de CO 2.
Dicho trabajo permitió tener los siguientes
productos:
Atlas del impacto del océano en el clima de la
República Mexicana (Figura 1)
Mapas del bioclima de la República Mexicana
(Figura 2)
Definición de estrategias para el
aprovechamiento de la brisa marina
Beneficios de la brisa marina en el confort
térmico o bioclima de las costas de México
(Figura 3)
Ahorro de energía y mitigación de CO 2 por el
aprovechaminto de la brisa marina en los
edifciios
Figura 1. Atlas del impacto del océano en el clima de México:
Temperatura mínima y máxima anual.
51

Figura 3. (cont.) Beneficios de la brisa marina en el bioclimaconfort:
Caso Acapulco, sin brisa, con brisa a 0.5 m/s y a 1.5
m/s.
Figura 2. Mapas del bioclima de México enero y junio.
Referencias
Morillón, D., Silva, R. y Valdes, H. (2018). Atlas del
impacto del océano en el clima de México, Ed.
CEMIEO, 128 p.
Morillón, D., Silva, R., López, R., Espinosa Santos,
J. (2018), Impactos del cambio climático y el océano
en el consumo de energía en los edificios: Análisis
retrospectivo, presente y prospectivo, Actas de la
XLI Reunión de Trabajo de la Asociación Argentina
de Energías Renovables y Medio Ambiente, 6:
08.157-08.163
Morillón, D., Silva, R. y Felix A., (2019). Impacto del
océano en el bioclima de México, Ed. CEMIEO, 134
p.
García, I., Morillón, D., Sousa, G., Suarez, S., Silva,
R. y Hawkes, A., (2019). Thermodynamic and
thermal comfort optimisation of a coastal social
house considering the influence of the thermal
breeze, Building and Environment, 155, 224-246.
Rivera, J., Patiño, A. y Morillón, D. (2019),
Metodología para el estudio y georreferenciación del
bioclima, Editorial Académica Española, 148 p.
Figura 3. Beneficios de la brisa marina en el bioclima-confort:
Caso Acapulco, sin brisa, con brisa a 0.5 m/s y a 1.5 m/s.
52

SIMULACIÓN TÉRMICA – ENERGÉTICA DE UNA VIVIENDA CON
ESTRATEGIAS BIOCLIMÁTICAS PARA APROVECHAR LA BRISA MARINA EN
LA PAZ, B.C.S
Madelein Galindo De La Cruz 1 , Oscar Reséndiz Pacheco 1 y David Morillón Galvez 2
1
Universidad Autónoma de Baja California Sur, mgalindo@uabcs.mx, resendiz@uabcs.mx
2
Universidad Nacional Autónoma de México, damg@pumas.iingen.unam.mx
Resumen
Este trabajo se centra en un estudio de simulación
del comportamiento térmico de una vivienda típica
de interés social, para hacer de ella un espacio que
garantice el confort térmico y la disminución del
consumo de energía por uso de sistemas de
climatización mecánica, con el apoyo de la
implementación de sistemas pasivos como la
ventilación natural, aprovechando los vientos
locales, en particular la brisa marina. Con el apoyo
del programa Design Builder se realizaron
simulaciones térmicas de distintas estrategias
bioclimáticas como la implementación del uso de
sistemas pasivos como la ventilación natural (brisa
marina), absortancia, la protección de áreas
soleadas, implementación de aleros como
estrategias de sombreado, el aislamiento térmico
industrializado (poliuretano) y la incorporación de
bloques de adobe.
Los resultados muestran que la ventilación permite
obtener temperaturas más bajas en parte del día, lo
cual demuestra el potencial de la brisa marina en
ciertas condiciones ambientales a lo largo del año en
localidades de clima cálido como el de La Paz,
B.C.S., México, para obtener confort térmico en
viviendas. Con el aprovechamiento de la brisa
marina aplicando estrategias como la de la
ventilación continua, particularmente la presencia de
brisa en la localidad conjugándolo con baja
absortancia en los muros, se obtienen beneficios a
un bajo costo, como ahorro de energía y un mayor
confort térmico para el usuario. También se
encuentran beneficios al considerar para la vivienda
materiales con grandes masas térmicas como el
adobe.
El aprovechamiento de la brisa marina será el mejor
recurso para disminuir parcialmente la dependencia
de los combustibles fósiles, apoyándonos con
sistemas pasivos.
Figura 1. Comparativa de estrategias bioclimáticas.
Referencias
Kerdan, I. G., Gálvez, D. M., Sousa, G., de la Fuente,
S. S., Silva, R., & Hawkes, A. (2019).
Thermodynamic and thermal comfort optimisation of
a coastal social house considering the influence of
the thermal breeze. Building and Environment, 155:
224-246.
Gobierno del Estado de Baja California Sur (2019).
http://www.bcs.gob.mx/conoce-bcs/baja-californiasur/
Consultado el 23 de Noviembre de 2019.
IEA (2016). International Energy Agency. Paris:
OECD/IEA
Morillón, D. (2004). Modelo para Diseño y
Evaluacion del Control Solar en Edificios. México,
D.F.: Series del Instituto de Ingeniería, IIUNAM.
Morillón, D. (2018). Efecto del Viento en el Bioclima
de las Costas de México. XLII Semana Nacional de
Energía Solar.
53

Olgyay, V. (1998). Arquitectura y Clima. Manual de
diseño bioclimatico para la arquitectos y urbanistas.
Barcelona: Guatavi Gili S.A.
Oropeza-Perez, I., & Østergaard, P. A. (2014).
Energy saving potential of utilizing natural ventilation
under warm conditions–A case study of Mexico.
Applied energy, 130: 20-32.
54

2. EMPRENDIMIENTO

CADENA DE SUMINISTRO PARA EL APROVECHAMIENTO DE ENERGÍA POR
CORRIENTES EN LA PENÍNSULA DE YUCATÁN
Juan Carlos Alcérreca-Huerta 1 ; Laura Carrillo 2 y Mariana E. Callejas-Jiménez 2
1
Departamento de Observación y Estudio de la Tierra, la Atmósfera y el Océano, Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología-El
Colegio de la Frontera Sur (CONACYT-ECOSUR), jcalcerreca@conacyt.mx
2
Departamento de Observación y Estudio de la Tierra, la Atmósfera y el Océano, El Colegio de la Frontera Sur (ECOSUR),
lcarrillo@ecosur.mx, mecallejas@ecosur.mx
Introducción
El interés de desarrollo económico regional, la
conservación ambiental y la sostenibilidad de los
destinos turísticos costeros en México ha detonado
un interés en la implementación de tecnologías
limpias. El alto consumo energético asociado a
actividades turísticas en el Caribe Mexicano, y en
particular en Isla Cozumel han impulsado la
investigación de alternativas de generación eléctrica
para la región. El consumo eléctrico en la isla de
Cozumel, de alrededor de 274.8 GWh para 2016,
está vinculada con el alto desarrollo del turismo y
una población flotante de más de 4.4 millones de
arribos por año. Al respecto, las energías marinas
representan una alternativa prometedora e
innovadora para satisfacer las demandas de
energía. Velocidades de corriente entre 0.5-1.5 m/s
sobre la plataforma insular occidental de Cozumel
engloban un potencial energético marino
aprovechable capaz de suplir alrededor del 10 % de
su consumo eléctrico (Alcérreca-Huerta et al., 2019).
No obstante, la determinación de las capacidades
regionales en torno a la generación de posibles
cadenas de suministro representa un tema relevante
para el desarrollo de la progresión tecnológica y del
beneficio regional.
Por lo anterior, el presente trabajo describe las
capacidades de la región para el desarrollo y
producción de las tecnologías de aprovechamiento
de los recursos energéticos marinos.
Metodología
El análisis de la cadena de suministro considera la
relación de potenciales proveedores en la región de
la Península de Yucatán, con capacidad de
manufactura de las piezas y diseño de prototipos,
investigación, integración de desarrollos a escala
real de turbinas marinas, integración de
componentes tecnológicos, así como su operación y
mantenimiento. Para ello, la información y datos
pertenecientes al Directorio Estadístico Nacional de
Unidades Económicas (DENUE) de México (INEGI,
2019) fueron considerados y analizados en función
de la actividad (ramo) de la unidad económica, así
como de su localización. Asimismo, se consideraron
unidades económicas formalmente establecidas y
pertenecientes tanto al sector privado como público.
Resultados
Del total de las unidades económicas (141) que
pudieran vincularse con el sector productivo
requerido para el desarrollo y fabricación de turbinas
marinas, y ubicadas en la Península de Yucatán, se
encontró que el 54.6 % de éstas se encuentran en el
estado de Yucatán, 37.6 % en el estado de
Campeche y sólo 17.7 % en Quintana Roo (Figura
1).
Figura 1. Porcentaje de unidades económicas por Estado con
posibilidad de integrarse a la cadena de suministro local en el
desarrollo de turbinas marinas.
56

Asimismo, cerca del 28.4 % de las unidades
económicas están vinculadas al sector de
construcción de obras de generación y conducción
de energía eléctrica, 14.9 % a servicios de
investigación científica y desarrollo, y 9.2 % a
maquinado de piezas metálicas para maquinaria y
equipo en general. Cabe destacar que alrededor de
15.6 % de las unidades económicas de la región
están asociadas al sector de construcción de
sistemas de distribución de petróleo y gas, donde la
experiencia en operaciones de instalación,
mantenimiento y recuperación offshore podría ser
benéfica para la implementación de los dispositivos
de conversión de energía marina por corrientes.
Las ciudades con mayor potencial de contribución a
una posible cadena de suministro resultaron:
Mérida, Yucatán, con 60 unidades económicas
(42.6 %), y que constituye el mayor centro de la
región para el desarrollo de la cadena de
suministro y del mercado manufacturero para
turbinas marinas. Los principales ramos
pertenecen a construcción de obras de
generación y conducción de energía eléctrica,
fabricación de pinturas y recubrimientos, y
maquinado de piezas metálicas para
maquinaria y equipo en general.
Ciudad del Carmen, Campeche, con 38
unidades económicas (27.0 %), se encuentra
mayormente dedicada al ramo de la
construcción en sistemas costeros y costa
afuera, como resultado del aprovechamiento de
las actividades petroleras en el área.
Cancún, Quintana Roo, con 14
establecimientos (9.9 %), posee una mayor
diversificación de actividades que incluyen al
ramo de moldeo por fundición de piezas de
hierro y acero. Asimismo, se pueden encontrar
el desarrollo de otros ramos como construcción
de obras de generación y conducción de
energía eléctrica, maquinado de piezas
metálicas para maquinaria y equipo en general,
y fabricación de equipo y aparatos de
distribución de energía eléctrica.
Cabe señalar que las localidades de Playa del
Carmen y San Miguel de Cozumel, más próximas al
recurso energético aprovechable de corrientes
marinas, sólo poseen un total de 4 unidades
económicas representadas por la CFE, el ramo de
maquinado de pieza metálicas para maquinaria y
equipo en general y el de servicios de investigación
científica y desarrollo del sector privado.
Conclusiones
El desarrollo de una cadena de suministro en la
Península de Yucatán requiere un mayor
fortalecimiento y consolidación. Para ello, debe
considerarse el aumento de capacidades de las
unidades económicas cuya especialización actual
ha sido enfocada al desarrollado de experiencia en
el trabajo en aguas costeras y costa afuera, pero no
vinculadas con la implementación, instalación,
operación y mantenimiento de sistemas de
aprovechamiento de la energía por corrientes. De
igual forma, es requerido el fortalecimiento del sector
industrial de Quintana Roo, cuya aportación dentro
de la cadena de suministro se ve reducida en
comparación con las encontradas en el resto de la
Península de Yucatán como consecuencia del
desarrollo del sector turístico y de servicios.
La integración de las capacidades de producción de
la Península de Yucatán debe considerar además
soluciones integrales que se relacionen con el sector
turismo y el de investigación, y al establecimiento de
una nueva vocación económica para la región del
Caribe Mexicano.
Referencias
Alcérreca-Huerta, J.C., Encarnacion, J.I., Ordoñez-
Sánchez, S., Callejas-Jiménez, M., Gallegos-Diez-
Barroso, G., Allmark, M., Mariño-Tapia, I., Silva
Casarín, R., O’Doherty, T., Johnstone, C., Carrillo, L.
(2019). Energy Yield Assessment from Ocean
Currents in the Insular Shelf of Cozumel Island.
Journal of Marine Science and Engineering, 7(5):
147.
INEGI, 2019. Directorio Estadístico Nacional de
Unidades Económicas [WWW Document]. URL
https://www.inegi.org.mx/app/mapa/denue/default.a
spx (accessed 3.6.19).
57

CONCURSO COLEGIADO DE ENERGÍA MARINA: DESARROLLO DE UN
PROYECTO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE UNA PLANTA OTEC EN LA
ISLA COZUMEL
Dulce Daniela Navarro Moreno 1 , Fabiola García-Vega 1 , Jonathan Benítez-Gallardo 1 , Emily Martínez 2 , Jessica
Tobal-Cupul 3 , Michelle Wang 2 , Santiago Zamora 2 , Andrés Rosales 2 , E. Paola Garduño-Ruiz 1 , Jorge Olmedo-
González 4 y Emilano Gorr-Pozzi 5
1
Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, danielanavarrom1@gmail.com, FGarciaV@iingen.unam.mx,
john_ene10@hotmail.com y EGardunoR@iingen.unam.mx
2
Thayer School of Engineering at Dartmouth, emily.d.martinez.21@dartmouth.edu, Michelle.s.wang.21@dartmouth.edu,
Santiago.zamora.castillo.21@dartmouth.edu, arosales871@gmail.con
3
Universidad del Caribe, 140300172@ucaribe.edu.mx
4
Laboratorio Electroquímica, ESIQIE, Instituto Politécnico Nacional, jorgeolmedog@outlook.com
5
Universidad de Baja California, emigorr@uabc.edu.mx
Introducción
El Concurso Colegiado de Energía Marina (MECC,
por sus siglas en inglés), es organizado por el
Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL,
por sus siglas en inglés) del Departamento de
Energía (DOE, por sus siglas en inglés) de Estados
Unidos de América. MECC, está diseñado para
desafiar a equipos de estudiantes interdisciplinarios
a encontrar soluciones que puedan desempeñar un
papel vital en impulsar el uso de energías marinas,
abordando aspectos técnicos, socio-ambientales y
de negocios, dentro de la visión de “economía azul”.
Estudiantes del CEMIE-Océano y de Dartmouth
College, se han unido para crear el equipo “OTEC-
International”, resultando ser uno de los 17 equipos
que continuaron para la etapa final.
Dentro de las diferentes fuentes de energía marina,
se encuentra la energía por gradiente térmico que
por medio de la tecnología de Conversión de
Energía Térmica Oceánica (OTEC), se puede
aprovechar las diferencias de temperatura (iguales
o mayores a 20 ºC) encontradas entre la superficie
y fondo (~ 1000 m) del océano para generar
electricidad de manera continua e ilimitada; esto
gracias su alto factor de capacidad (92%) (Vega,
2012).
Las zonas que cuentan con mayor potencial de
aprovechamiento son aquéllas que se ubican en las
áreas tropicales, por tal motivo, la Isla Cozumel, es
una zona con gran interés (Huante et al., 2020).
Para generar electricidad, se utiliza en ciclo
termodinámico Rankine. Existen dos principales
tipos de ciclos: el Cerrado (CC) y el Abierto (CA).
Además, se puede generar beneficios secundarios,
como son agua desalinizada, usos del agua
profunda para aire acondicionado, acuacultura, etc.
De Existen dos principales configuraciones de
plantas: en tierra o sobre sistemas flotantes,
ubicada a pocos kilómetros de la costa (Garduño et
al., 2017).
Actualmente, existen alrededor de cinco plantas
piloto con una capacidad total de 270 KW (OES,
2020).
El presente proyecto tiene como objetivo principal,
el desarrollo conceptual de una planta flotante
OTEC de Ciclo Cerrado con una potencia bruta de
60 MW, considerando como caso de estudio la Isla
Cozumel, ubicada en Quintana Roo, México (Figura
1). El desarrollo de esta investigación permitirá
definir el alcance y la viabilidad técnica, financiera y
de mercado tanto de la generación de energía
eléctrica como de sus subproductos (agua
desalinizada y agua para la producción de
macro.algas).
Figura 1. Área de estudio, Cozumel, Quintana Roo, Mex.
(Elaborada por OTEC Internacional, 2020).
58

Metodología y resultados
Energía eléctrica
La demanda eléctrica de Cozumel se satisface,
principalmente, a través de cables submarinos
conectados a Playa del Carmen, resultando en una
de las energías más caras del país, debido a su
ubicación y a la logística nacional, volviéndose una
oportunidad para la planta y para la comunidad.
A continuación, se presenta una tabla comparativa
que muestra la competitividad de algunas plantas
generadoras de energía, misma que toma como
referencia el Costo Nivelado de Energía (LCOE) y el
factor de capacidad.
Tabla 1. Tabla comparativa de LCOE a 2026. (IEA, 2021).
Tipo de planta LCOE
Factor de
capacidad
OTEC $206.54 92%
Turbina de combustión $199.01 10%
Eólica costa fuera $115.04 45%
Eólica costa dentro $31.45 41%
Solar hibrida $42.18 30%
Cabe aclarar que únicamente se consideraron los
ingresos de energía eléctrica y, al incluir las ventas
de los subproductos, CEL y bonos de carbono la
planta será más rentable, por ende, el LCOE
disminuirá. Por otro lado, la planta fungirá como un
generador privado, ofreciendo la energía en el
Mercado Eléctrico Mayorista, con el fin de que un
suministrador calificado pueda adquirirla y ofrecerla
a usuarios calificados (gobiernos o industrias o
empresas que tengan un consumo mínimo
promedio de 1mw).
Agua desalinizada
La producción de agua desalinizada anual será de
29,663,064 m³, misma que permitirá satisfacer la
necesidad de agua potable en la isla, así como
cubrir la demanda social en otras regiones de la
República. Este producto podrá ser vendido a
gobiernos estatales y municipales y el precio por m³
será igualado al promedio nacional.
Agua para el cultivo de macro-algas
El mercado de las algas va en aumento, esto se
debe a su rentabilidad y sostenibilidad, ya que
ofrece una amplia gama de beneficios a diversos
sectores. En la planta OTEC la macro-alga que será
producida es la Ulva sp, una especie que se puede
encontrar en la zona de estudio y, por tanto, no
afecta el ecosistema. De acuerdo con estimaciones
se calcula que la producción anual sea de 15,330
toneladas del alga deshidratada, lo que permite
tener un ingreso de $93,000 dólares anuales, por la
venta de bonos de carbono, el cual es capturado a
través de estas. Además, debe sumarse la venta de
la macro-alga.
Estudio socio-ambiental
Uno de los pilares y principales objetivos del
proyecto es la sustentabilidad, por ello se ha
considerado afectar lo menos posible la zona.
Además de que este ha buscado adaptarse a los
planes de acción (internacionales, nacionales y
locales) relacionados con la energía azul.
Conclusión
Tras el análisis realizado, se concluye que el
desarrollo e implementación de la planta OTEC es
viable técnica y económicamente. Asimismo, se ha
logrado integrar los conocimientos
multidisciplinarios, y se ha buscado crear una
sinergia entre el ámbito académico, privado y
gubernamental, en lo cual se están obteniendo
buenos resultados.
Referencias
Energy Information Administration (2021). Levelized
Costs of New Generation Resources in the Annual
Energy Outlook 2021. Online:
https://www.eia.gov/outlooks/aeo/pdf/electricity_ge
neration.pdf
García. H. A., Rodríguez C. Y., Garduño R. E. P.,
and Hernández C. R. E. (2020). General Criteria for
Optimal Site Selection for the Installation of Ocean
Thermal Energy Conversion (OTEC) Plants in the
Mexican Pacific. In Intech, IntechOpen, Ed. London,
UK, p. 15.
Garduño R. E. P., Garcia H. A. (2017). Conversión
de Energía Térmica Oceánica (OTEC) Estado del
Arte., CEMIE-Océano. México, 2017.
Ocean Energy System (2020). Ocean energy in
islands and remote coastal areas opportunities and
challenges. Online: C:/Users/HP/Downloads/oceanenergy-in-islands-and-remote-coastal-areas.pdf
Vega, L. A. (2012). Ocean thermal energy
conversion. Encyclopedia of sustainability science
and technology, 7296–7328.
59

CORRIENTES SUBMARINAS: UNA OPCIÓN ENERGÉTICA VIABLE PARA
MÉXICO Y LA REDUCCIÓN DE CO2
Francisco Bañuelos Ruedas y Abraham Reveles Pinedo
Universidad Autónoma de Zacatecas, abraham_re_pi@hotmail.com, fbanuelosrs@hotmail.com
Introducción
La creciente demanda de energía eléctrica que
tienen los países desarrollados y en vías de
desarrollo, aunado a la preocupación mundial por
reducir la emisión de gases de efecto invernadero,
hace que se busquen y se desarrollen nuevas
tecnologías para la producción de energía eléctrica.
México no es la excepción, razón por la cual diversas
instituciones interesadas en el tema se han dado la
tarea de investigar opciones viables y amigables con
el medio ambiente. El CEMIE-O ha estado llevando
a cabo investigaciones sobre las energías del mar y
destaca el ámbito de las corrientes submarinas
como una alternativa para la producción de energía
eléctrica. En este trabajo se analiza de forma
resumida la posibilidad del aprovechamiento de las
corrientes marinas en el mar territorial mexicano y su
ayuda en la reducción de CO 2.
Matriz energética en el mundo y en México
La participación de las energías renovables en el
mundo es de aproximadamente el 27.3 % como lo
indica la Figura 1.
Figura 2. Capacidad instalada por tipo de tecnología al 31 de
diciembre de 2019 (SENER-PRODESEN, 2020).
Ubicación de las renovables en el despacho de
carga
Las energías renovables no convencionales, deben
estar en la base del despacho de energía, que sería
la ubicación posible para la energía producida por
las corrientes submarinas.
Figura 1. Participación de generación eléctrica mundial en
2019 (REN21, 2020).
En México la participación de las fuentes alternas no
convencionales es mínima, como lo indica la Figura
2.
Figura 3. Demanda y generación por tipo de oferta para la
primera semana de septiembre del año 2019 (CENACE,
Reporte MEM 2019)
Energías obtenidas del mar y su posible
aprovechamiento
Las plantas de generación que pueden aprovechar
las energías del mar son a las que utilizan la olas,
60

corrientes submarinas, mareas, gradiente térmico y
gradiente salino.
Estimación preliminar de potencia generada
en un parque en Cozumel, México
De acuerdo con los datos obtenidos para las
velocidades de las corrientes marinas en el Canal de
Cozumel, instalando un parque con 10 turbinas
marinas de 2 MW, y considerando un factor de
planta de 40 % se tendría un estimado por mes de
5.842 GWh y por año de 70.104 GWh.
Reducción de emisiones de CO2
Utilizando fuentes alternas no convencionales, la
disminución de emisiones de CO2 a la atmósfera se
aprecia notablemente. Ver la tabla de la Figura 4.
se considera viable la explotación de ese recurso
energético y es recomendable explorar más zonas
que puedan ser aprovechadas para instalar parques
con turbinas marinas. La reducción de CO2 al utilizar
estas corrientes es enorme, razón por la cual se
concluye que es de gran utilidad usar este tipo de
energías.
Tabla 1. Comparación del impacto ambiental entre plantas
que usan combustibles fósiles, eólica y oceánica durante un
mes.
Fuente
Capacidad en
GWh
t de
CO 2/GWh
t de CO 2 totales
emitidos
Carbón 5.842 1058.200 6,182.00
Petróleo 5.842 820.000 4,790.44
Gas
Natural
5.842 524.000 3,061.21
Eólica 5.842 7.400 43.23
Oceánica
5.842
6.000 35.05
Figura 4. Comparación del impacto ambiental de las
diferentes formas de producir electricidad (Merino, L. 2021).
Para el caso de las energías oceánicas un valor
estimado es de 6.0 t de CO2/GWh. (IPCC, 2011).
Considerando esta última referencia y los datos de
la tabla de la Figura 4, se pueden estimar las
reducciones de CO2, para un parque marino de 20
MW, con un factor de planta de 0.4. Tabla 1.
Como puede notarse en la contribución, para mitigar
el efecto invernadero, de las fuentes alternas no
convencionales es alta, y en el caso de las corrientes
submarinas es muy significativa.
Conclusiones
Dada la potencia estimada por las corrientes
submarinas en una zona del mar territorial mexicano,
Referencias
CENACE (2019). Reporte Semanal del Mercado
Eléctrico Mayorista, septiembre 01-07, 2019.
IPCC (2018). Fuentes de energía renovables y
mitigación del cambio climático
https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/03/srr
en_report_es-1.pdf
Merino, L. (2014). Energías renovables. Colección
Energías renovables para todos. España. Haya
Comunicación. http://www3.gobiernodecanarias.
org/medusa/ecoblog/fmarperl/files/2014/10/cuadern
os-energias-renovables-para-todos.pdf. Consulta:
08 de abril 2021.
REN21 (2020). Renewables global status report
2020. Página de internet: https://www.ren21.net/
reports/global-status-report/?gclid=EAIaIQob
ChMIqfS_gfvv7wIVbObjBx0TIQQtEAAYASAAEgJb
cfD_BwE.
SENER (2021). PRODESEN 2020-2034, 21–30.
61

DESARROLLO DE UN WEC DE BAJA POTENCIA VISIÓN METODOLÓGICA
SOBRE LA TRAZABILIDAD DE LA I+D+I DE SU PAQUETE TECNOLÓGICO
(PQT)
Jorge J. Cantó 1 , Gustavo I. Cadena 2 y Ricardo Saldaña 3
1
canto@corrosionyproteccion.com
2
IIUNAM, gcadenas@ii.unam.mx
3
INEEL, rsf@ineel.mx
Resumen
Este trabajo muestra el desarrollo de un convertidor
de energía del oleaje (WEC) de baja potencia; para
aplicaciones de electrificación rural, compuesto, en
términos generales, de un sistema de potencia,
formado por subsistemas de concentración y de
captación de flujo con turbina una Wells, subsistema
de generación de corriente directa de 100 W de
capacidad nominal y el subsistema de
acondicionamiento electrónico y control para la
corriente generada. A continuación, se describen las
características generales del WEC, la
documentación generada para el desarrollo de este
paquete tecnológico (PqT) y, la identificación de un
primer grupo de comunidades costeras no
electrificadas que pueden calificar para la instalación
de este sistema.
Introducción
El Dr. Lorenzo Martínez Gómez (QEPD) del Instituto
de Ciencias Físicas de la UNAM, trabajó en la línea
de investigación “Implementación integrada y
evaluación del desempeño en campo de
convertidores de energía de oleaje para ondas
cortas y asimétricas O-LE2” del CEMIE-Océano, él
lideró el proyecto de investigación, desarrollo e
innovación (I+D+I) de “dos prototipos de convertidor
de energía de oleaje (WEC) con supervisión a
distancia, para almacenaje y suministro de
electricidad, incluyendo: Ingeniería, fabricación,
modelos de laboratorio, modelación pruebas y
análisis de su funcionamiento”. Así, se fijaron tres
metas: (I+D) desarrollar un “sistema para protección
catódica”, otro “sistema de almacenaje y suministro
de electricidad para iluminación por LED y
establecer los lineamientos fundamentales de su
innovación”. Aquí se describen los pasos
metodológicos del desarrollo del PqT para
suministro de electricidad; se especifican las
características de sus componentes, su ensamble,
simulaciones y pruebas de operación en laboratorio
y en ambiente marino; la documentación de cada
paso, la determinación de su TRL y, por último, el
perfil de usuarios y la identificación de beneficiarios,
con fines de considerar la innovación mediante la
electrificación de comunidades costeras con
carencia del fundamental servicio eléctrico de una
zona del sureste de México.
Descripción del WEC para generación
eléctrica en comunidades costeras rurales
apartadas
El sistema consiste en una carcasa que aloja una
turbina tipo Wells con potencia nominal de 100 W,
acoplada a estructuras costa afuera, con un
diámetro de 1.5 m y 2.5 m de longitud. El desarrollo
requiere de un dispositivo de simulación y pruebas
de oleaje. La supervisión del funcionamiento a
distancia requiere de un UAV. Los sistemas
(descripción y caracterización de componentes,
piezas, software, etc.) que integran el paquete
tecnológico son:
Carcaza y soporte
Transmisión de potencia
Propulsión
Generación eléctrica
Telemetría
Fuselaje UAV
Probador de oleaje
Determinación de TRL del PqT
Para la determinación del TRL del WEC se llevó a
cabo la recopilación de toda aquella información
documental probatoria del proceso de desarrollo del
PqT, llevando a cabo una ponderación de los
62

documentos, por nivel de TRL. A manera de ejemplo
se muestra en la Figura 1 la documentación de los
TRL 6 y 7 (UN, 2020).
Figura 2. Sitios potenciales para la implementación del WEC,
en el estado de Quintana Roo.
Figura 1. Documentación y evidencias de los TRL 6 y 7 del
WEC.
Identificación de una zona de posible
aplicación del PqT
Para la aplicación del WEC se identificó la zona
costera del estado de Quintana Roo. Los sitios
identificados se muestran en la Figura 2.
Los sitios se identificaron según las siguientes
consideraciones, a partir del Censo de Población y
Vivienda 2020: número de habitantes ≤ 500, contar
con viviendas sin servicio eléctrico y tener una altitud
≤ 10 m.s.n.m. (INEGI, 2021)
Acciones subsecuentes
Se plantea llevar a cabo la Innovación (transferencia
tecnológica de PqT y el seguimiento del empleo de
este sistema) en diversas áreas del territorio
nacional en las que exista la necesidad de electrificar
sitios con carencia de energía eléctrica. Las
aplicaciones además de la iluminación, podrían ser
el accionamiento de dispositivos de bajo consumo
como la comunicación y sistemas de conservación
de alimentos y medicinas, etc.
Referencias
INEGI (2021). Censo de población y vivienda 2020,
Quintana Roo, Archivos Excel.
UN (2020) Unidad de Negocios del CEMIE-Océano,
metodología propia.
63

3. ENERGÍA DE
CORRIENTES Y
MAREOMOTRIZ
64

A HYDROKINETIC TURBINE FOR THE OPERATION OF THE COZUMEL
CHANNEL FLOW CONDITIONS
Ross Cleland 1 , Eilidh Dougherty 1 , Aidan Gallacher 1 , Michael Howes 1 , Steven McKnight 1 , Jack McLean 1 , Andrew
Strohmer-Peoples 1 , Ismael MarinoTapia 2 and Stephanie Ordonez-Sanchez 1
1
University of Strathclyde, ross.cleland.2016@uni.strath.ac.uk, eilidh.dougherty.2016@uni.strath.ac.uk,
aidan.gallacher.2016@uni.strath.ac.uk, michael.howes.2015@uni.strath.ac.uk, steven.mcknight.2018@uni.strath.ac.uk,
jack.mclean.2016@uni.strath.ac.uk, andrew.strohmer-peoples.2016@uni.strath.ac.uk, s.ordonez@strath.ac.uk
2
ENES-UNAM Mérida, imarinotapia@gmail.com
Introduction
The outcomes presented in this extended abstract
are result of the outcomes from a MSc Group Project
undertaken at the Department of Mechanical and
Aerospace, University of Strathclyde UK.
The aim of this project was to design a marine turbine
based on the characteristics of a “slow” moving
ocean current that flows between mainland Mexico
and the Cozumel Island – the Cozumel Channel. The
project focused in four areas: i) turbine location, ii)
rotor design, iii) powertrain setup and iv) support
structure.
Turbine location
Cozumel Channel has been a site of interest for the
deployment of marine energy, given its location
within an important Mexican economic region
(Alcerreca-Huerta, et. al., 2019). Available
information from in situ flow characterisation and
numerical modelling was done for the channel, as it
can be seen in Figure 1.
Figura 1. Current Velocity Magnitude Contour Map (taken
from Cleland, et al., 2021).
The flow velocity in this area was found to be
1.035m/s, and the additional parameters considered
in this study are shown in Table 1.
Table 1. Cozumel Channel Site Properties.
Property
Value
Water Depth of Turbine 20m
Site
Mean Ocean Current 1.035m/s
Velocity
Estimated Velocity ≈ 35%
Variation*
Location
Cozumel western insular shelf
Seabed Type
Carbonate sedimentary rock
* based on the assumptions derived from numerical modelling
Rotor design and powertrain set-up
The hydrodynamic efficiency was the main
parameter used to optimised the blade design for the
turbine. The design was based on a typical horizontal
axis turbine. Permutations including blade profile,
chord, twist and number of blades were considered
in the design tool. The methodology was based on
blade element momentum theory. Figure 2 presents
the performance curve obtained from the
methodology. This rotor consisted of a 3-bladed rotor
design and the optimum blade was composed of
30% of the NACA 63(4)-421 at the root and 70% of
the NACA 63(3)-618 at the tip.
The proposed blade was then assessed structurally.
Based on the flow characterisation undertaken by
using numerical modelling and real site ADCP data,
it was concluded that the maximum operating
condition for the turbine will include: a flow speed of
2 m/s, a thrust distribution of 4 kN/m per blade and a
torque distribution of 31.62 kNm per blade.
Blade deflection, blade root connection and bending
moments were considered when evaluating the
structural components of the blade, root connection
and hub design, as captured in Figure 3.
The main considerations made when determining
the powertrain design for the turbine where capital
65

cost, weight, reliability, and efficiency. It was thus
decided that a 22kW 4 pole induction generator,
accompanied by a 1:182 planetary and bevel-helical
gearbox was the optimum design for this device. The
power output at optimum conditions was determined
to be 17.767kW with a powertrain efficiency of nearly
90%.
the turbine and components was $810,128 USD.
This costs in combination with the energy computed
from the flow characterisation and the hydrodynamic
efficiency of the turbine, were used to evaluate the
cost of energy which was determined to be $325
USD/MWh. This cost of energy is in the region of
high-energetic tidal stream turbines (Noonan, 2018).
Figure 4. Final rendered model of the turbine (taken from
Cleland, et al., 2021).
Figure 2. Power coefficient of a 3-bladed turbine of 10m in
diameter (taken from Cleland, et al., 2021).
Figure 3. Stress distribution along the blade and root
connection for extreme loading conditions (taken from
Cleland, et al., 2021).
Support Structure
A structure to mount the turbine was designed,
analysed, and optimised to meet the specific
requirements of the Cozumel Site. Gravity based
foundations were investigated and analysed based
on their structural integrity and fatigue life and then
optimised to balance performance and cost. A
ranking method was utilised to select the final design
which is shown in Figure 4.
A turbine design life of 20 years was considered for
the economic analysis. It was calculated that the full
capital, maintenance and decommissioning cost for
Future work will include a more in detailed cost
analysis including information from an established insitu
supply chain.
References
HYCOM, “HYCOM + NCODA Gulf of Mexico 1/25°
Analysis (GOMu0.04/expt_90.1m000),” HYCOM,
2019. Available: https://www.hycom.org/data/
gomu0pt04/expt90pt1m000. [Accessed October
2020].
Alcérreca-Huerta, J.C., Encarnacion, J.I., Ordoñez-
Sánchez, S., Callejas-Jiménez, M., Barroso, G.G.D.,
Allmark, M., Mariño-Tapia, I., Casarín, R.S.,
O’Doherty, T., Johnstone, C., Carrillo, L., (2019).
Energy yield assessment from ocean currents in the
insular shelf of Cozumel Island. Journal of Marine
Science and Engineering, 7(5): 147.
Cleland, R., Dougherty, E., Gallacher, A., Howes, M.,
McKnight, S., McLean, J., & Strohmer-Peoples, A.
(2021). An Optimised Marine Turbine Design
Solution for Lesser Energetic Flow Conditions.
Glasgow, UK: University of Strathclyde.
Noonan, G. S. (2018). Tidal stream and wave energy
cost reduction and industrial benefit. Tech. rep.,
Offshore Renewable Energy Catapult.
66

ADVANCES IN THE DEVELOPMENT OF A MARINE CURRENT TURBINE FOR
THE COZUMEL CHANNEL
Michael Ring 1 , Enrique Hernández Montoya 1 , Gerardo Cano Perea 2 , Miguel Angel Galindo Ferrer 2 and Edgar
Mendoza 1
1
Instituto de Ingeniería, UNAM, mring@iingen.unam.mx, EHernandezM@iingen.unam.mx, EMendozaB@iingen.unam.mx
3
Facultad de Ingeniería, UAEMex, GCanoP@iingen.unam.mx, mgalindof389@alumno.uaemex.mx
Introduction
Tidal energy currently concentrates the main effort in
harnessing marine hydrokinetic energy. For
example, Sustainable Marine Energy recently
installed its PLAT-I 6.4 platform in the Bay of Fundy,
Canada ("Sustainable Marine Unveils …", 2021),
while Simec Atlantis Energy installed one of their
AR500 turbines in the Goto Islands, Japan (“SAE
achieves another …", 2021). Despite some
similarities between tidal and marine currents, the
latter tend to have a much lower energy density
requiring special efforts in optimization of turbines for
lower speeds. Based on the design of Bahaj et al.,
2007, Encarnacion et al., 2019 is currently
developing a rotor design for slow marine currents of
approximately 1 m s -1 .
The present work pretends to expose the state of
development of a working prototype for the Cozumel
Channel. Currently, a laboratory-scale turbine has
been fabricated for its characterization in the
laboratory of the Institute of Engineering, UNAM. The
prototype was produced keeping in mind its early
stage of development and consequently the
requirement for rapid prototyping.
Methods for torque measurements
For measuring the torque of lab-scale turbines
commercial solutions are available which are either
directly connected to the shaft (Bahaj et al., 2007) or
connected to the drive train outside the turbine
(Carlton, 2012). Other methods are the control of the
rotational speed with an electrical motor while
measuring the motor’s reaction with strain gauges
(Silva et al., 2019) or measure the electrical power
output of a (recycled) motor/generator connected to
a load resistor bank. In case the generator’s
characteristics are unknown it can be characterized
with the methodology proposed by Ng et al., 2009.
As last option the use of a Prony brake in
combination with a load cell is considered.
Lab-Scale Turbine
The lab-scale turbine has a diameter of 0.3 m and a
length of approximately 0.3 m. Based on the 3-
bladed rotor design, the hub diameter was set to 0.06
m to accommodate all necessary equipment inside
the turbine.
The blade design follows the design suggestion of
Encarnacion et al., 2019 using the NACA 63-8xx
profiles. The blades work at relatively high TSRs (tip
speed ratios) with an expected power coefficient of
C = 0.4 at a TSR of approximately λ = 6.
Fabrication of the turbine
Most parts of the turbine were produced by means of
the FDM (fused deposit material) 3D-printing
technology on an Ultimaker 2+ extended. As material
polylactic acid (PLA) was chosen. All 3D-printed
parts in contact with the water were coated with
primer. On parts with high required geometric
precision, the coat was sanded down afterwards to
only fill in the gaps between individual layers of the
3D-printed part. A photo of the first produced
prototype of the model is shown in Figure 1 with two
of the three FDM-3D-printed blades installed.
Figure 1. First produced prototype of turbine.
67

Design of a Ducted Turbine
Alternatively to the design proposed by Encarnacion
et al., 2019, a ducted turbine design is being
evaluated (see Figure 2). The duct uses a NACA
0015 airfoil in the cross section to induce a flow
circulation, and thus a lifting force toward the central
axis, increasing the mass flow at the rotor plane.
Additionally, a brim is included on the trailing edge to
promote a turbulent mixing. This structure restores
the momentum deficit behind the rotor by mixing the
near wake flow with the undisturbed free stream flow
(ten Hoopen, 2009).
Figure 2. Render of ducted turbine, top view.
The blade design is adapted to achieve the
maximum C at a low TSR (λ = 4). The actuator disc
model is applied to represent the turbine inside a
numerical framework. The model is based on a BEM
(Blade Element Momentum) approach.
Subsequently, the duct is mounted in the actuator
disc to perform a CFD (computational fluid dynamics)
simulation. The simulation estimates the power
output and validates the design process.
Internal structure of the blades
Based on the ducted design of the turbine, the
internal structure of the blades for a full-scale
prototype with a diameter of 2 m is created. The
loads on the blade are estimated by means of a CFD
simulation, which serves as basis for a first design
proposal. This proposal is then analyzed with the
FEM (finite element method) and FSI (Fluid-
Structure Interaction) where it is subsequently
optimized according to the results.
Outlook
Keeping in mind the next stage of the project, that is
a 2 m prototype, further work is being carried out by
members of the full team working on this project: the
design of the power train, life cycle assessment and
the electrical part of the energy conversion system,
amongst others.
Acknowledgments
The authors would like to thank the other members
of the team, and Emilio Martínez Camacho and Dr.
Carlos Echeverria Arjonilla who were a great help
due to their excellent technical consulting. Special
thank goes to CONACYT and CEMIE-O for financial
support of the students.
References
Bahaj, A. S., Molland, A. F., Chaplin, J. R., & Batten,
W. M. J. (2007). Power and thrust measurements of
marine current turbines under various hydrodynamic
flow conditions in a cavitation tunnel and a towing
tank. Renewable Energy, 32(3): 407–426.
Carlton, J. S. (2012). Marine Propellers and
Propulsion. Butterworth-Heinemann.
Encarnacion, J. I., Johnstone, C., & Ordonez-
Sanchez, S. (2019). Design of a Horizontal Axis Tidal
Turbine for Less Energetic Current Velocity Profiles.
Journal of Marine Science and Engineering, 7(7):
197.
Ng, P. H., Wong, S. L., & Mak, S. Y. (2009).
Efficiency measurement using a motor-dynamo
module. Physics Education, 44(6): 639–643.
SAE achieves another tidal milestone with
installation and successful generation of tidal turbine
in
Japan.
(2021).https://simecatlantis.com/2021/02/15/saeachieves-another-tidal-milestone-with-installationand-successful-generation-of-tidal-turbine-in-japan/
Silva, A. L., Varanis, M., Mereles, A. G., Oliveira, C.,
& Balthazar, J. M. (2019). A study of strain and
deformation measurement using the Arduino
microcontroller and strain gauges devices. Revista
Brasileira de Ensino de Fisica, 41(3).
Sustainable Marine Unveils ‘Next-gen Platform’
ahead of World-leading Tidal Energy Project.
(2021).https://www.sustainablemarine.com/pressreleases/-sustainable-marine-unveils-‘next-genplatform’-ahead-of-world-leading-tidal-energy-
ten Hoopen, P. D. C. (2009). An experimental and
computational investigation of a diffuser augmented
wind turbine with an application of vortex generators
on the diffuser trailing edge. In Faculty of Aerospace
Engineering: Vol. MSc. Delft University of
Technology.
68

ANÁLISIS DE CAMPOS MEDIOS DE CORRIENTES Y NIVELES DE
TURBULENCIA A PARTIR DE MEDICIONES IN-SITU EN BAHÍA TODOS
SANTOS, BAJA CALIFORNIA, DURANTE MARZO Y ABRIL DE 2019
Victor Alejandro Arias Esquivel, Anahi Bermudez Romero, Vanesa Magar, Victor M. Godinez y Markus Gross
CICESE, ariasv@cicese.mx, anahi.berom@gmail.com, vmagar@cicese.mx, mxcali@cicese.mx, mgross@cicese.mx
Introducción
El estudio de campos medios y niveles de
turbulencia utilizando ADCPs proporciona
información esencial para caracterizar procesos
físicos en la zona costera como oleaje, corrientes y
turbulencia. Se han obtenido parámetros de oleaje
(altura significativa y periodo de la ola pico), de
corrientes (componentes armónicas barotrópicas y
baroclínicas), y de turbulencia (tensores de
Reynolds, energía cinética turbulenta y anisotropía).
Nuestro trabajo esta enfocado en caracterizar los
flujos medios y los niveles de turbulencia en Bahía
Todos Santos (BTS) en Baja California.
Area de Estudio
Se instaló un ADCP de cinco haces, programado
para medir oleaje, corrientes, y niveles de
turbulencia en esta bahía mesomareal en el Pacífico
Nororiental Mexicano durante los meses de marzo y
abril de 2019, con el objetivo de cuantificar los
efectos de estos mecanismos de forzamiento sobre
las corrientes, así como la generación de turbulencia
a nivel local (Figura 1).
descomposición en componentes armónicos
principales de marea a partir de la elevación del mar
y de las corrientes utilizando T-TIDE (Pawlovicz et
al., 2002).
Los niveles de turbulencia fueron calculados a partir
de las velocidades instantáneas utilizando el método
de la varianza (Stacey et al. 1999) y las ecuaciones
de Dewey and Stringer (2007).
Resultados
Campos Medios: Oleaje y Corrientes
Los parámetros de oleaje: altura significativa (Hs), y
periodo (Tp), muestran promedios de 0.88 m y de
11.09 s, respectivamente (Figura 2).
Figura 2. Oleaje: Attura significativa (Hs) y Periodo de la ola
pico (Tp).
Figura 1. Area de estudio Bahia de Todos Santos.
Las señales de oleaje y de corrientes fueron
separadas para obtener series de tiempo horarias
para el oleaje y series de tiempo a intervalos de 10
minutos para las corrientes. Se realizó un análisis
espectral de la señal del oleaje y una
El análisis armónico del promedio vertical de la
velocidad de corriente identificó la significancia de
las componentes diurnas K1 de amplitud 0.029 m y
O1 de amplitud 0.014 m; y las componentes
armónicas semidiurnas M2 y S2 de amplitudes 0.028
m y 0.013 m, respectivamente, que contribuyen de
manera importante en la marea de esta región. Se
identificaron también los componentes armónicos
con comportamiento baroclínico y barotrópico para
definir los armónicos con mayor influencia en la
señal de marea (Figura 3). Se calculó el factor de
forma (F) usando el análisis armónico de la
69

elevación del mar y las velocidades de corrientes,
obteniendo valores que definen a la marea en esta
región como mixta con predominancia semidiurna.
TKE y la anisotropía se ha confirmado el carácter
dinámico de la turbulencia tanto en la escala de
tiempo y como de espacio en la Bahía de Todos
Santos.
Figura 3. Amplitudes de componentes armónicas de las
corrientes en Bahía de Todos Santos.
Niveles de Turbulencia
Se obtuvieron series de tiempo horarias de los
tensores de Reynolds (Reu’w’ y Rev’w’), la densidad
de la energía cinética turbulenta (TKE) y la razón de
anisotropía (AR) con promedios de 2.1 x 10 -3 m 2 s -2 ,
0.9 x 10 -3 m 2 s -2 , 10.1 x 10 -3 m 2 s -3 , y 0.24. En general,
los valores del componente del tensor Reu’w’, la
TKE y la AR son mayores en superficie, por la
posible influencia de viento, oleaje y corrientes,
mientras que los componentes de Rev’w’ muestran
una tendencia contraria. Si observamos los perfiles
de los parámetros de turbulencia por un intervalo de
8 hrs es posible observar lo anteriormente descrito.
Para este intervalo de tiempo que va del 10 al 11 de
abril de 2019 de las 19:00 hrs a las 02:00 hrs (Figura
4) se observa que los componentes del tensor
Reu’w’ oscilan de 4.6 x 10 -3 m 2 s -2 a 24.3 x 10 -3 m 2 s -
2
, de 0.24 x 10 -3 m 2 s -2 a 9.5 x 10 -3 m 2 s -2 , y de -1 x 10 -
5
m 2 s -2 a 2.8 x 10 -3 m 2 s -2 a una distancia del fondo de
9 m, 6 m y 2 m, respectivamente. Asimismo, los
componentes del tensor de Reu’w’ oscilan de -7.2 x
10 -3 m 2 s -2 a 1.6 x 10 -3 m 2 s -2 , de -2.9 x 10 -3 m 2 s -2 a 9.5
x 10 -3 m 2 s -2 , y de 0.5 x 10 -3 m 2 s -2 a 12 x 10 -3 m 2 s -2 ,
respectivamente. La TKE oscila de 39.2 x 10 -3 m 2 s -3
a 60.2 x 10 -3 m 2 s -3 , de 24.8 x 10 -3 m 2 s -3 a 37.8 x 10 -3
m 2 s -3 , y de 18.3 x 10 -3 m 2 s -3 a 28 x 10 -3 m 2 s -3 ,
respectivamente. Finalmente, valores de la AR
oscilan entre 0.32 y 0.49, 0.17 y 0.28, y 0.03 y 0.06.
Nuestros resultados parecen estar en concordancia
con trabajos anteriores (Lu and Lueck, 1999, Stacey
et al. 1999).
Conclusión
Se ha realizado un análisis espectral del oleaje y a
partir de las series de tiempo de los perfiles de los
parámetros de turbulencia incluyendo los
componentes de los tensores Reu’w’ y Rev’w’, la
Figura 4. Parámetros de turbulencia: Re u’w’, Re v’w’, TKE y
AR en Bahía de Todos Santos del 04/10/2019 19:00 hrs al
04/11/2019 02:00 hrs.
Referencias
Lu, Y., Lueck, R.G. (1999). Using a broadband
ADCP in a tidal channel. PartII: turbulence. Journal
of Atmospheric and Oceanic Technology, 16: 1568–
1579.
Pawlowicz, R., Beardsley, B., Lentz, S. (2002).
Classical tidal harmonic analysis including error
estimates in MATLAB using T_TIDE. Computers and
Geosciences, 28: 929–937.
Stacey, M.T., Monismith, S.G., Burau, J.R. (1999).
Measurement of Reynolds stress profiles in
unstratified tidal flow. Journal of Geophysical
Research, 104(C5): 933–10,949.
Dewey, R., Stringer, S. (2007). Reynolds stresses
and turbulent kinetic energy estimates from various
ADCP beam configurations: Theory. Journal of
Physical Oceanography, 1-35.
70

ANÁLISIS DE LA VARIABILIDAD DE LA CIRCULACIÓN DE MESOESCALA A
LO LARGO DEL CARIBE MEXICANO
Daniela Palma-Lara 1 , Laura Carrillo 1 , Armando Trasviña-Castro 3 y Oscar Reyes-Mendoza 4
1
El Colegio de la Frontera Sur, daniela.palma@estudianteposgrado.ecosur.mx, lcarrillo@ecosur.mx
3
Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, trasvi@cicese.mx
4 CONACyT- El Colegio de la Frontera Sur, oscar.reyes@ecosur.mx
Resumen
La variabilidad de mesoescala es una señal
dominante en la circulación oceánica que incluye
fenómenos con escalas temporales y espaciales que
van de los 10-100 días y 50-500 km (Le Traon y
Morrow, 2001). La circulación en el Caribe Mexicano
se encuentra dominada por la corriente de Yucatán
(Merino-Ibarra, 1986; Cetina et al., 2006; Carrillo et
al., 2015; Martínez et al., 2019) con un flujo
predominante hacia el norte. Cetina et al. (2006),
Carrillo et al. (2017) y Martínez et al. (2019)
identificaron cambios en la circulación superficial en
la zona sur del Caribe mexicano, que se sugiera
puede estar relacionado con variabilidad que
presenta la corriente de Caimán al arribar a la costa.
El objetivo de este trabajo es entender la variabilidad
de la circulación de mesoescala en el Caribe
mexicano mediante la caracterización de la corriente
superficial utilizando el análisis de datos de altimetría
costera.
Para ello, se estima la anomalía del nivel del Mar
(SLA) producto de las mediciones de altimetría
satelital y ajustadas por el modelo ALES realizando
las correcciones geofísicas correspondientes.
Fueron empleados los datos de ALES (Adaptative
Leading Edge Subwaveform por sus siglas en inglés)
descargados de la plataforma Open Altimeter
Database
(https://openadb.dgfi.tum.de/en/data_access/). Se
trabajaron las misiones ENVISAT, SARAL, Jason y
Sentinel, en un periodo del 2002 al 2020 (Tabla 1).
Los productos presentan una frecuencia de 1-Hz
(una medición cada ~7 km a lo largo del track) con
una resolución variable entre 10 a 35 días.
Tabla 1. Pases satelitales y misiones utilizados en la
caracterización de la zona de estudio.
Misión Freq Resol. Pase Fechas
ENVISAT 1 Hz 35 días 437 2002-2010
981
996
Jason 1-2-3 1 Hz 9.91 días 128 2002- 2019
SARAL 1 Hz 35 días 437 2013-2016
981
996
Sentinel-3A 1 Hz 27 días 650 2017-2020
521
635
Sentinel-3B 1 Hz 27 días 635 2018-2020
749
La SLA es calculada a partir de la ecuación 1.
SLA = SLA − DAC − TIDESP (1)
En donde SLA corresponde a los datos de altimetría
extraídos de los pases satelitales, DAC y TIDES a las
correcciones atmosféricas y mareales,
respectivamente (Vigmudelli et al., 2011; Valle-
Rodríguez y Trasviña-Castro, 2020).
Las velocidades geostróficas son obtenidas en la
dirección perpendicular al pase utilizando la
ecuación 2.
V =
g ΔSLA
2Ω sinθ Δx
(2)
Se obtuvieron las velocidades geostróficas de los
pases a lo largo de la costa del Caribe mexicano con
los cuales son utilizados para analizar la variabilidad
estacional e interanual de la circulación superficial
en la zona de estudio.
71

Referencias
Carrillo, L., Johns, E.M., Smith, R.H., Lamkim, J.T.,
Largier, J.L. (2015). Pathways and hydrography in
the Mesoamerican Barrier Reef System Part 1:
Circulation. Continental Shelf Research, 109: 164-
176.
Carrillo, L., Lamkin, J.T., Johns, E.M., Vásquez-
Yeomans, L., Sosa-Cordero, F., Malca, E., Smith,
R.H., Gerard, T. (2017). Linking oceanographic
processes and marine resources in the western
Caribbean Sea Large Marine Ecosystem Subarea.
Cetina, P., Candela, J., Sheinbaum, J., Ochoa, J.,
Badan, A. (2006). Circulation along the Mexican
Caribbean coast. Journal of Geophysical Research,
111.
Le Traon, P.Y. y Morrow, R. 2001. Ocean currents
and mesoscale eddies. En: Satellite Altimetry and
Earth Sciences. A Handbook of Techniques and
Applications, Academic Press ed. Fu LL y Cazenave
A, Eds., Academic Press, 171-215.
Martinez, S., Carrillo, L., Marinone, S.G. (2019).
Potential connectivity between marine protected
areas in the Mesoamerican Reef for two species of
virtual fish larvae: Lutjanus analis and Epinephelus
striatus. Ecological Indicators, 102: 10–20.
Merino-Ibarra, M. (1986). Aspectos de la circulación
costera superficial del Caribe mexicano con base en
observaciones utilizando tarjetas de deriva. An. Inst.
Cienc, del Mar y Limnol. UNAM. 13(2): 31-46.
Valle-Rodríguez, J., Trasviña-Castro, A. (2020). Sea
level anomaly measurements from satellite coastal
altimetry and tide gauges at the entrance of the Gulf
of California, Advances in Space Research 66(7):
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Vignudelli, S., Kostianoy, A.G., Cipollini, P.,
Benveniste, J. (Eds.), (2011). Coastal Altimetry.
Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 680.
72

ANÁLISIS TEÓRICO EXPERIMENTAL DEL COMPORTAMIENTO DE LA ESTELA DE AGUA
EN EL MODELO DE UNA TURBINA MARINA BAJO CONDICIONES HIDRODINÁMICAS DE
LA ISLA DE COZUMEL UTILIZANDO VELOCIMETRÍA POR IMÁGENES DE PARTÍCULAS
Jonathan E. Benitez Gallardo 1,2 y Edgar G. Mendoza Baldwin 2
1
UAEMéx, john_ene10@hotmail.com
2
II-UNAM, EMendozaB@iingen.unam.mx
Introducción
La actual investigación se lleva a cabo teniendo
como punto de partida las condiciones
hidrodinámicas del canal de Cozumel reportadas por
investigadores en trabajos anteriores, los trabajos
reportados en el trabajo escrito han encontrado
dicha zona apta para el aprovechamiento energético
marino, esto debido a la posición geopolítica,
turística y económica que representa para México y
principalmente por el potencial energético de la zona
(Figura ). En los últimos años dicha zona ha sido
foco de interés para el aprovechamiento en las
energías renovables, sin embargo, hacen falta una
serie de estudios previos a la implementación de
tecnologías de aprovechamiento y éste trabajo tiene
como objetivo ser uno de los cuales, acerquen al
país a un desarrollo sostenible.
Al llevar a cabo proyectos en los que se planean
granjas o arreglos de turbinas una de las mayores
incógnitas hace referencia al espaciamiento que
existe entre una turbina por detrás de otra para
cumplir con dos premisas esenciales; 1. Que la
distancia entre ellas no sea tan grande de modo
que se desperdicie fluido de trabajo y 2. Que la
distancia entre ellas no sea tan corta de modo que
la turbina que se encuentra atrás no cuente con la
entrada de fluido suficiente para generar energía
o que su producción se vea afectada por la turbina
del frente. Estos arreglos de turbinas son
esenciales en la planeación del desarrollo de
proyectos puesto que en la actualidad cualquier
desarrollo en el que se busque retorno de
inversión cuenta con por lo menos 50 turbinas
marinas de eje horizontal y el caso de la Isla de
Cozumel no es la excepción.
Figura 1. Isla de Cozumel, zona de estudio. Adaptado de
Energy Yield Assessment from Ocean Currents in the Insular
Shelf of Cozumel Island (Alcérreca-Huerta et al., 2019).
Métodos Experimentales
El contexto sobre el cual se desarrolla el actual
trabajo de investigación es teórico experimental,
analizando y reportando ecuaciones fundamentales
acerca de modelos numéricos y experimentales, así
como las implicaciones que conlleva el modelo físico
propuesto; turbulencia, vorticidad, leyes de similitud,
así como los números adimensionales comúnmente
utilizados en laboratorio para investigaciones de
esta índole. Partiendo de una forma general; se
reporta y analiza lo que se ha hecho hasta el día de
hoy, utilizándolo para llegar al planteamiento de los
experimentos en laboratorio que se desarrollan
gracias al modelo físico del disco actuador, el cual
permite el análisis de la estela de flujo en el agua,
recreando el intercambio de energía entre fluidoestructura
con el objetivo final de dar respuesta al
espaciamiento entre turbinas.
ρ (V + u) ∂(V + u)
∂x
+ v ∂(V + u)
∂y
= − ∂p
∂x
+ ∂(V + u)
∂z
(1)
73

Una vez que se ha reportado el proceso necesario
para llevar a cabo los experimentos en el canal
hidrodinámico (Experimental setup; Figura 2.), así
como las variables a medir como respuesta e
implicaciones de la experimentación, se da paso a
dar a conocer los resultados, analizarlos a fondo y,
haciendo uso de herramientas numéricas, así como
la comparación con los escasos trabajos similares
hechos al rededor del mundo, se busca validez de
los experimentos y resultados obtenidos.
Resultados
A modo de ejemplo, la Figura 3 ilustra una de las
figuras resultado de los experimentos acerca del
comportamiento de la estela de una turbina marina
bajo condiciones hidrodinámicas del Canal de
Cozumel, una vez obtenidas las imágenes se dio
paso a analizar los resultados de forma estadística e
interpretarlos para dar respuesta a distancias entre
arreglos de turbinas.
A
B
Figura 2. Configuración experimental; (A) vista lateral del
disco actuador y PIV; (B) vista frental del disco actuador
A pesar de contar con una zona de estudio
específica con características específicas también
se tiene como objetivo crear conocimientos que
puedan ser útiles en la puesta en marcha de
proyectos de energía sustentable no solo en la isla
de Cozumel, sino en todo el país y en cualquier zona
del planeta en donde el recurso marino con
características similares sea foco de interés para
proyectos en pro del desarrollo sostenible.
Figura 3. Corrida experimental disco A2; V= 30mm∗s−1.
Referencias
Alcérreca-Huerta, J.C., Encarnacion, J.I., Ordoñez-
Sánchez, S., Callejas-Jiménez, M., Barroso, G.G.D.,
Allmark, M., Mariño-Tapia, I., Casarín, R.S.,
O’Doherty, T., Johnstone, C., Carrillo, L., (2019).
Energy yield assessment from ocean currents in the
insular shelf of Cozumel Island. Journal of Marine
Science and Engineering, 7(5): 147.
74

ATLAS DEL POTENCIAL ENERGÉTICO EN MARES MEXICANOS
Efraín Mateos 1 , Hector Camacho 1 , Julio Sergio Santana 1 , Miguel Angel Rodríguez 1 , Lila Pérez 2 , Flor Cruz 1 ,
Edmundo Pedroza 1 , Óscar Pita 1 , Ariosto Aguilar 1 y Rubén Morales 10
1
IMTA, efrain_mateos@tlaloc.imta.mx, hector_camacho@tlaloc.imta.mx, jsantana@tlaloc.imta.mx,
miguel.rodriguez@posgrado.imta.edu.mx, flor_cruz@tlaloc.imta.mx, epedroza@tlaloc.imta.mx opitadiaz@outlook.com,
aguilar@tlaloc.imta.mx, rmorales@tlaloc.imta.mx
2
UNAM, lila.ostos@comunidad.unam.mx
Resumen
Se generó un atlas interactivo donde se presentan
las corrientes y densidad de potencia de los mares
mexicanos, con la finalidad de identificar regiones
con potencial para extraer energía. Para ello, se
simularon 25 años del Atlántico mexicano y 16 años
del Pacífico mexicano. El modelo fue forzado con el
esfuerzo del viento, provenientes de datos del
MERRA2 (Modern-Era Retrospective análisis for
Research and Applications, versión 2), y flujos de
calor, provenientes del COADS (Comprehensive
Ocean-Atmosphere Data Set, Woodruff et al., 1987),
en la superficie. En las fronteras abiertas, se
impusieron campos de temperatura, salinidad y
velocidad provenientes de datos del SODA3 (Simple
Ocean Data Assimilation versión 3, Carton et al.,
2018). Para las condiciones de fronteras
anteriormente mencionadas, se construyeron
climatologías de 35 años (1980-2015), para cada
una de las variables. En los forzamientos de la
frontera abierta, se incluyeron 10 constituyentes de
la marea, velocidad barotrópica y elevación,
provenientes del modelo TPX07 (Egbert et al.,
2002). La batimetría, fue obtenida a partir de la base
de datos de GEBCO (General Bathymetric Chart of
the Oceans). El modelo se inició a partir del reposo
y se requirió un spin-up de 18 años.
Una manera relativamente rápida de evaluar el
potencial energético, como una primera
aproximación, es con el uso de modelos numéricos
oceánicos. Para este trabajo, se decidió utilizar el
Regional Ocean Modeling System (ROMS) el cual
cuenta con las ecuaciones físicas que nos permiten
reproducir adecuadamente las corrientes marinas, y
con ello, calcular el potencial energético de nuestros
océanos. México cuenta con un extenso litoral
costero distribuido entre el océano Pacífico y el
Atlántico, lo que supone una oportunidad de
aprovechamiento de las corrientes marinas, con
fines energéticos. Además, es bien conocido, que la
región del Caribe cuenta con alto potencial para la
extracción de energía, principalmente en la costa de
la península de Yucatán. Esto se debe, por un lado,
a la persistencia de la corriente de Yucatán, pero
también a que alcanza velocidades superficiales
superiores a 1 m s -1 . Se ha encontrado que el
transporte neto a través del canal de Yucatán de
23.8 Sv (Sheinbaum Pardo, Ochoa de la Torre, &
Badan Dangon, 2002).
Figura 1. Campo de velocidad, promedio climatológico del
mes de octubre para el Pacífico, del modelo ROMS. Se
observan las estructuras de baja frecuencia en el Golfo de
California, como los remolinos sobre las cuencas, El frente
Ensenada en la región Norte, y el remolino formado en la
región del Itsmo.
Otra zona con alto potencial energético es el Golfo
de California (GC). La componente semi-diurna de la
marea entra en resonancia con el GC debido a su
geometría; provocando que su amplitud sea hasta
cuatro veces superior en la cabeza del golfo que en
la boca del mismo. Como consecuencia, las
corrientes de marea son más intensas hacia la
75

cabeza del golfo. Para el caso de las lagunas
costeras en el GC se carece de estudios que
indiquen el posible potencial energético.
Una manera relativamente rápida de evaluar el
potencial energético, como una primera
aproximación, es con el uso de modelos numéricos
oceánicos. Para este trabajo, se decidió utilizar el
Regional Ocean Modeling System (ROMS) el cual
cuenta con las ecuaciones físicas que nos permiten
reproducir adecuadamente las corrientes marinas, y
con ello, calcular el potencial energético de nuestros
océanos.
El atlas también incluye un análisis económico de la
factibilidad económica del dispositivo HyPA, para
Cozumel, Quitana Roo y La Paz, Baja California Sur.
El dispositivo es desarrollado por el Instituto de
Ingeniería de la UNAM, unidad Sisal Yucatán, el cual
se encuentra en fase de diseño e investigación como
prototipo. Bajo esta consideración, se elaboró una
evaluación económica a nivel perfil con el propósito
de generar una primera aproximación de la
factibilidad económica del dispositivo que oriente en
los criterios técnicos, económicos y ambientales. El
estudio económico debe profundizarse en fases
posteriores a nivel de prefactibilidad o factibilidad.
Además de un estudio de económico a nivel de perfil
de una propuesta de aprovechamiento de corrientes.
Figura 2. Interacción Demanda Máxima Instantánea y
Potencial Energético Marino, Sistema Peninsular.
Referencias
Carton, J. A., Chepurin, G. A., Chen, L. (2018).
SODA3: A New Ocean Climate Reanalysis. Journal
of Climate, 31: 6967–6983.
Egbert, G. D., Erofeeva, S. Y. (2002). Efficient
Inverse Modeling of Barotropic Ocean Tides. Journal
of Atmospheric and Oceanic Technology, 19:183–
204.
Sheinbaum Pardo, J., Ochoa de la Torre, J., & Badan
Dangon, A. (2002). Flow structure and transport in
the Yucatan Channel. Geophysical Research
Letters, 1-7.
Woodruff, S. D., Slutz, R. J., Jenne, R. L., Steurer, P.
M. (1987). A Comprehensive Ocean-Atmosphere
Data Set. Bulletin of the American Meteorological
Society, 68: 1239–1250.
76

DEL POTENCIAL PARA GENERAR ENERGÍA LIMPIA EN BAJA CALIFORNIA
SUR
Armando Trasvina Castro 1 y Rodolfo Silva Casarín 2
1
CICESE Unidad La Paz, trasvi@cicese.mx
2
Instituto de Ingeniería de la UNAM, rsilvac@iingen.unam.mx
Resumen
El estado de Baja California Sur es una isla virtual.
Por una parte, sus ciudades están separadas por
cientos de kilómetros de carretera de los centros de
población más cercanos en la frontera con Estados
Unidos. Por otra, esta desconectada de la red
nacional de generación de electricidad. La media
península tiene una orografía abrupta, clima
semidesértico, escasa precipitación y está rodeada
por más de 2000 kilómetros de litoral del Golfo de
California y Océano Pacífico.
Figura 1. Islas de barrera de Bahía Magdalena, Baja
California Sur.
En consecuencia, la actividad económica está
estrechamente ligada al mar. La pesca deportiva y
comercial es una de las de mayor importancia
económica en el país. El turismo de playa en los
municipios de los Cabos, La Paz y Loreto recibe
visitantes de todo el mundo. En los últimos 15 años
el Estado ha experimentado un crecimiento
económico y poblacional sin precedentes, elevando
el consumo de energía y agua a niveles críticos.
Figura 2. Diferencias de nivel del mar en las islas de barrera
de Bahía Magdalena. En verde/azul el nivel del mar
dentro/fuera de la bahía. La curva negra es la diferencia de
nivel del mar entre los dos sitios. Ejemplo de enero de 2001.
En el verano de 2019 la demanda de electricidad
obligó a la Comisión Federal de Electricidad a
programar cortes de energía en la Ciudad de La Paz,
a pesar de que allí se genera el 80% de la energía.
En este trabajo presentamos alternativas de
generación de energía limpia para Baja California
Sur. En el cañón submarino de Los Frailes existen
condiciones casi ideales para instalar un sistema de
conversión de energía térmica oceánica. En las islas
de barrera de Bahía Magdalena el comportamiento
de la marea astronómica genera diferencias de nivel
del mar susceptibles de aprovechamiento. También
hay potencial de aprovechamiento de las corrientes
de las Bahías de Loreto y La Paz. Y el afloramiento
de aguas geotermales en diversos sitios de la costa
presenta posibilidades interesantes de generación
de energía y de desalinización. Es importante
considerar seriamente la generación de energías por
métodos limpios y sustentables. El objetivo debe ser
disminuir la dependencia en el uso de combustibles
fósiles, la contaminación del medio ambiente y los
problemas de salud asociados.
77

EFECTOS DE CAMBIOS MORFOLÓGICOS EN RECURSOS DE ENERGÍA POR
CORRIENTES EN AMBIENTES MACROMAREALES CON SEDIMENTOS NO-
COHESIVOS
Anahí Bermúdez-Romero, Vanesa Magar, Markus S. Gross, Victor M. Godínez, Manuel López-Mariscal y Julio
Candela
CICESE, anahi.berom@gmail.com, vmagar@cicese.edu.mx, mgross@cicese.mx, mxcali@cicese.mx, malope@cicese.mx,
jcandela@cicese.mx
Introducción
Debido a la necesidad de diversificar la matriz
energética, y a la madurez tecnológica que han
alcanzado los dispositivos de conversión de energía
por corrientes de marea, se han realizado
numerosos estudios de caracterización de recursos
de energía por corrientes de marea a nivel global.
Sin embargo, quedan aún preguntas abiertas sobre
los posibles efectos a mediano y largo plazo, de los
cambios morfológicos en dichos recursos. En este
trabajo se presentan dos modelos bidimensionales
(promediados en la vertical) de aguas someras, uno
hidrodinámico y otro morfodinámico (acoplamiento
hidrodinámico-morfodinámico). Con estos modelos
se analizaron los efectos de cambios morfológicos
en dos bahías macromareales con fondos nocohesivos,
localizadas en el Alto Golfo de California.
Materiales y Métodos
Los dos modelos consisten en un dominio sobre todo
el Golfo de California y tres sub-dominios con malla
de diferente resolución: d01 (de 6480 m), d02 (de
2160 m), y d03 (de 240 m). La zona de estudio se
muestra en la Figura 1, d03 cubre toda la zona de
acercamiento que se muestra en esta misma figura.
Además, en d03 se observa donde se instalaron
corrientímetros en diversas campañas de medición,
en tres lugares diferentes: ISJ1 al este y ISJ2 al
oeste de Isla San Jorge, al sur de Bahía San Jorge;
y BA en el centro de Bahía Adaír, al oeste de Punta
Choya.
Un mes de los datos obtenidos en ISJ1 se utilizaron
para calibrar el coeficiente de fricción, C f, en los dos
modelos, y los demás datos y campañas se
utilizaron para validación. Gracias al ejercicio de
calibración se determinó que C f = 45 m 1/2 s -1 era el
valor del coeficiente de fricción más adecuado, lo
cual coincide con trabajos previos para aplicaciones
similares (Bastón et al., 2015). Los modelos se
validaron analizando el coeficiente de correlación de
Pearson, Corr U [adimensional], y el error relativo,
RE U [%], definidos en Magar et al. (2020). El periodo
de validación se muestra como dd:mm:yyyydd:mm:yyyy.
Para el anclaje BA, se obtienen muy
buenos resultados de validación para ambos índices
en ambos modelos. En los otros casos, al menos
uno de los índices da resultados razonables, por lo
que se consideró que ambos modelos daban
resultados adecuados en toda la región de interés.
Figura 1. Golfo de California, con un acercamiento al subdominio
de interés, que cubre Bahía San Jorge y Bahía Adaír,
del lado Este del Alto Golfo de California.
78

Resultados y Discusión
Los cambios morfológicos más significativos y los
recursos de energía más adecuados se encontraron
ambos en la zona costera Este de Bahía Adaír.
Tabla 1. Validación de los modelos GC_MD y GC_MDmor.
Modelo Anclaje periodo CorrU REU
05:06:2017
GC_MD ISJ17
26:11:2017
0.8766
20%
22:06:2018
GC_MD ISJ18
06:11:2018
0.8880
21%
21:06:2018
GC_MD ISJ2
21:11:2018
0.7072
1.6%
14:12:2018
GC_MD AB
14:05:2019
0.8681
6.1%
05:06:2017
GC_MDmor ISJ17
26:11:2017
0.8815
9%
de un transecto que une Punta Choya al punto b –
este punto y el transecto se muestran en la Figura 1.
El transecto tiende a un perfil sin bancos de arena,
como se esperaría en un ambiente macromareal, y
de un modelo que sólo incluye el forzamiento de
marea.
Específicamente, las regiones al Oeste y al Norte de
Punta Choya mostraron ser los lugares con mejor
potencial, como muestran los mapas (ver Figura 2)
de la media anual de la densidad de potencia de
energía mareal, TPD (por sus siglas en inglés):
TPD = ρU . (1)
Figura 2. Mapa de TPD > 50 Wm-2, con GC_MD (izquierda)
y GC_MDmor (derecha). Resalta el incremento del área con
TPD > 200 Wm-2 en el modelo con cambio morfológico.
La barra denota el promedio anual, ρ es la densidad
del agua (=1024 kg m -3 ), y U la rapidez instantánea
de la corriente. En el mapa se muestran las regiones
con TPD arriba de 50 Wm -2 , ya que regiones con
valores menores no generarían energía, debido a las
constricciones técnicas de la mayoría de los
dispositivos actuales. Aunque regiones muy grandes
en la zona de Bahía San Jorge son claramente no
propicias para el aprovechamiento de energía de
corrientes de marea, en Bahía Adaír hay zonas con
TPD máximos por encima de 800 Wm -2 en
GC_MD, y por encima de 1000 Wm -2 en
GC_MDmor (zonas a en Figura 2), donde sí podrían
instalarse algunas de las tecnologías disponibles en
el mercado. Además, los cambios morfológicos
ocasionan una expansión de las zonas con buenos
recursos de energía, con regiones al oeste de Punta
Choya incrementando su TPD por encima de 200
Wm -2 (zona b en Figura 2). Debido a las diferentes
actividades económicas que se realizan en la zona
costera cercana a Punta Choya, y dado que es aquí
mismo donde TPD da valores óptimos, se evaluó el
cambio morfológico por un año adicional a lo largo
Figura 3. Evolución morfológica a lo largo de un transecto
entre Punta Choya y el punto (b) en Bahía Adaír (ver Figura
2).
Referencias
Baston, S., Waldman, S., Side, J. (2015). Modelling
Extraction in Tidal Flows. In TeraWatt Position
Papers – A “toolbox” of methods to better understand
and assess the effects of tidal and wave energy
arrays on the marine environment.; Marine Alliance
for Science and Technology in Scotland: pp. 75–108.
Magar, V., Godínez, V.M., Gross, M.S., López-
Mariscal, M., Bermúdez-Romero, A., Candela, J.,
Zamudio, L. (2020). In-Stream Energy by Tidal and
Wind-Driven Currents: An Analysis for the Gulf of
California. Energies, 13(5): 1095.
79

ESCALAMIENTO FÍSICO DE UNATURBINA HELICOIDAL DE EJE VERTICAL
PARA EL CANAL DE COZUMEL
Carlos Echeverría Arjonilla 1,2 , Gerardo Juárez Chávez 2 y Emilio Martínez Camacho 3
1
Facultad de Ciencias, carlosea1982@ciencias.unam.mx
2
IINGEN, gjuarezc27031977@gmail.com
3
emiliomtzc@gmail.com
Resumen
El aprovechamiento de la energía de corrientes
marinas depende de diferentes factores, como la
velocidad de corriente, profundidad de instalación,
vida marina, vida útil de operación, mantenimiento,
etc. La gran ventaja sobre otras fuentes de energía
renovables como la eólica es que existen corrientes
semi-permanentes o permanentes a lo largo de todo
el año. Además, al tener un fluido con una viscosidad
alta respecto al aire, se puede reducir el tamaño de
los dispositivos considerablemente, gracias a las
fuerzas de sustentación y arrastre que se ven
incrementadas por la interacción con el agua.
En México a diferencia de otras partes del mundo las
velocidades de corrientes marinas en lugares que
son candidatos para la extracción de energía por
medio de turbinas hidrocinéticas son de bajas
velocidades (~1 m/s). El canal de Cozumel es un
ejemplo de un sitio donde se podrían instalar
turbinas de este tipo debido a que la velocidades
promedio en el año de 0.88–1.04 m/s (Alcérreca-
Huerta et al., 2019).
En este proyecto se propone utilizar una turbina
helicoidal de eje vertical (tipo Gorlov, 1998 ), debido
a que en general la velocidad de arranque para estas
turbinas es menor a 1 m/s y son omnidireccionales,
lo que implica que no debe de ser orientada respecto
a la corriente principal de agua (Wardhana et al.,
2021).
Para poder desarrollar una turbina hidrocinética en
general se debe de tener en cuenta el escalamiento
físico (Bachant y Wosnik, 2014; Ribeiro et al., 2020;
Rolland et al., 2015) para poder llevar un modelo a
escala a un hidrogenerador de tamaño real, este
proceso es de suma importancia ya que si no se
cumple es complicado lograr la similaridad dinámica.
En este trabajo se abordan las diferentes estrategias
seguidas para poder realizar un escalamiento
correcto de la turbina helicoidal construida a escala
(Figura 1). Los parámetros utilizados para diseñar y
construir el modelo a escala fueron la solidez del
rotor, el área de bloqueo, número de Reynolds
basado en el diámetro y en la cuerda, de acuerdo a
las velocidades que se pueden obtener en el canal
de corriente del Laboratorio de Costas y Puertos del
Instituto de Ingeniería de la UNAM.
Figura 1. a) Esquemático de la turbina; b) Modelo a escala de
la turbina.
Se muestran los resultados experimentales
obtenidos en el canal de corriente, en el que se
midieron la velocidad de punta (TSR por sus siglas
en inglés Tip Speed Ratio) y la velocidad a 1.5 D
aguas abajo, para 6 diferentes velocidades de
corriente (0.29-0.6 m/s). Estos resultados se
utilizaron como fuente y como validación para una
simulación U-RANS y estudiar los efectos de
rotación de los alabes en la estela hidrodinámica
Figura 2.
Con los experimentos y simulaciones realizadas se
siguió un proceso iterativo (Figura 3) para poder
diseñar un modelo a una escala mayor (1 m de
diámetro) para realizar pruebas en el Kelvin
Hydrodynamics Laboratory de Strathclyde de
80

Glasgow, Reino Unido. Este escalamiento permite
llevar el proyecto de TLR3 a TLR4.
Figura 2. Solución numérica U-RANS con velocidad de
corriente 0.29 m/s y velocidad de rotación de 1.07 Hz.
Figura 3. Proceso iterativo de diseño de turbina de un metro
de diámetro.
Referencias
Alcérreca-Huerta, J. C., Encarnacion, J. I., Ordoñez-
Sánchez, S., Callejas-Jiménez, M., Barroso, G. G.
D., Allmark, M., Mariño-Tapia, I., Casarín, R. S.,
O’Doherty, T., Johnstone, C., & Carrillo, L. (2019).
Energy yield assessment from ocean currents in the
insular shelf of Cozumel Island. Journal of Marine
Science and Engineering, 7(5): 1–18.
Bachant, P., & Wosnik, M. (2014). Reynolds Number
Dependence of Cross-Flow Turbine Performance
and Near-Wake Characteristics. Proc. of the 2nd
Marine Energy Technology Symposium, August, 1–
9. Gorlov, A. M. (1998). Development of the Helical
Reaction Hydraulic Turbine: Final Technical Report.
In The US Department of Energy, 44(8).
Ribeiro, B. L. R., Frank, S. L., & Franck, J. A. (2020).
Vortex dynamics and Reynolds number effects of an
oscillating hydrofoil in energy harvesting mode.
Journal of Fluids and Structures, 94: 102888.
Rolland, S. A., Thatcher, M., Ellis, R., Gaurier, B.,
Croft, T. N., & Cross, M. (2015). Performance
assessment of a vertical axis turbine in a marine
current flume tank and CFD modelling. International
Journal of Marine Energy, 12: 35–45.
Wardhana, W., Keniraras, N., Pratama, R. S., &
Rahmawati, S. (2021). Hydrodynamics Performance
Analysis of Vertical Axis Water Turbine (VAWT)
Gorlov Type Using Computational Fluid Dynamics
(CFD) Approach. IOP Conference Series: Earth and
Environmental Science, 698(1): 012022.
81

INFLUENCIA DE LA EXTRACCIÓN DE ENERGÍA CINÉTICA EN PROCESOS
OCEANOGRÁFICOS EN EL CARIBE MEXICANO; ESTUDIO DE SENSIBILIDAD
CON EXPERIMENTOS NUMÉRICOS
Cecilia Enriquez 1 e Ismael Mariño Tapia
1
Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad Mérida, UNAM, cecilia.enriquez@enesmerida.unam.mx,
imarino@enesmerida.unam.mx
Resumen
El planeta está viviendo una situación de
emergencia debido al aumento de gases
invernadero que se han generado como resultado
del modo de vida que impera en la humanidad desde
finales del siglo pasado y que está basado
fuertemente en la combustión de hidrocarburos. Los
cambios en la dinámica atmosférica y oceánica
resultan en cambios meteorológicos y/u
oceanográficos que serán cada vez mas difíciles de
entender y de contener.
La necesidad de utilizar fuentes distintas para la
obtención de energía es inminente y urgente. Por
ello hay en el presente esfuerzos globales por
encontrar recursos energéticos y formas de
utilizarlos que sean menos dañinas que lo que hoy
hacemos.
Sin embargo, la historia de nos ha mostrado muchas
veces que usar recursos del planeta sin conocer sus
límites y características es fatal tanto para el
ambiente como para los usuarios (humanos). Por
ello, hoy hay una conciencia mayor y grandes grupos
vigilando que las propuestas de formas alternativas
de energía no sean tan negativas.
Una de las formas más atractivas de energía del
océano está en las corrientes. Sobre todo cuando
son intensas y relativamente estables en cuanto a
dirección. El Caribe Mexicano cuenta con una
corriente que cumple con estas características,
siendo una corriente de frontera oeste, fluyendo
hacia el norte desde el mar Caribe para alimentar al
Golfo de México, la Corriente de Yucatán es una
corriente con potencial energético importante.
Gracias a su intensidad y localización respecto a
la batimetría la corriente se intensifica en el Canal
de Cozumel y genera un levantamiento dinámico
de las masas de agua subsuperficiales e
intermedias. El rozamiento de la corriente con el
talud continental es cada vez mayor en su camino
hacia el Golfo de México, promoviendo eventos de
surgencia, tanto por el efecto de la Isla Cozumel,
como corriente abajo (hacia el norte) al final de la
masa continental de la Península, en la región de
Isla Mujeres y hasta Cabo Catoche.
Estos eventos de surgencia han sido ampliamente
reportados y son fundamentales para alimentar la
vida que se desarrolla en el mar Yucateco
(plataforma continental al norte de la península de
Yucatán) durante los meses cálidos (abril -
octubre) (e.g. Reyes-Mendoza et al 2019).
Localmente son responsables de agregaciones de
peces, tiburón ballena, y del inicio muchas veces
de la marea roja que afecta grandemente a la
región (Enriquez et al., 2010).
Un aspecto importante a considerar antes de
pretender extraer energía de una corriente
oceánica es el efecto que tendría esta disminución
de energía en los procesos oceanográficos. De la
misma forma en la que una presa captura el agua
que ya no puede fluir río abajo, el sacar energía
de una corriente puede afectar la energía que
requieren fenómenos como podrían ser las
surgencias en la región de nuestro interés.
Por lo anterior, esta contribución presenta
resultados de experimentos de modelación
numérica de la hidrodinámica, en los que se
extrae energía cinética extrayendo momentum en
localidades puntuales que pudieran representar la
a una turbina. Con un modelo tridimensional
baroclínico utilizando el software Delft3-D se
realizaron experimentos con un número variable
de puntos de extracción para detectar límites que
82

pudieran resultar en la disminución significativa de
procesos de surgencia. Se investiga también el
efecto de esta extracción de energía en los
patrones de dispersión de trazadores
lagrangianos. Estudios similares en cuerpos de
agua costeros, han identificado que la alteración
de los tiempos de residencia es un problema
mayor que el de la disminución del flujo en
proyectos de extracción de energía de corrientes
de marea (e.g. Yang et al., 2013).
Referencias
Enriquez, C., Marino-Tapia I., and Herrera-Silveira J.
2010. Dispersion in the Yucatan coastal zone:
Implications for red tide events. Continental Shelf
Research, 30: 127-137.
Reyes-Mendoza, O., Herrera-Silveira, J., Mariño-
Tapia, I., Enriquez, C., & Largier, J. L. (2019).
Phytoplankton blooms associated with upwelling at
Cabo Catoche. Continental Shelf Research, 174:
118–131.
Yang, Z., Wang, T., Copping, A. (2013). Modeling
tidal stream energy extraction and its effects on
transport processes in a tidal channel and bay
system using a three-dimensional coastal ocean
model. Renewable Energy, 50: 605-613.
83

MODELACIÓN NUMÉRICA DE LAS CORRIENTES DEL GOLFO DE
CALIFORNIA PARA EL APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO
Miguel Angel Rodríguez Flores y Efraín Mateos Farfán
Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, miguel.rdzflores@gmail.com, efrain_mateos@tlaloc.imta.mx
Resumen
Se evaluó el potencial energético de las corrientes
oceánicas en el Golfo de California (GC), el primer
paso fue caracterizar, espacial y temporalmente, la
circulación en esta región utilizando un modelo
numérico validado con observaciones. Se utilizó el
modelo numérico Regional Ocean Modeling System
(ROMS), el cuál resuelve las ecuaciones de
momento con la aproximación hidrostática y las
ecuaciones de temperatura y salinidad, y usa una
ecuación de estado que relaciona a la presión, la
temperatura y la salinidad con la densidad
(Shchepetkin y McWilliams, 2005). Se utilizaron dos
mallas anidadas (Figura 1), la malla gruesa con una
resolución espacial de ~2 km y 30 niveles en la
vertical; y la malla fina ~667 m y 30 niveles en la
vertical. Para ambas mallas la batimetría fue
obtenida a partir de la base de datos de General
Bathymetric Chart of the Oceans(GEBCO) (Kappor,
1981) con línea de costa de Global Self-consistent,
Hierarchical, High-resolution Geography (GSHHG).
Figura 1. Área de estudio. La malla gruesa (rojo) cubre
totalmente el área del GC, la malla fina (rosa) cubre el área
de la bahía de La Paz y alrededores.
Para la malla gruesa se construyeron climatologías
para temperatura, salinidad, componentes de
velocidad y condiciones de frontera abierta de un
modelo previamente realizado del océano pacífico
(OP). El forzamiento atmosférico se obtuvo de la
base de datos de The Modern-Era Retrospective
Analysis for Research and Applications (MERRA2)
(Gelaro et al., 2017); flujos de calor, la temperatura
superficial del mar (SST) y salinidad superficial del
mar (SSS) de la base de datos Comprehensive
Ocean-Atmosphere (COADS) (Woodruff, Slutz,
Jenne & Steurer, 1987). El forzamiento de marea
proviene del modelo TPX07 (Egbert, Bennett y
Foreman, 1994) utilizando los niveles de marea
pronosticada para amplitudes y fases para los ocho
componentes principales diurnos y semidiurnos (M2,
S2, N2. K1, O1, P1, Q1), y tres constituyentes no
lineales (M4, MS4, MN4). La malla fina se forzó en
las fronteras abiertas con las salidas de la malla
gruesa de forma online a dos vías. En la superficie
se aplicó el mismo forzamiento que la malla gruesa.
A partir de la modelación OP, se crearon las
condiciones iniciales para ambas mallas y se
simularon 2 años.
Los resultados de la modelación son congruentes
con los rasgos reportados para el GC en algunos
estudios geostróficos, los giros en la cabeza del GC
(Beier y Ripa, 1999), giro anticiclónico semipermanente
sobre la cuenca San Pedro Mártir
(Mateos et al., 2006), y los giros sobre las cuencas
al sur (Figueroa et al.,2003).
El modelo fue validado con datos publicados de seis
estaciones mareográficas distribuidas alrededor del
golfo, donde se extrajeron series horarias de los
datos del modelo, en los puntos de malla más
cercano a cada estación mareográfica. Para
contrastar las series medidas con los mareógrafos y
las obtenidas con el modelo, se calcularon, a partir
del nivel de mar, el error cuadrático medio (RMSE,
por sus siglas en inglés), el índice de acuerdo (IOA,
84

por sus siglas en inglés), el coeficiente de
correlación (σ).
Con los resultados del modelo se identificaron sitios
con disponibilidad energética en las regiones del Alto
Golfo de California (AGC), la región de las Grandes
Islas (I) y una región cerca de la ciudad de La Paz,
Baja California Sur.
Referencias
Beier, E., y Ripa, P. (1999). Seasonal Gyres in the
Northern Gulf of California. Journal of Physical
Oceanography, 29(2): 305-311.
Egbert, G., Bennett, A., & Foreman, M. (1994).
TOPEX/POSEIDON tides estimated using a global
inverse model. Journal of Geophysical Research,
99(C12): 24821.
Figueroa, J. M., Marinone, S. G., & Lavín, M. F.
(2003). A description of geostrophic gyres in the
Southern Gulf of California. Nonlinear Processes in
Geophysical Fluid Dynamics, 237-255.
Gelaro, R., McCarty, W., Suárez, M., Todling, R.,
Molod, A., & Takacs, L. et al. (2017). The Modern-
Era Retrospective Analysis for Research and
Applications, Version 2 (MERRA-2). Journal of
Climate, 30(14): 5419-5454.
Kapoor, D. (1981). General bathymetric chart of the
oceans (GEBCO). Marine Geodesy, 5(1): 73-80.
Mateos, E., Marinone, S., & Lavín, M. (2006). Role
of tides and mixing in the formation of an anticyclonic
gyre in San Pedro Mártir Basin, Gulf of California.
Deep Sea Research Part II. Topical Studies in
Oceanography, 53(1-2): 60-76.
Shchepetkin, A. F. y McWilliams, J. C. (2005). The
regional oceanic modeling system (ROMS): a splitexplicit,
free-surface, topography-followingcoordinate
oceanic model. Ocean Modelling, 9(4):
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Woodruff, S., Slutz, R., Jenne, R., & Steurer, P.
(1987). A Comprehensive Ocean-Atmosphere Data
Set. Bulletin of the American Meteorological Society,
68(10): 1239-1250.
85

OBSERVACIONES IN SITU DE CORRIENTES EN EL SUROESTE DE LA
PENÍNSULA DE BAJA CALIFORNIA
Joana Julieta González-Rejón 1,2 , Armando Trasviña-Castro 2 y Rodolfo Silva 3 .
1
CEMIE-O, jjgonzalezrejon@gmail.com
2
CICESE-ULP, trasvi@cicese.mx
3 Instituto de Ingeniería UNAM, rsilvac@iingen.unam.mx
Resumen
Analizamos datos de corrientes observadas con
derivadores superficiales alrededor del golfo de
California entre 1998 y 2018 y un anclaje en el Bajo
Espíritu Santo en 1999, con el objetivo de localizar
regiones para el aprovechamiento de la energía de
las corrientes. Se analizaron 492 observaciones
históricas de derivadores superficiales en el golfo de
California entre 1998 y abril de 2018 con una
resolución temporal de 6 h. Los derivadores
superficiales pertenecen al Programa Global de
Derivadores de la Administración Nacional Oceánica
y Atmosférica y a un conjunto de trayectorias
observadas por derivadores construidos en CICESE
Unidad La Paz. En general, las magnitudes
promedio observadas por los derivadores no fueron
mayores a los 0.5 ms -1 (Figura 1). Se exploraron los
registros en los bajos localizados entre las islas San
José y Cerralvo y la península de Baja California, y
se observaron magnitudes de hasta 0.6 ms -1 entre la
península e Isla Cerralvo, mientras que las
mediciones entre la península y la Isla San José no
superaron nunca los 0.5 ms -1 . Las magnitudes más
altas registradas por derivadores se localizan en la
costa del sur de la península, frente a Cabo Pulmo
(23.5° N, 109.5° W) dentro de un chorro costero que
fluye hacia el sur sobre el talud continental y se
observó entre el 25 de septiembre y el 8 de octubre
de 2004. En este chorro se midieron velocidades de
hasta 1.2 m/s, sin embargo, en esta región no se
cuentan con más mediciones en otros periodos de
tiempo para su comparación. Por otro lado, las
mediciones de corrientes cada 3 horas 20 min, entre
julio y diciembre de 1999, en un anclaje en la
vecindad del monte submarino El Bajo de Espíritu
Santo mostraron dos eventos con magnitudes
mayores de 0.5 ms -1 y hasta 0.8 ms -1 a mediados de
julio y finales de noviembre de 1999, que
representan el 0.8 % de las mediciones registradas.
Lo resultados analizados no son concluyentes en
cuanto a una región con corrientes con potencial de
aprovechamiento, debido a la poca cobertura
temporal y espacial de los datos, y se sugiere que
deben realizarse más mediciones en el talud del
sureste de la península de Baja California donde las
corrientes se observaron más intensas que en el
resto del golfo, con el objetivo de evaluar la
prevalencia de estas condiciones y el potencial de
aprovechamiento.
Figura 1. Promedio general de las velocidades observadas
por los derivadores del GDP-NOAA (98-2018) en una malla
de 0.25°. N=492.
86

PRUEBAS PRELIMINARES DEL HIDROGENERADOR HIPA EN CONDICIONES
CONTROLADAS Y SEMI-CONTROLADAS
José López-González 1 , Andrés Orlando Cuen Ulloa 1 , Erick Iván García Santiago 1 y Ismael Mariño-Tapia 4
1
Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, jlopezgo@ii.unam.mx, ing.orlandocuen@gmail.com,
erickigs@hotmail.com
4
ENES-Mérida, Universidad Nacional Autónoma de México, imarino@enesmerida.unam.mx
Resumen
Contar con nuevas fuentes de energía que no
tengan efectos adversos a la naturaleza, se ha
convertido en una necesidad y todo un reto para el
ser humano. Una de estas fuentes de energía es sin
lugar a dudas el océano; donde podemos encontrar
que la energía calorífica del sol se transfiere al
océano generando una cascada de procesos, cada
uno de los cuales almacena energía en distintas
formas. Por ejemplo, los gradientes de temperatura
que se dan en la interfase océano atmosfera,
generan movimiento de grandes masas de aire, las
cuales a su vez, por efecto de la fricción mueven la
masa de agua superficial del océano generando el
incansable movimiento del mismo conocido como
corrientes marinas. Estos mismos gradientes
térmicos atmosféricos, se transmiten al mar,
afectando la densidad y generando la circulación
termohalina, que contribuye a las corrientes. Otro
proceso importante para la generación de corrientes
marinas es el efecto de la atracción del sol y la luna
sobre las masas de agua, que generan un
movimiento armónico del mar conocido como
marea. Estas manifestaciones de energía se pueden
aprovechar utilizando el mismo principio que se
utiliza desde hace muchos años en el
aprovechamiento de la energía eólica con
aerogeneradores, la diferencia radica principalmente
en la velocidad del fluido y su densidad. A pesar que
la tecnología para aprovechar este tipo de energía
se ha desarrollado considerablemente en los últimos
años en los aerogeneradores, existen limitaciones
importantes para poder lograr generación rentable
bajo condiciones de velocidad de corrientes bajas,
además que, colocar dispositivos en el océano
conlleva grandes retos en el desarrollo de materiales
(evitar corrosión e incrustaciones marinas y facilitar
el mantenimiento), la evaluación de impactos
ambientales y el daño potencial por el hecho de estar
sometidos a fuerzas y factores adicionales como la
turbulencia y el oleaje.
Por lo anterior es necesario, diseñar un dispositivo
que tome en cuenta los factores mencionados, el
costo del dispositivo, la operación y el
mantenimiento del mismo. En este sentido, se
presentan los avances en el desarrollo de un
dispositivo flotante denominado HiPa
(Hidrogenerador de Paletas) que aprovecha las
corrientes marinas superficiales, el cual costa de 2
subsistemas principalmente:1) hidrodinámico y 2) de
transmisión y potencia
El subsistema hidrodinámico se compone por 4
rotores con eje de rotación perpendicular al fluido,
dos de ellos ubicados en la zona central dentro de
los concentradores de manera vertical y dos rotores
ubicados en la parte lateral-exterior de los
concentradores de manera horizontal
El subsistema de transmisión y potencia se encarga
precisamente de la conversión de potencia
mecánica realizada por el hidrogenerador a energía
eléctrica, de tal manera que la energía de salida
pueda ser inyectada a la red eléctrica para su
distribución y consumo.
A la fecha, se han llevado pruebas del dispositivo en
diferentes escalas, empezando con modelos de
apenas 10 cm de ancho y modelos numéricos del
dispositivo para estudiar su desempeño con
diferentes configuraciones. Después de varias
modificaciones para mejorar el rendimiento, ha
resultado un dispositivo, sencillo de construir y
operar de 1.70 m de ancho, 0.50 m de altura y 2.05
m de largo.
El laboratorio de ingeniería y procesos costeros está
llevando a cabo el diseño, modelación numérica y
construcción del HiPa y próximamente se llevarán a
cabo las pruebas físicas en campo en condiciones
87

controladas y posteriormente en condiciones semicontroladas,
con lo que se espera poder obtener
resultados de potencia y posteriormente calcular la
eficiencia.
Figura 1. Esquema del Hidrogenerador HiPa, cuatro rotores
de eje vertical 2 colocados en sentido vertical y 2 en sentido
horizontal, se muestran también los sensores de presión y
velocídad para el cálculo de la eficiencia asi como la celda de
carga.
Instrumentación del hidrogenerador
Para obtener la curva de eficiencia del HiPa, se
instrumentó el hidrogenerador, con 3 sensores de
presión, un velocímetro electromagnético, un
perfilador acústico (vectrino), una celda de carga y
un torquímetro. Con ello se podrán obtener datos de
torque y velocidad angular versus velocidad de la
corriente, así como un perfil de velocidad cerca del
aparato y fuerza de arrastre. Con esta información
se podrá calcular la potencia del sistema dado que:
donde:
T = Torque
ω = Velocidad angular
P = T · ω (1)
Pruebas en campo en condiciones
controladas y semicontroladas
En la fase de pruebas en campo se pretende realizar
una prueba preliminar a la que llamamos prueba en
condiciones controladas, la cual consiste en
remolcar el hidrogenerador mediante una
embarcación simulando la velocidad de la corriente
a través de la velocidad de la lancha, en esta etapa
se realizaran varios recorridos manteniendo la
velocidad de la lancha fija pero variando el torque
para lo cual, se ha implementado un freno manual
que incrementara paulatinamente el torque y se
podrá construir una curva de potencia para esa
velocidad, se repetirán las pruebas con diferentes
velocidades. Posteriormente pasamos a la siguiente
prueba a la que llamamos condiciones semicontroladas,
la cual consiste en llevar el
hidrogenerador y colocarlo en un punto en donde
interactúe en condiciones oceanográficas como
oleaje y corrientes reales, estando en todo momento
asegurado en un punto fijo y monitoreado a tiempo
real. Para este caso se pretende medir durante un
periodo de 24-48 horas con el fin de obtener
resultados para los diferentes picos de la marea.
Referencias
Coe, R. G., Neary, V.S. (2014). Review of methods
for modeling wave energy converter survival in
extreme sea states. En Proceedings of the 2nd
Marine Energy Technology Symposium, Seattle,
WA, USA, 15-17 April 2014.
Hodges, J., Henderson, J., Ruedy, L., Soede, M.,
Weber, J., Ruiz-Minguela, P., Jeffrey, H., Brannon,
E., Holland, M., Maciver, R., Hume, D., Villate, J-L.,
Ramsey, T. (2021). An International Evaluation and
Guidance Framework for Ocean Energy Technology.
IEA-OES.
Musiedlak, P-H-, Ransley, E. J., Hann, M., Child, B.,
Greaves, D.M. (2020). Time-Splitting coupling of
WaveDyn with OpenFOAM by fidelity limit identified
from a WEC in extreme waves. Energies, 13: 3431.
Saulnier, J-B., Clément, A., Falcao, A. F. O., Pontes,
T., Prevosto, M., Ricci, P. (2011). Wave groupiness
and spectral bandwidth as relevan parameters for
the performance assessment of wave energy
converters. Ocean Engineering, 38: 130.
88

VARIABILIDAD DE LA CORRIENTE DE YUCATÁN EN EL CARIBE MEXICANO
Y SU EFECTO EN LA SURGENCIA DE YUCATAN
Gabriela Athié 1 , Tania Reyes-Jiménez 2 , Mariana De la Miyar-Loza 3 , Cecilia Enriquez 4 , Julio Sheinbaum 5 , Mark
Marín 2 e Ismael Mariño 4
1
Cátedra CONACYT – Instituto de Ciencias Marinas y Pesquerías, U.V., gathie@uv.mx
2
Instituto de Ciencias Marinas y Pesquerías, U.V., tangy_2@hotmail.com; mmarin@uv.mx
3
Instituto Tecnológico de Boca del Río, marianadlml@hotmail.com
4 Escuela Nacional de Estudios Superiores/ FC-UMDI-Sisal, UNAM, cenriqz@ciencias.unam.mx, imarino@cinvestav.mx
5 Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, julios@cicese.mx
Introducción
La Corriente de Yucatán es parte de la corriente de
frontera oeste del Giro Subtropical del Atlántico
Norte; esta corriente fluye con dirección noreste a lo
largo del Caribe Mexicano y cruza hacia el Golfo de
México (GoM) aportando alrededor del 90% del
transporte a través del Canal de Yucatán
(Sheinbuam et al., 2016). La velocidad promedio de
esta corriente es de 1.5 ms -1 alcanzando máximos
de hasta 2.5 ms -1 , lo que la hace adecuada para la
extracción de energía por corrientes oceánicas
mediante turbinas marinas (Alcérreca-Huerta et al.,
2019; Hérnandez-Fontes et al., 2019). Estudios
recientes a partir de mediciones directas de
velocidad en el Canal de Yucatán han mostrado que
entre el 60 y 80% de la varianza de la Corriente de
Yucatán se relaciona con movimientos
longitudinales de su núcleo debidos a meandros y
remolinos, además de otras frecuencias
relacionadas con cambios interanuales y
estacionales del viento, así como ondas atrapadas a
la costa (Sheinbaum et al., 2016). Para poder
evaluar la factibilidad para la extracción de energía
por corrientes marinas, las mediciones en una
escala temporal fina son cruciales en relación con
los cálculos de turbulencia y el buen funcionamiento
de las turbinas hidrocinéticas. Sin embargo, también
es relevante entender en detalle los factores que
contribuyen a la variabilidad subinercial a largo plazo
en los diferentes puntos del Caribe Mexicano y los
factores físicos que se asocian a fenómenos de
relevancia biológica en la zona, como la Surgencia
de Yucatán; éstos últimos representan los objetivos
de el presente trabajo.
Corriente de Yucatán en el Caribe Mexicano
Se analizaron ~6 años de mediciones cuasicontinuas
de velocidad a lo largo del Caribe
Mexicano, a cargo del proyecto Canek, desde el
arrecife Chinchorro hasta Puerto Morelos, al norte de
Isla Cozumel. Se observó un incremento significativo
de la velocidad promedio de la corriente por encima
de los 100 m de profundidad, desde Chinchorro
(0.47 ms -1 ) hasta Puerto Morelos (1.30 ms -1 ; Tabla
1). En la vertical, la disminución de la velocidad entre
los 30 m y 100 m de profundidad fue del 25 % para
los anclajes al norte de los 20 o N, lo que muestra
corrientes intensas (> 1 ms -1 ) y estabilidad en la
columna de agua. El análisis de la variabilidad
subinercial muestra velocidades superiores a 1 ms -1
al norte de Isla Cozumel el 93% del tiempo (2003-
2009). Sin embargo, para la zona del Canal de
Cozumel y la parte este del mismo este porcentaje
disminuye significativamente (30 %).
Tabla 1. Velocidad promedio (en ms -1 ) a 50 m de profundidad
y promediada por arriba de los 100 m de profundidad, con sus
respectivas desviaciones estandar, para los diferentes
periodos de mediciones de los anclajes instalados a lo largo
del Caribe Mexcano de Norte a Sur.
Anclajes
(de norte a sur)
V
z=50m
STD (V)
z=50m
V
z<100
m
STD (V)
z<100m
PM (2003-2009) 1.40 0.28 1.30 0.25
PME (2006-2010) 0.86 0.22 0.84 0.22
CZE (2003-2006) 0.85 0.26 0.83 0.25
COZ (00-01/09-10) 1.02 0.17 0.97 0.16
TU (2003-2007) 0.65 0.25 0.64 0.24
TUE (2004-2007) 0.57 0.22 0.55 0.20
CH (04-07/ 08-10) 0.47 0.36 0.47 0.34
CHE (2003-2010) 0.29 0.29 0.28 0.28
La corriente en esta zona esta dominada por
variabilidad en periodos entre los 2 y 5 meses. Se
observa mayor enegía de esta señal en Chinchorro,
89

disminuyendo corriente arriba; esta señal se
relaciona con remolinos en la zona del Caribe
Mexicano que modulan de forma significativa la
intensidad de la Corriente de Yucatán.
Surgencia de Yucatán
La extracción de energía por corrientes marinas
puede implicar cambios en la intensidad del sistema
de corrientes Mar Caribe – GoM; es por esto que es
relevante entender los diferentes fenómenos
asociados a la Corriente de Yucatán con
implicaciones no solo a nivel físico, sino también
ecológico. Se analizaron 6 años de mediciones de
velocidad en la columna de agua y temperatura en
el fondo, a aproximadamente 20 m, 50 m y 100 m de
profundidad (2008-2014), sobre la plataforma oeste
de Yucatán, con el fin de identificar las
características de la Corriente de Yucatán que
contribuyen en el desarrollo de la surgencia
topográfica en esta zona. Se observaron eventos de
surgencia durante todo el año, con un
comportamiento estacional. En primavera - verano,
se observa un descenso de la temperatura de
alrededor de 2 o C, asociado a transporte de Ekman
de fondo, debido a la interacción del núcleo de la
corriente con la plataforma continental y a un
gradiente de presión positivo entre el Caribe y el
GoM. Posteriormente, se observa un cambio de
signo en el gradiente de presión entre el Caribe y el
GoM (i.e., negativo), que por geostrofía genera que
el núcleo de la Corriente de Yucatán se aleje de la
costa, manteniendo el evento de surgencia entre 12
y 20 días. Un resultado importante es que algunos
de estos eventos de surgencia (al menos 3 en el
periodo de estudio) tienen su origen por transporte
de Ekman al norte del Canal de Yucatán (PE; Figura
1) y se asocian con una corriente en dirección hacia
el Caribe, sobre la plataforma de Yucatán, así como
remolinos ciclónicos de submesoescala. Durante
estos eventos de primavera - verano se ha
observado que el agua de surgencia llega hasta la
plataforma norte de Yucatán (e.g., Reyes-Mendoza
et al., 2016).
En otoño - invierno se observan descensos de
temperatura con una intensidad de ~7 o C y una
duración entre 1 y 5 días. Estos eventos son
forzados por transporte de Ekman negativo debido a
la interacción del núcleo con la plataforma, pero sin
que el gradiente de presión sea un factor
determinante. Debido a la frecuencia que se observa
en estos eventos (5-10 días) se podrían relacionar
con ondas atrapadas a la costa. Estos eventos de
surgencia se han observado solamente en el quiebre
de la plataforma y en algunos casos (40%) llegan a
la zona somera (20 m) en el este de la península de
Yucatán.
Figura 1. Ubicación de los anclajes instalados por el proyecto
CANEK en el Canal de Yucatán y en la plataforma este (PE;
en violeta), asi como a lo largo del Caribe Mexicano (en rojo)
desde Chinchorro (19 o N) hasta Puerto Morelos (21 o N). Los
vectores indican las velocidades geostróficas promedio
(AVISO; 2008-2017). Las líneas negras discontinuas indican
los puntos tomados para el cálculo de los gradientes de
presión.
Referencias
Alcérreca-Huerta, J. C., Encarnacion, J. I., Ordoñez-
Sánchez, S., Callejas-Jiménez, M., Barroso, G. G.
D., Allmark, M., Mariño-Tapia, I., Casarín, R. S.,
O’Doherty, T., Johnstone, C., & Carrillo, L. (2019).
Energy yield assessment from ocean currents in the
insular shelf of Cozumel Island. Journal of Marine
Science and Engineering, 7(5): 147.
Hernández-Fontes, J. V., Félix, A., Mendoza, E.,
Rodriguez-Cueto, Y., Silva, R. (2019). On the Marine
Energy Resources of Mexico. Journal of Marine
Science and Engineering, 7(6): 191.
Reyes-Mendoza, O., Mariño-Tapia, I., Herrera-
Silveira, J., Ruiz-Martínez, G., Enriquez, C., Largier,
J. L. (2016). The effects of wind on upwelling off
Cabo Catoche. Journal of Coastal Research, 32(3).
Sheinbaum, J., Athié, G., Candela, J., Ochoa, J.,
Romero-Arteaga, A. (2016) Structure and variability
of the Yucatan and Loop Currents along the slope
and shelf break of the Yucatan channel and
Campeche Bank. Dynamics of Atmospheres and
Oceans, 76: 217-239.
90

4. ENERGÍA DE
OLEAJE

ACTUALIZACIÓN DEL OLEAJE DE DISEÑO EN EL GOLFO DE MEXICO
Christian M. Appendini 1 , Pablo Ruiz Salcines 1 y Rodrigo Durán 2
1
Instituto de Ingeniería, Unidad Académica Sisal, cappendinia@iingen.unam.mx, pablo.ruiz.salcines@gmail.com
2
Theiss Research, duranr.netl@gmail.com
Introducción
El oleaje es uno de los principales parámetros de
diseño de estructuras marítimas, donde el oleaje
extremo condiciona el diseño estructural. En el Golfo
de México el American Petroleum Institute (API)
genera recomendaciones sobre la altura de ola de
diseño para plataformas petroleras. Estas
recomendaciones se basan en registros históricos y
por lo tanto se han estado actualizando cada vez que
se presentan nuevos eventos extremos por el paso
de huracanes más intensos. En este trabajo
proponemos una nueva manera de determinar las
condiciones de oleaje extremo en el cual se utilizan
ciclones tropicales sintéticos en lugar del uso de
eventos históricos, los cuales no son lo
suficientemente largos como para proporcionar
estadísticas robustas. Con base en los resultados
obtenidos, se plantean nuevos parámetros de
diseño de acuerdo a una regionalización del Golfo
de México y se realiza una evaluación de los
parámetros de diseño para el clima futuro bajo
calentamiento global.
Metodología
Para determinar el clima de oleaje y poder estimar el
oleaje de diseño con base en los periodos de
retorno, utilizamos ciclones tropicales sintéticos que
se basan en la física de estos eventos y permiten
tener un mayor número de eventos en comparación
a los históricos. Los eventos sintéticos se generaron
con base en Emanuel et al. (2008) y Emanuel (2013)
utilizando como condiciones ambientales el
reanálisis NCEP y seis modelos de circulación
general distintos para representar tanto el clima
actual, como el clima futuro con base enl RCP 8.5.
Utilizando la información de cada ciclón tropical
sintético se generaron los campos de viento usando
el modelo paramétrico de Emanuel y Rotunno
(2011), para posteriormente forzar el modelo
espectral de oleaje de malla flexible MIKE 21 SW.
Para cada evento se obtuvo un mapa de valores
máximos obtenidos en cada elemento de la malla de
cálculo y con esa información se determinaron los
periodos de retorno, en cada elemento. Siguiendo la
metodología de API (2014), se dividió el Golfo de
México y el Caribe occidental en varias zonas
(Figura 1), para las cuales se realizó un análisis de
los periodos de retorno siguiendo la técnica de
agrupamiento de datos o “grid pooling”, a fin de
poder comparar con los estadísticos propuestos por
API (2014).
Figura 1. División del Golfo de México y Caribe occidental
para la determinación de periodos de retorno.
Resultados y discusiones
Para cada base de datos de eventos sintéticos se
realizó un análisis de las condiciones de huracanes
y se evaluaron los periodos de retorno de vientos
como se muestra en la Figura 2. Con los periodos de
oleaje de vientos podemos observar que los ciclones
tropicales sintéticos representan adecuadamente los
vientos de ciclones tropicales al nivel de la cuenca
del Atlántico, donde los periodos de retorno de los
eventos sintéticos generados a partir de los
reanálisis atmosféricos siguen la distribución de los
eventos históricos. Por otro lado, tenemos que los
eventos generados a partir de los modelos de
circulación general presentan una mayor
92

incertidumbre, pero esta engloba los valores
obtenidos por los eventos históricos. Finalmente
observamos que el clima futuro presentará
velocidades de viento mayores si consideramos la
media del ensamble, aunque la incertidumbre se
traslapa con la del clima actual.
Figura 3. Periodos de retorno para alturas de oleaje en la
parte oeste del Golfo de México en EEUU, mostrando los
resultados para distintas bases de datos.
Figura 2. Velocidad de vientos para distintos periodos de
retorno con base en eventos histórico y eventos sintéticos,
donde los puntos muestran la media del ensamble y las
envolventes la incertidumbre.
En cuanto a los periodos de retorno de oleaje,
obtuvimos que los valores de oleaje derivados de
eventos sintéticos son mayores a los estimados
por la API (Figura 3). Esto puede deberse a que
los eventos sintéticos representan todos los
eventos posibles con base a las condiciones
medioambientales, mientras que los valores de la
API solo representan los valores de eventos que
han sucedido. Considerando que la base de datos
de eventos históricos es muy corta, es posible que
la API este subestimando los parámetros de
diseño, razón por la cual cada cierto número de
años tienen que actualizar sus valores de diseño
al incorporar nuevos eventos de huracán que se
presentan en la zona. Por otro lado, tenemos que
para el clima futuro tenemos que las alturas de ola
aumentan bajo el RCP 8.5, demostrando la
importancia de incorporar climas de oleaje no
estacionarios para el diseño de estructuras
marítimas.
Conclusiones
El uso de eventos sintéticos para caracterizar el
clima de ciclones tropicales y del oleaje generado
por estos, permite tener estadísticas más robustas
que permitan una estimación más precisa de las
condiciones de diseño. El uso de esta metodología,
así como la incorporación de climas de oleaje no
estacionarios para el diseño de estructuras
marítimas pueden reducir considerablemente las
probabilidades de fallo de estructuras.
Referencias
API (2014) Derivation of Metocean Design and
Operating Conditions. ANSI/API Recommended
practice 2MET. API Recommended Practice, 2MET,
178.
Emanuel, K., & Rotunno, R. (2011). Self-stratification
of tropical cyclone outflow. Part I: Implications for
storm structure. Journal of the Atmospheric
Sciences, 68(10): 2236-2249.
Emanuel, K., Sundararajan, R., & Williams, J. (2008).
Hurricanes and global warming: Results from
downscaling IPCC AR4 simulations. Bulletin of the
American Meteorological Society, 89(3): 347-368.
Emanuel, K. A. (2013). Downscaling CMIP5 climate
models shows increased tropical cyclone activity
over the 21st century. Proceedings of the National
Academy of Sciences, 110(30): 12219-12224.
93

AGRUPAMIENTO Y ALINEALIDAD DEL OLEAJE EN CONDICIONES DE
TORMENTA EN AGUAS SOMERAS DEL GOLFO DE MÉXICO
Marco Ulloa 1 , Edgar Escalante-Mancera 2 , Rogelio Ortega-Izaguirre 1 , Ismael Mariño-Tapia 3 y Rodolfo Silva 4
1
CICATA-Altamira, Instituto Politécnico Nacional, mulloa@ipn.mx, rortegai@ipn.mx
2
Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, Universidad Nacional Autónoma de México, escalant@cmarl.unam.mx
3
ENES-Mérida, Universidad Nacional Autónoma de México, imarino@enesmerida.unam.mx
4
Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, rsilvac@iingen.unam.mx
Resumen
Los Convertidores de Energía del Oleaje (CEOs)
interactúan con el oleaje cuya naturaleza es alineal
y multidireccional. Dos temas preponderantes en la
investigación y desarrollo de los CEOs son el
desempeño operacional y la viabilidad comercial
(Coe y Neary, 2014; Hodges et al., 2021). El primero
considera la optimización de la captura de energía y
la eficiencia de la conversión de energía en
electricidad. El segundo es la confiabilidad y
supervivencia ante estados del mar diferentes. En
ambos temas se requiere satisfacer la necesidad de
contar con datos de oleaje.
Las mediciones del oleaje son información de
entrada indispensable para ejecutar modelos de
respuesta dinámica de los CEOs. Las observaciones
de los eventos extremos, en conjunto con datos del
viento y las corrientes, pueden resultar
particularmente esenciales para determinar el
estado del mar bajo el cual los CEOs deben
activarse en modo de supervivencia. Los eventos
extremos pueden representarse como grupos de
olas con pendientes (peraltes) constantes o
variables (Musiedlak et al., 2020). Durante dichos
eventos, los grupos de olas originan tensiones
extremas en las líneas de los anclajes, pudiéndose
alcanzar valores críticos que sobrepasen los
parámetros de diseño de los sistemas de anclaje.
Por lo tanto, es importante determinar el grado de
agrupamiento del oleaje que generan los eventos
extremos porque afecta la capacidad de
supervivencia de los convertidores.
El objetivo del trabajo consiste en determinar el
grado de agrupamiento y alinealidad del oleaje
asociado con el paso de eventos extremos en las
aguas someras del Golfo de México. Se utilizan
datos de oleaje del huracán Wilma, Alex e Ingrid
obtenidas en Puerto Morelos (PM), Ciudad Madero
(CM) y La Pesca (LP) respectivamente, así como
observaciones de dos frentes fríos en Altamira (AL)
y Tampico Alto (TA) (Figura 1). La profundidad de
instalación de todos los sensores de oleaje fue del
orden de 20 m.
Figura 1. Localización de los sitios de medición, denotados
como La Pesca (LP), Altamira (AL), Ciudad Madero (CM),
Tampico Alto (TA) y Puerto Morelos (PM). La línea continua
indica la isobata de 1000 m.
La intensidad de los eventos extremos se ha
caracterizado con base en un índice de potencia de
la tormenta (IPT), definido como el producto de la
duración de la tormenta (D) y la intensidad del
transporte de energía del oleaje generado por cada
evento (I) (Tabla 1).
Tabla 4. Caracterización de los eventos extremos estudiados
en el presente trabajo. La abreviación FF denota frente frío
Tormenta Año D (h) I (MW/m)
IPT
(MWh/m)
Wilma 2015 98 26.454 2592
Alex 2010 130 1.914 249
FF-AL 2017 107 2.000 214
Ingrid 2013 68 2.085 142
FF-TA 2018 69 1.945 134
La duración de la tormenta se estimó de la serie de
tiempo de la potencia de las olas y de la respuesta
94

de las componentes de alta frecuencia a los cambios
súbitos de la potencia. Se eligieron las altas
frecuencias porque éstas responden más rápido a
los cambios del esfuerzo del viento que las
componentes de baja frecuencia. La intensidad del
transporte de energía, el área bajo la curva de la
serie de potencia, se calculó como,
puede estar asociada con una dispersión direccional
relativamente amplia que no favorezca la formación
de grupos de olas.
I = ρg S(f, θ) C (f, h) df dθdD (1)
En (1), ρ es la densidad del agua marina, g es la
aceleración de la gravedad, S(f, θ) es el espectro
total del oleaje, f y θ son la frecuencia y la dirección
de las olas, C es la velocidad de grupo y h es la
profundidad.
El grado de agrupamiento del oleaje se obtuvo del
parámetro de Goda, Q p
(Saulnier, et al., 2011) y el
grado de alinealidad del índice de inestabilidad de
Benjamin-Feir, que en general puede definirse
como, BFI = peralte⁄ anchura del espectro. El peralte
es una medida de la alinealidad del campo de oleaje
debida a interacciones no lineales onda-onda. Por su
parte, la anchura del espectro, es una medida de la
concentración de la energía del oleaje. Notar que
hay una dependencia funcional en la estimación del
BFI. El peralte se determinó mediante una expresión
que se basa en el peralte límite de Miche. Para la
anchura del espectro, se consideró una expresión
que depende de los momentos de bajo orden del
espectro de energía. Para un mar completamente
desarrollado, Q p ~2. A mayor valor de Q p , la forma
del espectro de energía será más angosta. Los
espectros angostos pueden alcanzar valores de
Q p > 2. El valor crítico para el inicio de la
inestabilidad de Benjamir-Fair es, BFI~1.
La mayor parte de las observaciones muestran
campos de oleaje con espectros de energía amplios
y angostos para los cuales, BFI < 1 (Figura 2). El
mecanismo de inestabilidad de Benjamir-Fair se
presentó principalmente en el huracán Wilma, donde
Q p
tendió a disminuir con el incremento del BFI. En
general, si el agrupamiento del oleaje está
relacionado con procesos alineales, se espera que
Q p
aumente con el BFI. La tendencia opuesta que se
muestra en la Figura 2, que la alinealidad no sea un
factor importante en el agrupamiento del oleaje,
Figura 2. Diagrama de dispersión del factor de agrupamiento
(Q p
) y el índice de inestabilidad de Benjamin-Feir (BFI).
Los CEOs operan en modo de supervivencia en
eventos de tormenta. Las estructuras deben resistir
eventos de concentración de energía y de
rompimiento debidos al agrupamiento de las olas. El
presente trabajo coadyuba en el modelado de
convertidores apropiados para aguas someras.
Referencias
Coe, R. G., Neary, V.S. (2014). Review of methods
for modeling wave energy converter survival in
extreme sea states. En Proceedings of the 2nd
Marine Energy Technology Symposium, Seattle,
WA, USA, 15-17 April 2014.
Hodges, J., Henderson, J., Ruedy, L., Soede, M.,
Weber, J., Ruiz-Minguela, P., Jeffrey, H., Brannon,
E., Holland, M., Maciver, R., Hume, D., Villate, J-L.,
Ramsey, T. (2021). An International Evaluation and
Guidance Framework for Ocean Energy Technology.
IEA-OES.
Musiedlak, P-H-, Ransley, E. J., Hann, M., Child, B.,
Greaves, D.M. (2020). Time-Splitting coupling of
WaveDyn with OpenFOAM by fidelity limit identified
from a WEC in extreme waves. Energies, 13: 3431.
Saulnier, J-B., Clément, A., Falcao, A. F. O., Pontes,
T., Prevosto, M., Ricci, P. (2011). Wave groupiness
and spectral bandwidth as relevant parameters for
the performance assessment of wave energy
converters. Ocean Engineering, 38: 130.
95

ANÁLISIS CON OPENFOAM PARA LA SIMULACIÓN DE UNA BOYA
CILÍNDRICA DE UN DISPOSITIVO CONVERTIDOR DE ENERGÍA DE OLEAJE
REGULAR DE BAJA POTENCIA
Carlos Sosa 1 , Rodrigo Patiño 1 e Ismael Mariño-Tapia 2
1
CINVESTAV - Unidad Mérida, carlos.sosa@cinvestav.mx, rodrigo.patino@cinvestav.mx
2
ENES-Mérida, Universidad Nacional Autónoma de México, imarino@enesmerida.unam.mx
Resumen
Para el desarrollo de dispositivos convertidores de
energía de oleaje (CEOs), las herramientas de
dinámica computacional de fluidos, CFD
(Computational Fluid Dynamics), juegan un papel
muy importante en el ahorro de tiempo y costos
(Astariz et al., 2015). Los modelos CFD permiten
probar el diseño de dispositivos y adaptarlos, sin
necesitad de grandes inversiones. El programa de
código abierto OpenFOAM (Opensource Field
Operation And Manipulation) es un código CFD ideal
para esta actividad, pues permite la modelación de
ambos, el dispositivo y su interacción con el oleaje
(The open source CFD toolbox, 2018). Sin embargo,
incluir la simulación del movimiento del dispositivo, y
su interacción con el fluido, puede ser un proceso
bastante complejo (Chow et al., 2018). En este
trabajo, se utiliza OpenFOAM para probar el
funcionamiento de un CEO tipo absorbedor puntual,
con una boya como componente principal, la cual se
espera que alcance la frecuencia natural de las olas
para una eficiente absorción de energía (Henriques
et al., 2016). Se requiere del conocimiento de las
leyes físicas que gobiernan tanto al fluido como al
objeto en cuestión. Lo anterior deriva a uno de los
principales problemas previos al análisis, que
consiste, además de la elección del tamaño del
dominio y su resolución espacial, en la adecuada
selección de ciertos coeficientes para una correcta
deformación de la malla.
En este trabajo se realizaron una serie de
simulaciones de oleaje regular con altura de ola de
1.0 m y periodos de 4 s y 8 s para analizar el efecto
en la potencia generada con boyas de diferentes
radios (R = 0.1, 0.25, 0.5, 1.0 y 1.5 m). Como paso
inicial se realizó un análisis de sensibilidad
considerando la variación de los siguientes
coeficientes: AccelerationRelaxation (AR), que es la
directa reducción en la aceleración;
AccelerationDamping (AD), utilizado para eliminar la
divergencia proveniente de la repentina aceleración
(siendo proporcional a la magnitud de la
aceleración); InnerDistance (ID), extensión de la
región de movimiento del cuerpo sólido alrededor del
cuerpo; y finalmente, OuterDistance (OD)
refiriéndose a la extensión de la región de
transformación de la malla alrededor del cuerpo
(Davidson et al., 2019). En las simulaciones para
analizar la sensibilidad del modelo a los distintos
coeficientes, el cuerpo en cuestión hace referencia a
una boya cilíndrica de 1 m de longitud y 0.25 m de
radio conectada a unos brazos de 2 m de longitud
con un pivote a la mitad de dicha extensión como se
muestra en la Figura 1.
Figura 1. Dominio de la simulación para la boya con R = 0.25.
Los valores de los coeficientes evaluados se
observan en la Tabla 1.
Tabla 1. Coeficientes de las series de simulación realizadas
para boya, R = 0.25 m.
Prueba T [s] AR AD ID OD
P1
0.7 - 0.001 1.5
P2 0.7 - 0.001 2.0
P3 4 0.5 0.5 0.001 1.5
P4 0.5 0.5 0.00001 1.5
P5 0.7 0.75 0.001 1.5
P6
0.7 0.75 0.001 1.5
P7 0.7 - 0.001 1.5
8
P8 0.5 0.5 0.001 1.5
P9 0.5 0.5 0.00001 1.5
96

La velocidad angular y torque se utilizaron para
obtener la potencia instantánea. Como paso inicial
se realizaron pruebas para conocer la estabilidad del
modelo con un tiempo simulado de cien periodos de
ola, tanto para el periodo de 4 s como para el de 8 s.
Los resultados, en relación con la potencia promedio
entregada, muestran, que después de 132
segundos, las propiedades estadísticas de las
simulaciones del modelo no cambian
significativamente. Esto garantiza la consistencia en
los resultados de las simulaciones numéricas. Las
pruebas de sensibilidad para los parámetros AR, AD,
ID y OD, se presentan en la Figura 2. El aumento del
coeficiente OD (verde) provoca un aumento en la
potencia promedio, acompañada también del
aumento en la desviación estándar (DE); una
disminución en el ID no muestra cambios
significativos (al menos en los valores evaluados).
Omitir el coeficiente AD, reduce el valor promedio de
potencia, pero reduce la DE, mientras que por
debajo del valor recomendado (0.9-1) se tienen
valores más grandes de potencia, pero con grandes
valores de DE, debido a la afectación del torque.
Pot (W)
120
100
80
60
40
20
0
-20
T = 4 s
29.87
36.64
53.46 54.7
40.17
P1 P2 P3 P4 P5 P1 P6 P7 P8 P9
Simulación
Figura 2. Prueba de sensibilidad: H = 1.0 m, T = 4 y T = 8 s.
Para el análisis estadístico se obtuvo el error
cuadrático medio (RMSE) entre las diferentes
combinaciones. En la Figura 3 aparecen las
combinaciones de la evaluación de RMSE, donde se
aprecia que el torque es la variable más afectada por
los cambios en los coeficientes.
RMSE
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Figura 3. Análisis estadístico RMSE de las variables de salida
de las combinaciones de la Tabla 2.
29.87
T = 8 s
16.78
OD - 4T
ID - 8T
ID - 4T
AD - 4T
AD - 8T
13.19
OD-4T ID-4T AD-4T AD-8T ID-8T
Set
RMSE
Torque
Vel_Ang
Pot
CofM_Z
24.37 24.63
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
En general, los cambios son más notables en las
pruebas con el periodo más corto, generando una
mayor potencia de entrega promedio (Figura 4). En
el periodo corto la potencia (y su DE) describe un
comportamiento exponencial al aumentar el tamaño
del radio de la boya, mientras que los valores de
potencia para la boya con el periodo largo sugieren
una tendencia lineal.
Pot (W)
800
600
400
200
0
*
*
T4
T8
0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
R/l
Figura 4. Potencia entregada a diferente tamaño de boya y
periodo. AR= 0.7, AD= -, ID = 0.001 y OD = 1.5. *Evaluado
con un valor de AR= 0.5, AD = 0.5 e ID= 0.00001 debido a la
divergencia numérica de la simulación, **OD = 2.0.
La relativa poca información de los coeficientes
descritos podría llevar a conclusiones erróneas
incluso al ser ignorados. La elección al azar de los
coeficientes aquí descritos podría llevar a la
subestimación de los valores de potencia de
generación, debido a la afectación directa en el
torque.
Referencias
Astariz, S., Iglesias, G. (2015). The economics of
wave energy: A review. Renewable and Sustainable
Energy Reviews, 45: 397-408.
Chow, J. H., Ng, E. Y. K. (2016). Strongly coupled
partitioned six degree-of-freedom rigid body motion
solver with Aitken's dynamic under-relaxation.
International Journal of Naval Architecture and
Ocean Engineering, 8(4): 320-329.
Davidson, J., Karimov, M., Szelechman, A., Windt,
C., Ringwood, J. (2019). Dynamic mesh motion in
OpenFOAM for wave energy converter simulation.
Presentado en: 14th OpenFOAM Workshop.
Henriques, J. C. C., Gato, L. M. C., Falcao, A. D. O.,
Robles, E., Faÿ, F. X. (2016). Latching control of a
floating oscillating-water-column wave energy
converter. Renewable Energy, 90: 229-241.
The Open Source CFD Toolbox. (2018). Disponible
en: https://www.openfoam.com/documentation/userguide
**
97

ANÁLISIS DEL EFECTO DE LOS CONVERTIDORES DE ENERGÍA DEL
OLEAJE
Melissa G. Jaramillo-Torres y Héctor García-Nava
1
Instituto de Investigaciones Oceanológicas, Universidad Autónoma de Baja California, mgjatorres@gmail.com,
hector.garcia.nava@uabc.edu.mx
Introducción
La energía del oleaje, es una fuente de energía
renovable que destaca por su potencial energético,
el desarrollo tecnológico y la predecibilidad (López
et al., 2013). Las olas del océano son generadas por
el esfuerzo del viento que actúa sobre la superficie
del mar y transfiere energía de la atmósfera al
océano. Las olas pueden propagarse a largas
distancias sin pérdidas de energía significativas
(Bhattacharyya y McCormick, 2003), y una parte de
la energía de las olas puede aprovecharse utilizando
los convertidores de energía del oleaje (WEC, por
sus siglas en inglés).
Comprender el impacto de los WEC y otras
estructuras marinas en la dinámica del océano,
como en el campo de las olas y el transporte de
sedimentos, es necesario para la instalación de
dichas estructuras. Principalmente, es importante su
estudio para identificar y limitar los posibles impactos
ambientales de los proyectos de energía del oleaje
en el océano (Atan et al., 2019).
El Instituto de Investigaciones Oceanológicas de la
Universidad Autónoma de Baja California (IIO-
UABC), participó en el proyecto del Centro Mexicano
de Innovación en Energía del Océano (CEMIE-
Océano), para colaborar con estudios relacionados
a los efectos de los WEC en el campo de oleaje. En
este trabajo se presentan los resultados obtenidos
más importantes.
Objetivo
El objetivo principal es presentar un resumen de la
participación del IIO-UABC en las líneas
estratégicas O-LE3, FN-LT3, FN-LT1 de los
entregables del CEMIE-Océano. Los análisis se
realizaron en el área de estudio mostrada en la
Figura 1, la cual comprende a la Bahía de Todos
Santos (BTS) en Ensenada, México.
Figura 1. Área de estudio donde se hicieron los análisis
correspondientes.
Principalmente, se hicieron tres tipos de estudios: (1)
la caracterización del recurso energético con
campañas de mediciones de perfiladores acústicos
tipo Doppler (ADCP); (2) un manual de
recomendaciones para la colocación de WEC y (3)
análisis morfodinámico debido a la presencia de
WEC.
Las campañas de mediciones con dispositivos
ADCP se han realizado desde finales del año 2016
hasta la fecha en el sitio marcado en la Figura 1, la
información obtenida ha servido para caracterizar el
oleaje y las corrientes del lugar. Por otro lado, se ha
realizado un manual de recomendaciones para la
colocación de WEC, el cual fue hecho a partir de
resultados de simulaciones numéricas de diez años
con el modelo SWAN en el área de estudio de BTS.
Finalmente, se presentan los resultados obtenidos
de simulaciones numéricas con el modelo Delft3D,
para analizar el transporte de sedimentos debido a
la presencia de WEC en los dos subdominios PH y
PSJ que se muestran en la Figura 1. Se utilizó
información del WEC basado en la Plataforma
98

Stewart-Gough y las simulaciones fueron realizadas
durante el año 2018.
Referencias
Atan, R., Finnegan, W., Nash, S., y Goggins, J.
(2019). The effect of arrays of wave energy
converters on the nearshore wave climate. Ocean
Engineering, 172: 373–384.
Bhattacharyya, R. & McCormick, M. (2003).
Introduction. En: Wave Energy Conversion. Elsevier,
pp. 1–7.
López, I., Andreu, J., Ceballos, S., Martínez de
Alegría, I., Kortabarria, I. (2013). Review of wave
energy technologies and the necessary powerequipment.
Renewable and Sustainable Energy
Reviews, 27: 413-434, ISSN 1364-0321.
99

APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA DE LAS OLAS COMO RECURSO
RENOVABLE EN BAJA CALIFORNIA
Emiliano N. Gorr-Pozzi 1 , Héctor García-Nava 1 , Melissa G. Jaramillo-Torres 1 , Manuel Verduzco Zapata 2 y Marco J.
Larrañaga-Fu 3
1
Instituto de Investigaciones Oceanológicas, Universidad Autónoma de Baja California, emigorr@uabc.edu.mx,
hector.gnava@uabc.edu.mx, mgjatorres@gmail.com
2
Facultad de Ciencias Marinas, Universidad de Colima, manuel_verduzco@ucol.mx
3
Université fédérale de Toulouse-Midi-Pyrénées, larranaga.marco@gmail.com
Palabras claves
Modelización numérica del oleaje, fuentes de
energía oceánica renovable, extracción de energía
de las olas, granjas del oleaje.
Resumen
La extracción de energía a partir de fuentes
renovables se plantea actualmente como una
posible solución ante la inminente crisis energética
mundial (IEA, 2018). El oleaje emerge como una de
las fuentes de energía más prometedoras a ser
aprovechadas a gran escala, en un futuro cercano,
debido a su alta densidad de energía por unidad de
área y porque la energía fluye de forma natural hacia
la costa donde puede ser explotada. Sin embargo, la
mayoría de los Convertidores de Energía del Oleaje
(CEO) están diseñados para operar, de manera
óptima, en mares de altas latitudes altamente
energéticos. Esto limita su rendimiento en las
regiones subtropicales, dominadas normalmente por
un oleaje moderado. El presente estudio analiza y
compara el rendimiento de siete CEO relevantes con
diferentes diseños y principios de actuaciones
dentro y fuera a una bahía protegida en la zona
subtropical de Baja California, México (Figura 1).
Para ello, se determinó la variabilidad espacial y
temporal de la potencia del oleaje en la zona de
estudio, a partir de 11 años de campos históricos del
oleaje mediante la implementación local del modelo
espectral SWAN (Booij et al., 1999) forzado en sus
fronteras con datos de oleaje del análisis
restrospectivo del oleaje de IOWAGA (Rascle y
Ardhuin, 2013).
Figura 1. Ubicación del sitio de estudio dentro de la península
de Baja California. Las posiciones para cada punto evaluado
se indican con formas triangulares. Las líneas continuas y
discontinuas representan las isobatas y su valor se expresa
en metros.
La cantidad de energía extraída por los CEO, se
determina al asociar la disponibilidad del recurso con
sus matrices de potencia. Finalmente, se examinan
diferentes configuraciones de arreglos CEO en
función a un sistema energético descentralizado
(DOF, 2016), mediante el modelo SNL-SWAN
(SWAN, 2019). De acuerdo con los resultados, la
zona estudiada cuenta con varios sitios adecuados
para la extracción de energía del oleaje. La zona
100

dispone de una moderada potencia de oleaje con
una clara estacionalidad y una gran variabilidad
espacial generada por el efecto de sombra que
causa la Bahía del Sur de California y la isla de
Todos Santos (Figura 2). Todos los dispositivos
analizados generan mejores rendimientos en la
región sur; sin embargo, Pelamis y Oyster2 extraen
más energía que el resto. El número de dispositivos
necesarios para desarrollar una granja de CEO en
las zonas potenciales, acorde con un esquema
energético descentralizado, se compone entre dos y
cuatro dispositivos Pelamis y dos Oyster2.
temporada de verano (julio a septiembre) y (d) temporada de
otoño (octubre a diciembre). El sitio potencial PST, se
expresa con un cuadrado rojo. Las líneas continuas más
pequeñas y más gruesas representan isolíneas de potencia
de las olas de 5 y 10 kWm -1 , respectivamente.
Agradecimiento
Este trabajo es una contribución del proyecto
CEMIE-Océano financiado por CONACyT/SENER
sustentabilidad energética (Proyecto No. 249795).
Referencias
Booij, N. R. R. C., Ris, R. C., & Holthuijsen, L. H.
(1999). A third‐generation wave model for coastal
regions: 1. Model description and validation. Journal
of geophysical research: Oceans, 104(C4), 7649-
7666.
DOF, Diario Oficial de la Federación. (2016).
Acuerdo por el que se emite el Manual de
Interconexión de Centrales de Generación con
Capacidad menor a 0.5 MW.
IEA, International Energy Agency. (2018). World
Energy Outlook, Executive Summary.
Rascle, N., & Ardhuin, F. (2013). A global wave
parameter database for geophysical applications.
Part 2: Model validation with improved source term
parameterization. Ocean Modelling, 70: 174-188.
SWAN, The SWAN Team. (2019). SWAN Cycle III
version 41. 20AB.
Figura 2. Potencia media del oleaje correspondiente al
periodo 2008-2018. Panel (a) temporada de invierno (enero
a marzo), (b) temporada de primavera (abril a junio), (c)
101

CALIBRACIÓN AUTOMÁTICA Y CUANTIFICACIÓN DE INCERTIDUMBRE
EN MODELOS DE PROPAGACIÓN DE OLEAJE
Rodrigo Alonso y Sebastián Solari
1
Instituto de Mecánica de los Fluidos e Ingeniería Ambiental, Universidad de la República, Uruguay, ralonso@fing.edu.uy,
ssolari@fing.edu.uy
Introducción
En general los proyectos de extracción de energías
marinas, ya sea que la fuente a explotar sea el oleaje
u otra, requerirá la caracterización del clima de ola
en el sitio de interés. Es habitual que esta
caracterización se realice utilizando datos de
hindcast o reanálisis de oleaje, los cuales deben ser
propagados hasta el sitio de interés mediante la
utilización de un modelo numérico. En los casos en
que se dispone de datos medios en el sitio es
práctica habitual calibrar y validad el modelo de
oleaje, lo cual suele hacerse “manualmente”,
variando algunos de los parámetros libres mediante
un procedimiento de prueba y error.
Hay cuatro fuentes de errores (o incertidumbre) que
introducen incertidumbre en los resultados de un
modelo de propagación de oleaje, a saber (ver
Figura 1): (a) errores en los forzantes, (b) errores
estructurales del modelo (epistémicos) debidos a
simplificaciones o falta de conocimiento en la
descripción del mundo real, (c) errores en los
parámetros del modelo y (d) errores de medición. En
este trabajo se presenta el desarrollo y aplicación de
una metodología automática para la calibración y
cuantificación de incertidumbre de los modelos
numéricos de oleaje que aborda los errores debidos
a los forzantes y a la estimación de los parámetros
(a y c en la Figura 1), basada en los desarrollos
iniciales presentados en Alonso y Solari (2017).
Metodología
La metodología propuesta incluye cinco pasos.
Primero, la selección de un subconjunto de datos
para calibrar el modelo, buscando reducir la
demanda computacional sin perder
representatividad de la variedad de condiciones
presentes en el conjunto de datos medidos.
En segundo lugar, la definición de una medida de
qué tan bien el modelo se ajusta a las
observaciones, estableciendo sus propiedades
estadísticas, a partir de las cuales definir la función
de verosimilitud requerida para un enfoque
Bayesiano formal (DREAM; Vrugt, 2016) en la
calibración.
En tercer lugar, la selección de los parámetros a
calibrar. Cuarto, ejecutar el algoritmo de calibración
y obtener un conjunto de parámetros de mejor ajuste
y su distribución de probabilidad conjunta.
Figura 1. Representación esquemática del problema de calibración de un modelo y las posibles fuentes de error o
incertidumbre (adaptado de Vrugt et al., 2008).
102

Por último, el uso del conjunto de parámetros que
mejor se ajustan para la propagación del oleaje, así
como de la distribución conjunta de los parámetros
para evaluar la incertidumbre de los resultados de la
propagación
Resultados y Conclusiones
Los resultados obtenidos muestran la capacidad de
la metodología propuesta para alcanzar de forma
automática un conjunto de parámetros de mejor
ajuste para el modelo de propagación de oleaje, así
como de proporcionar bandas de incertidumbre no
solo para los parámetros del modelo sino también
para los parámetros de estado del oleaje en el punto
objetivo (ver Figura 2), los cuales pueden ser
utilizados al realizar estudios probabilísticos o de
riesgo en los proyectos de energías marinas.
Referencias
Alonso, R., & Solari, S. (2017). Automatic calibration
of a wave model with an evolutionary Bayesian
method. In Coastal Engineering Proceedings. 1: 35,
waves.26
Vrugt, J.A., ter Braak, C.J.F., Clark, M.P. J., Hyman,
M., & Robinson, B.A. (2008). Treatment of input
uncertainty in hydrologic modeling: Doing hydrology
backward with Markov chain Monte Carlo simulation.
Water Resource Research, 44: W00B09.
Vrugt, J.A. (2016). Markov chain Monte Carlo
simulation using the DREAM software package:
Theory, concepts, and Matlab implementation.
Environmental Modelling & Software, 75: 273-316.
Figura 2. Banda de confianza del 90% de la serie temporal de
parámetros de oleaje obtenida con el modelo en el punto de
interés.
103

COMPARACIÓN DE POTENCIA DE OLEAJE SIMULADO CON
OBSERVACIONES PARA COSTAS MEXICANAS
José Antonio Salinas Prieto, María Eugenia Maya Magaña y Constantina Hernández Martínez
Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, jsalinas@tlaloc.imta.mx, mayam.maru@gmail.com, constantinahm@gmail.com
Introducción
La resolución de simulaciones globales de oleaje es
adecuada para describir distribuciones globales de
altura de ola, potencia y energía sobre todo en aguas
profundas, pero es insuficiente para describir
distribuciones locales y regionales en zonas
costeras, por ello es fundamental realizar
adicionalmente simulaciones de oleaje en mallas
regionales en forma anidada que consideren
batimetrías a más alta resolución, sobre todo en
zonas de océanos someros y áreas costeras,
estimando además su variabilidad espacio-temporal
y comparándolo con las observaciones disponibles.
Las evaluaciones sistemáticas de simulaciones
numéricas son importantes para conocer el grado de
reproducción de la variabilidad espacial y temporal
de la potencia de oleaje, ya que con base en conocer
el sesgo de estas simulaciones regionales es posible
identificar áreas de potencial energético asociado a
oleaje incluyendo su confiabilidad.
Los resultados de estas evaluaciones, la potencia
estimada de oleaje y su variabilidad podrán ser
utilizados por otros grupos de trabajo de CEMIE-O,
en las líneas OLE-1 y OLE-2, contribuyendo a
identificar zonas costeras susceptibles de realizar
laboratorios naturales, replicables en diferentes
zonas conociendo el comportamiento del oleaje
analizado.
Objetivo
Estimar la potencia simulada de oleaje promedio y
extrema, comparándola con las observaciones de la
base de datos ERA5, analizando su variabilidad
estacional y anual, identificando umbrales
energéticos para ser utilizada por convertidores
energéticos en costas mexicanas.
Metodología
Se realizaron simulaciones numéricas de oleaje con
el modelo Wavewatch III en la opción multi-mallas,
dando condiciones iniciales y de frontera de una
malla global a dos regionales, ello en el mismo ciclo
de simulación para el período de 1979 a 2010 y se
realizaron las evaluaciones. Estas simulaciones
fueron forzadas con datos de viento del modelo
atmosférico CFSR, con una resolución espacial de
0.312 (aproximadamente 30 Km.). Las simulaciones
se compararon con observaciones de Reanálisis
ERA5 para evaluar su desempeño a escala
estacional, intraestacional e interanual.
Las áreas geográficas simuladas son: Malla Global,
Pacífico Mexicano y Golfo de México-Caribe. Las
simulaciones se realizaron con las siguientes
características: Malla Global: resolución espacial de
0.5 ° aproximadamente 50 Km. Malla Golfo de
México-Caribe: Latitud: entre 10°N y 30°N, longitud:
60° W y 100°W, resolución espacial de 0.1 °
aproximadamente 10 Km. Malla Pacífico: Latitud:
entre 8°N y 35°N, longitud: 85° W y 130°W,
resolución espacial de 0.1 ° aproximadamente 10
Km. la secuencia de flujo de datos y simulaciones
numéricas se muestra en la Figura 1.
Figura 1. Secuencia del sistema de simulación numérica de
oleaje.
En este trabajo se presenta la estimación de la
potencia de oleaje simulado y observado.
104

Considerando que la potencia es el flujo de energía,
con período característico, ésta se calculó mediante
las expresiones:
P = E Cg (1)
donde P es la potencia de oleaje, E es la energía y
Cg es la velocidad de grupo (velocidad de la
energía), la cual se calcula mediante la ecuación:
Cg = σ k 1 2 1 +
2kh
senh 2kh (2)
donde σ es la frecuencia espectral y k el número de
onda.
La altura significante Hs es una cantidad integrada
del espectro:
Hs = 4m
(3)
y m 0 es el momento espectral a orden cero:
m = S(f) df
y la potencia se calcula mediante:
(4)
P = 0.5 kW
m 3 s H T (5)
En este trabajo se discuten los resultados de las
comparaciones entre la potencia simulada y
observada, identificando las áreas con mayor
fiabilidad, con mayor potencia (que exceda el umbral
establecido por World Energy Council para la
eficiencia de los convertidores energéticos) y con
menor variabilidad temporal, ya que esto lo hace
viable para disponer de una potencia que mantenga
un umbral mínimo, evitando la intermitencia del
potencial energético al ser utilizado el recurso.
Referencias
Alves, J. H. G. M., Chao, Y. Y., & Tolman, H. L.
(2005). The operational North Atlantic hurricane
wind-wave forecasting system at
NOAA/NCEP. Washington, DC: National Oceanic
and Atmospheric Administration Technical Note,
244.
Tolman, H. L. (2002) User manual and system
documentation of WAVEWATCH-III version 2.22.
NOAA / NWS / NCEP / OMB Technical Note, 222:
133.
Tolman, H. L. (2003) Optimum Discrete Interaction
Approximations for wind waves. Part I: mapping
using inverse modeling. NOAA / NWS / NCEP / OMB
Technical Note, 227: 57.
Tolman, H. L. (2003) Running WAVEWATCH III on
a Linux cluster. NOAA / NWS / NCEP / MMAB
Technical Note, 228: 27.
World Energy Council (2010) Performance of
Generating Plant: New Metrics for Industry in
Transition.
Salinas-Prieto, J. A., Padilla-Hernández, R.,
Oropeza-Rosales, F., & Lobato-Sánchez, R. (2012).
Sistema de pronóstico automatizado de
oleaje. Tecnología y ciencias del agua, 3(1): 45-67.
105

CONFIGURACIÓN DEL MODELO WAVEWATCH III PARA EL CÁLCULO DEL
OLEAJE EN MARES MEXICANOS Y REGIONES DEFINIDAS COMO
LABORATORIOS NATURALES PARA LA EVALUACIÓN DE DISPOSITIVOS
CONVERTIDORES DE ENERGÍA
José Pedro Osuna Cañedo 1 , Francisco Javier Ocampo Torres 1 , Héctor García Nava 2 y Luis Daniel Quinn
Cervantes 1
1
CICESE, osunac@cicese.mx, ocampo@cicese.mx, quinn@cicese.edu.mx
2
IIO-UABC, hector.gnava@uabc.edu.mx
Resumen
En este trabajo se abordan los detalles sobre la
implementación de la versión más reciente del
modelo WaveWatch III (v.6.07; WW3DG, 2019)
para el cálculo de las propiedades del oleaje en
mares mexicanos. La implementación incluye un
conjunto de tres mallas anidadas que transfieren
información en dos vías: una malla global de ¼ de
grados de resolución (Figura 1), dos mallas
regionales con 1/12 de grado de resolución, de las
cuales una cubre el Pacífico mexicano (Figura 2,
panel izquierdo) y otra el Golfo de México y Mar
Caribe (Figura 2, panel derecho), así como varias
mallas de resolución fina (aprox. 90 m) en regiones
consideradas como laboratorios naturales para la
prueba de dispositivos de extracción de energía del
oleaje. Un ejemplo de este tipo de mallas se muestra
en la Figura 3.
Figura 2. Dominios y batimetrías utilizados en las mallas
regulares de 0.083°. Arriba se muestra el dominio que cubre
al Pacífico mexicano, y abajo se muestra el dominio que
cubre el Golfo de México y el Mar Caribe.
Figura 1. Batimetría utilizada en la malla regular global, cuya
resolución es de 0.25°.
Se plantea una simulación histórica de 30 años y los
resultados se almacenan con una resolución horaria.
El forzamiento está dado por la base de datos de
ERA5, del Centro Europeo de Predicción
Meteorológica a Mediano Plazo (ECMWF, por sus
siglas en inglés). Se trata de una configuración con
una demanda computacional muy alta, por lo cual se
106

ha acordado realizar la base de datos de manera
conjunta entre cuatro centros que poseen equipo de
cómputo de alto rendimiento: CICESE, IIO-UABC, II-
UNAM Sisal e IMTA.
Los resultados obtenidos a partir de esta simulación
podrán ser utilizados para la caracterización del
oleaje tanto en la región de los mares mexicanos
como su evolución hacia la zona costera y las
regiones cercanas a la línea de costa, en los
dominios definidos como laboratorios naturales. Un
producto directo de la base de datos es la estimación
de la potencia del oleaje a partir del espectro
direccional del oleaje:
P = ρ g C E(σ, θ)dσdθ , (1)
P = ρ g C E(σ, θ)dσdθ. (2)
Figura 3. Malla numérica no-estructurada correspondiente al
laboratorio natural en la Bahía de Todos Santos (Ensenada),
en Baja California.
Con (1) y (2) se determinará de manera precisa, sin
hacer suposiciones sobre la profundidad, la
distribución espacial y la variabilidad temporal de la
potencia del oleaje en la escala de los cientos de
metros dentro de las áreas que comprenden los
laboratorios naturales.
Referencias
The WAVEWATCH III Development Group
(WW3DG) (2019). User manual and system
documentation of WAVEWATCH III version 6.07.
Tech. Note 333, NOAA/NWS/NCEP/MMAB, College
Park, MD, USA, 465 pp. + Appendices.
107

DESARROLLO DE UN DISPOSITIVO CEO PARA OBTENCIÓN DE AGUA
POTABLE
Mario Alberto López Jiménez 1 , Manuel Gerardo Verduzco Zapata 1 y Francisco Javier Ocampo Torres 2
1
Universidad de Colima, mlopez111@ucol.mx, manuel_verduzco@ucol.mx
2
CICESE, ocampo@cicese.mx
Resumen
El problema del suministro de agua se agrava día a
día debido a múltiples factores como el aumento de
la población, los efectos del cambio climático y la
incorrecta gestión de los recursos hídricos. En la
búsqueda de nuevas fuentes de suministro, en
algunas regiones costeras se ha optado por obtener
agua potable directamente del mar mediante un
proceso de ósmosis inversa, el cual requiere una
gran cantidad de energía.
Para disminuir el impacto ecológico, es deseable
que esta provenga de una fuente renovable, por lo
que la finalidad de este trabajo fue avanzar en el
desarrollo de un sistema accionado con el oleaje,
capaz de brindar agua potable mediante el proceso
de ósmosis inversa.
Tomando en cuenta el oleaje y la batimetría, así
como las actividades de navegación en las costas de
Manzanillo, se seleccionó un punto estratégico
ubicado frente a Playa Ventanas (Figura 1), donde
se realizaron una serie de pruebas en campo (Figura
2) para estimar la energía potencial obtenida
mediante el sistema, alcanzando 348.54 m,
suficiente para llevar a cabo el proceso de ósmosis
inversa en equipos comerciales que cuenten con
recuperadores de energía.
Después de nueve meses de permanecer
sumergido el elemento de concreto utilizado como
muerto, se pudo observar la agregación de
organismos (Figura 3), los cuales probablemente
utilicen la estructura como una zona de abrigo y/o de
alimentación, lo que sugiere que el muerto fungió
además como un arrecife artificial capaz de albergar
un nuevo micro ecosistema.
Figura 2. Vista general de la boya de flotación posicionada en
el sitio de prueba (López, M., 2021, pg. 44).
Figura 3. Agregación de organismos en el sistema de anclaje
(López, M., 2021, pg. 52).
Figura 1. Ubicación geográfica de Playa Ventanas (López,
M., 2021, pg. 25).
Referencias
López, M. (2021) Análisis de la viabilidad técnica de
un sistema de bombeo impulsado por oleaje, así
como de su capacidad para fungir como arrecife
artificial en la zona costera de Manzanillo, Colima.
Tesis de maestría, Universidad de Colima, 1-70.
108

DESEMPEÑO DEL CEO-PSG EN EL LABORATORIO
Diego Eduardo Galván Pozos 1 , Francisco Javier Ocampo 1 , Eduardo Santiago Ojeda 1 , Manuel Gerardo Verduzco
Zapata 2 , Héctor García Nava 3 y Bernardo Esquivel Trava 1
1
Departamento de Oceanografía Física, Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada,
dgalvan@cicese.edu.mx, ocampo@cicese.mx, esantiago@cicese.edu.mx, esquivel@cicese.mx
2
Facultad de Ciencias Marinas, Universidad de Colima, manuel_verduzco@ucol.mx
3 Instituto de Investigaciones Oceanológicas, Universidad Autónoma de Baja California, hector.gnava@uabc.edu.mx
Introducción
El objetivo fundamental del trabajo es el de presentar
los avances en el diseño, construcción y pruebas en
el laboratorio del convertidor de energía del oleaje
basado en el concepto de la plataforma Stewart-
Gough (CEO-PSG) a escala 1:20, así como el de
analizar los datos obtenidos mediante los sensores
que se instalaron en el prototipo. Es posible
entonces calcular las matrices de potencia mecánica
y eléctrica del CEO-PSG 1:20 y consecuentemente
las correspondientes al CEO-PSG a escala 1:1
mediante la aplicación de la ley de similitud de
Froude.
Los datos analizados se obtuvieron durante la
segunda campaña de experimentos realizada en el
canal de olas del Laboratorio de Hidráulica Marina
(LHM) ubicado en la Facultad de Ciencias Marinas
de la Universidad de Colima (FCM-UCOL). Las
pruebas experimentales del CEO-PSG 1:20 nos
permitieron alcanzar con éxito el nivel TRL 5 en la
escala de maduración tecnológica.
CEO-PSG: Concepto
El CEO-PSG retoma el concepto de la PSG con la
finalidad de crear un dispositivo que maximice el
proceso de extracción de energía. Consiste de un
elemento de flotación que se conforma por tres
flotadores que están unidos rígidamente, el cual se
conecta a un elemento de reacción por medio de
seis actuadores mecánicos; ver Figura 1a.
En el diseño conceptual original, los actuadores
mecánicos están colocados por debajo del agua, lo
que podría representar un inconveniente en
términos de instalación y mantenimiento. Por lo
tanto, se propuso un rediseño en donde los
actuadores mecánicos y el elemento de reacción
estuvieran fuera del agua; ver Figura 1b.
Figura 1. (a) Esquema del CEO-PSG original. (b) Rediseño
del concepto.
Experimentos en el laboratorio
Objetivo de las pruebas experimentales
Los principales objetivos de las pruebas
experimentales son: (1) medir la elongación, la
fuerza y la potencia generada por los actuadores
mecánicos, (2) Medir el voltaje y la corriente a la
salida de cada motor, (3) generar información útil
con la que sea posible validar y/o calibrar el modelo
numérico que describe la dinámica del prototipo, y
(4) alcanzar con éxito el nivel TRL 5 en la escala de
maduración tecnológica.
Descripción del CEO-PSG 1:20
La campaña de experimentos se realizó utilizando el
prototipo CEO-PSG 1:20 que se muestra en la
Figura 2.
Se instalaron diversos sensores en el CEO-PSG
1:20 para conocer su comportamiento bajo distintas
condiciones de oleaje. En cada actuador mecánico
se colocaron tres sensores: (1) VL53L0X para medir
la longitud de corrida de cada actuador, (2) LM393
para medir la velocidad angular del eje del motor de
pasos, y (3) INA219 para medir la corriente y el
voltaje a la salida del motor de pasos. Se colocó un
sensor MPU6065 para medir la aceleración lineal y
la velocidad angular del elemento de flotación. De tal
forma que en total se instalaron 19 sensores en el
109

CEO-PSG 1:20, los cuales estuvieron controlados
por una placa Arduino MEGA 2560.
mientras que en la matriz de potencia mecánica el
valor más alto es de 15mW y corresponde a la
condición de oleaje número 7 (Hs=10.64 cm,
Tp=2.34 s). Se aprecia una diferencia de un orden
de magnitud entre ambas matrices.
Mediante la combinación de las matrices de potencia
y del diagrama de distribución conjunta del oleaje
será posible estimar la producción anual de energía
del CEO-PSG 1:20 y consecuentemente la
correspondiente al CEO-PSG 1:1, y realizar así una
primera estimación del costo nivelado de energía
(LCOE, por sus siglas en inglés).
Figura 2. Prototipo CEO-PSG utilizado en las pruebas
experimentales.
Condiciones de oleaje
Las condiciones de oleaje utilizadas en las pruebas
experimentales se determinaron a partir del
diagrama de distribución conjunta del sitio Isla Todos
Santos (ITS, coordenadas 31.8N, 116.8W). Para
tratar de remediar el excesivo consumo de tiempo
que implicaría evaluar el funcionamiento de un CEO
en cada bin del diagrama de distribución conjunta es
necesario resumir las parejas de valores Hs,Tp en la
forma de un conjunto más pequeño.
En la práctica, esto se realiza al agrupar varios bins
del diagrama de distribución conjunta en una
cantidad limitada de zonas o grupos, a los cuales
también es posible referirse como estados del mar.
Se eligieron 13 grupos que se encuentran en
intervalos de 1 m y 2 s para Hs y Tp,
respectivamente, que representan 93.3 % de la
probabilidad de ocurrencia y 90.1 % de la energía
total disponible.
Resultados
En la Figura 3 se muestran las matrices de potencia
mecánica y eléctrica del CEO-PSG 1:20 en
condiciones de oleaje irregular. En el caso del CEO-
PSG 1:20, el valor más alto en la matriz de potencia
eléctrica es de 140 mW y corresponde a la condición
de oleaje número 13 (Hs=15.86 cm, Tp=3.91 s),
Figura 3. Matrices de potencia del CEO-PSG 1:20.
110

EVALUACIÓN DE ENERGÍA DEL OLEAJE CON ADCP
Eduardo Santiago Ojeda y Francisco J. Ocampo-Torres
CICESE, esantiago@cicese.mx, ocampo@cicese.mx
Resumen
En este trabajo se muestra la disponibilidad de
energía del oleaje, la cual es calculada a partir de
mediciones de oleaje, obtenidas con perfiladores
acústicos Doppler (ADCP). En la guía del desarrollo
de proyectos de energías marinas de EMEC (Croll,
P. 2009), se muestra la importancia vital que tiene la
evaluación de recurso, la cual se hace
principalmente con simulaciones debido a la
escasez de datos. En trabajos anteriores se ha
presentado estimaciones de la potencia del oleaje
para la zona de BTS. Sin embargo, tener datos
puede proporcionar aspectos que las simulaciones
no pueden resolver o que escapan de la física de las
ecuaciones.
El sitio de mediciones se encuentra en la Bahía de
Todos Santos ver Figura 1, Ensenada, B.C. los
ADCP se encuentran aproximadamente a 18 metros
de profundidad, colocados en estructuras fijas.
El parámetro más importante para evaluar la energía
disponible, en el caso de las olas, es la potencia de
las olas (P) , la cual se obtiene a partir de la altura
significante (H s) y del periodo de energia (T e),
obtenido a partir de los momentos del espectro del
oleaje.
P = Hs ∗ Te (1)
Figura 1. El sitio de mediciones se encuentra el BTS, los
ADCP se encuentran aproximadamente a 18 m de
profundidad (Diseñada por J. León e I. Rodriguez, 2018).
Para que la disponibilidad de energía en un
determinado sitio pueda utilizarse, en averiguar
cómo será el desempeño de un dispositivo
convertidor de energía del oleaje (CEO), es
necesario obtener la matriz de dispersión del sitio
en que se pretende instalar el dispositivo (Pecher,
A., & Peter Kofoed, J. 2017). Se presenta en
Figura 2 la matriz de dispersión obtenida con
datos medidos el ADCP Signature 1000 instalado
en el sitio conocido como Bajo de San Miguel, uno
de los sitios de mediciones.
Figura 2. Matriz de dispersión del oleaje obtenida a partir de
mediciones de ADCP.
Referencias
Croll, P. (2009). Guidelines for Project Developmen
in the Marine Energy Industry: Marine Renewable
Energy Guides. European Marine Energy Centre.
Pecher, A., & Peter Kofoed, J. (2017). Handbook of
ocean wave energy. Springer Nature.
111

EVALUACIÓN DEL MODELO DE OLEAJE WAVEWATCH III, PARA LAS
VARIABLES HS, DIRECCIÓN Y PERIODO
María Eugenia Maya Magaña, José Antonio Salinas Prieto y Constantina Hernández Martínez
IMTA, mayam.maru@gmail.com, jsalinas@tlaloc.imta.mx, constantinahm@gmail.com
Introducción
La estimación de la energía y de la potencia de
oleaje en mares mexicanos requiere de
simulaciones numéricas, ya que son escasas las
observaciones de oleaje en México, así, la
evaluación del desempeño de los modelos
numéricos de oleaje es fundamental para
estimaciones confiables. En este trabajo se presenta
la evaluación del desempeño del modelo
Wavewatch III para las costas mexicanas, ello con la
información de la base de datos de reanálisis ERA5
para las variables de altura significante, periodo y
dirección de oleaje para el periodo de 1979 a 2010.
Esta evaluación se realizó aplicando las métricas:
error cuadrático medio, error medio absoluto,
correlación y desviación estándar. Una segunda
forma de evaluar el desempeño del modelo
Wavewatch III es mediante el cálculo de la
variabilidad espacial y temporal (estacional y anual)
en 7 regiones de costas mexicanas.
Datos
Para realizar las comparaciones de las simulaciones
de oleaje con datos de reanálisis se utilizaron los
datos de ERA5 disponibles desde 1979 hasta 5 días
de tiempo real. ERA5 proporciona estimaciones por
hora de las variables atmosféricas, terrestres y
oceánicas. Los datos cubren la Tierra en una
cuadrícula de 30 km, en la atmósfera utilizan 137
niveles desde la superficie hasta una altura de 80
km. ERA5 incluye información sobre incertidumbres
para todas las variables en resoluciones espaciales
y temporales reducidas.
Los datos de las simulaciones de Wavewatch III se
encuentran en forma horaria con una resolución de
0.09 grados, calendario estándar, en formato Netcdf.
Área de estudio
Con simulaciones numéricas globales como
condiciones iniciales y de frontera, se realizaron
simulaciones regionales para dos mallas: Pacífico
mexicano y Golfo de México-Caribe. A su vez se
realizaron cálculos en 7 subregiones: 4 para el golfo
y 3 para el Pacifico (Figura 1).
Figura 1. Regiones del estudio.
Metodología
Las pruebas de desempeño se aplicaron utilizando
datos diarios en superficie para la región mexicana,
utilizando tanto de reanálisis ERA5 (sobre
continente y océano) como las simulaciones de
oleaje con el modelo Wavewatch III, para el período
de estudio 1979-2010.
Para realizar las comparaciones se calcularon las
métricas de ciclo anual, ciclo estacional, correlación,
112

desviación estándar, error cuadrático medio y error
medio absoluto.
Ciclo anual. Muestra cómo se distribuye la variable
de estudio a lo largo del año y se muestran por mes,
en el caso de la altura significante se observa los
meses con mayor altura y de meses con menor
altura. Se realiza la comparación de los datos de
reanálisis ERA5 con las simulaciones de la misma
variable. Se generan para cuatro regiones en la
malla del Golfo de México y para tres regiones en la
malla del Pacifico mexicano.
Ciclo estacional. Las gráficas estacionales muestran
mapas del tamaño de las mallas tanto del Golfo de
México como del Pacífico Mexicano para todo el
periodo de estudio y se divide en primavera, verano,
otoño e invierno y se promedia cada estación y se
obtiene los resultados.
Para el caso de la correlación y desviación estándar.
Ambas métricas se utilizan para generar los
diagramas de Taylor que grafican los resultados de
los datos de las simulaciones y ERA5 de manera
diaria, puesto que este tipo de diagrama permite
agrupar varios indicadores (Taylor, 2001).
Los errores medio absolutos y cuadrático medio.
Ambas métricas sirven para calcular los errores que
contienen los datos simulaciones con respecto a los
datos de reanálisis. Para el MAE se realiza la resta
de los datos simulaciones de oleaje con los datos de
ERA5 al resultado se le obtiene el valor absoluto y
por último se suma y se divide entre el número de
datos que contiene cada archivo. Para el RMSE se
realiza la resta de los datos simulaciones de oleaje
con los datos de ERA5 el resultado se eleva al
cuadrado, después la suma y la división entre el
número total por archivo y por último se obtiene la
raíz cuadra.
Se discuten los resultados por región para
contextualizar el desempeño por variable y área,
analizando la validez de estos resultados.
Referencias
Taylor, K. E. (2001). Summarizing multiple aspects
of model performance in a single diagram. Journal of
Geophysical Research: Atmospheres, 106(D7):
7183-7192. (also see PCMDI Report 55,
http://wwwpcmdi.llnl.gov/publications/ab55.html)
Tolman, H. (2014). User Manual and System
Documentation of WaveWatch III, version 4.18.
Environmental Modeling Center Marine Modeling
and Analysis Branch.
113

GENERADOR ELÉCTRICO MAGNETOHIDRODINÁMICO PARA EL
APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA DEL OLEJAE
Juan Carlos Domínguez-Lozoya 1 , Sergio Cuevas 1 , Edgar Mendoza 2 , David Roberto Domínguez 1 y E. Ramos 1
1
Instituto de Energías Renovables, Universidad Nacional Autónoma de México, jcdol@ier.unam.mx, scg@ier.unam.mx,
drdol@ier.una.mx, erm@ier.unam.mx
2
Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, EMendozaB@iingen.unam.mx
Resumen
Este trabajo presenta las etapas del desarrollo de un
generador eléctrico magnetohidrodinámico (MHD)
de metal líquido que pretende aprovechar la energía
del oleaje para su conversión en electricidad. En la
primera etapa se concretó el diseño y construcción
de un generador MHD a escala de laboratorio y su
caracterización hidrodinámica y eléctrica. En la
segunda etapa se diseñó y construyó un prototpipo
mejorado de generador MHD acoplado a un
convertidor de energía de oleaje que será
caracterizado en un canal de olas.
Introducción
Los convertidores de energía undimotriz (WEC por
sus siglas en inglés) se pueden clasificar en
sistemas de conversión directa, que transforman la
energía captada por los WEC en energía útil en un
solo paso, por ejemplo, los generadores eléctricos
lineales, y en sistemas de conversión indirecta, que
transforman la energía de los WECs en dos o más
pasos, por ejemplo, un sistema de turbina de aire
acoplado a un generador eléctrico rotativo que
transforma la energía captada por una columna de
agua oscilante en electricidad. Los generadores
eléctricos magnetohidrodinámicos (MHD) son una
alternativa a los generadores lineales. Aunque
ambos generadores tienen el mismo principio de
funcionamiento y utilizan imanes permanentes, su
principal diferencia es que la corriente y el voltaje
inducidos en los generadores MHD se generan en
un fluido conductor de electricidad en lugar de un
conductor sólido, lo que les permite trabajar a bajas
frecuencias que empatan fácilmente con las
frecuencias de las olas marinas. En un generador
MHD el movimiento oscilatorio de un metal líquido
dentro de un ducto bajo la acción de un campo
magnético transversal, da lugar a una corriente
eléctrica inducida. La posibilidad de utilizar estos
dispositivos como conver-tidores de la energía de las
olas del mar, ha renovado el interés en su desarrollo
(Liu et al, 2018). En particular, pueden ser útiles para
aplicaciones de recolección de energía de las olas a
pequeña escala, por ejemplo, como fuente de
energía eléctrica para la instru-mentación
oceanográfica. Dado que la valora-ción del
acoplamiento de un generador MHD a un WEC no
se ha completado, se necesita investigación básica
y desarrollo teconológico para determinar la
viabilidad de utilizar la energía de las olas para
producir electricidad a través de estos generadores.
Primera etapa
En la primera etapa del proyecto se diseñó,
construyó y caracterizó un generador alterno MHD
de metal líquido a escala laboratorio, a partir de
estudios analíticos previos (Ibáñez et al. 2002;
Domínguez-Lozoya et al. 2019). El objetivo principal
fue caracterizar hidrodinámica y eléctricamente al
dispositivo para comprender los fenómenos físicos
involucrados y el funcionamiento del generador. Se
utilizó la aleación eutéctica GaInSn como fluido de
trabajo. Para inducir el movimiento oscilatorio en el
fluido, se usó un mecanismo de biela- manivelacorredera
acoplado a un motor eléctrico. La Figura 1
muestra una imagen del dispositivo experimental. La
caracterización hidrodinámica se realizó mediante
un sistema de Velocimetría Doppler Ultrasónica para
determinar los perfiles de velocidad en el generador.
La caracterización eléctrica se efectuó mediante un
sensor de efecto Hall y la medición de la resistencia
eléctrica del circuito, obteniéndose el voltaje y
corriente de salida, así como la potencia y eficiencia
para distintas condiciones de operación
(Domínguez-Lozoya, 2019; Domínguez-Lozoya et
al., 2021).
114

Figura 1. Dispositivo experimental montado en laboratorio.
Segunda etapa
En la segunda etapa del proyecto se diseñó y
construyó un prototipo mejorado de generador MHD
acoplado a un convertidor de energía del océano
que será probado en un canal de olas. El dispositivo
experimental consta del sistema de captación de
energía, el sistema de transferencia de energía y el
sistema de transformación de energía (generador
MHD). En la Figura 1 se muestra una imagen del
diseño del dispositivo experimental.
Figura 2. Diseño CAD del dispositivo experimental.
El sistema de captación de energía consta de una
boya de fibra de vidrio que oscila en el canal de olas.
El sistema de transferencia de movimiento se
compone de un mecanismo que transfiere el
movimiento oscilatorio de la boya a al metal líquido
confinado dentro del generador. El generador MHD
consta de dos placas de nylon (Nylacero) que
forman un canal de sección transversal variable. En
la longitud media del canal la sección transversal es
rectangular, donde se localizan dos imanes
permanentes paralelos a las caras de mayor tamaño
del canal. En las caras de menor tamaño se localizan
electrodos cobre. El movimiento oscilatorio del metal
líquido dentro del generador MHD induce una
corriente eléctrica alterna que puede ser extraída a
través de los electrodos hacia una carga eléctrica
externa.
La puesta en operación del dispositivo está en una
etapa muy avanzada y se contempla realizar las
pruebas en el canal de olas en cuanto las
condiciones lo permitan. Se espera que las
mejoras incorporadas en el nuevo diseño lleven a
un mejor desempeño del sistema de generación
MHD acoplado al convertidor de oleaje.
Referencias
Domínguez-Lozoya, J.C., Perales, H., & Cuevas, S.
(2019). Analysis of the oscillatory liquid metal flow in an
alternate MHD generator. Revista Mexicana de Física,
69: 239-250.
Domínguez-Lozoya, J.C. (2019). Electric
magnetohydrodynamic generator for wave energy
conversion. Tesis doctoral, UNAM.
Domínguez-Lozoya, J.C., Cuevas, S. Domínguez,
D.R., Ávalos-Zúñiga, & R., Ramos, E. (2021).
Laboratory characterization of a liquid metal MHD
generator for ocean wave energy conversion.
Submitted to Sustainability.
Ibáñez, S. Cuevas, & M. López de Haro. (2002).
Optimization analysis of an alternate
magnetohydrodynamic generator, Energy Conversion
and Management, 43(14): 1757-1771.
Liu, Y., Liu, B., Liu, M., & Peng, A. (2018) Design and
Performance Analysis on 5kW Prototype Device of
Heaving Float Wave Energy Conversion with Liquid
Metal MHD Generator. Proceedings 28th International
Ocean and Polar Engineering Conference, Sapporo,
Japan, June 10-15.
115

GEOMETRÍA ÓPTIMA PARA EL DISEÑO DE UN CONVERTIDOR DE ENERGÍA
DE TIPO PLACA PARA CONDICIONES DE OLEAJE DE MANZANILLO Y
ENSENADA
Sebastián Kelly Cisneros 1 y Manuel Gerardo Verduzco Zapata 2
1
Departamento de Física, Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingeniería, sebastian.kelly@alumnos.udg.mx
2
Universidad de Colima campus El Naranjo, manuel_verduzco@ucol.mx
Resumen
Numerosos estudios acerca de placas horizontales
sumergidas como protección costera han sido
hechos desde hace muchos años. Dick (1968),
observó que debajo de estas placas se generaba
una corriente pulsante, con magnitud suficiente para
aprovechar su energía mediante turbinas (Graw,
1993). Orer y Ozdamar (2007) ampliaron los
estudios encontrando que se pueden obtener
corrientes con velocidades más altas si se coloca
una estructura debajo de la placa, explorando con
estas adiciones la posibilidad de crear un convertidor
de energía proveniente del oleaje (en inglés: Wave
Energy Converter, WEC) de tipo placa. Ellos
utilizaron como subestructuras una placa vertical y
una estructura triangular, variando la distancia de
apertura entre la placa principal (horizontal) y la
respectiva estructura. Sus resultados apuntaron que
la eficiencia aumenta de un 3% a un 60%.
En el presente trabajo se realizan modelaciones
numéricas con FLOW 3D para evaluar, en primer
paso, los parámetros de longitud y sumersión
óptimos para obtener corrientes con velocidades lo
más intensas posibles considerando condiciones de
oleaje de Ensenada, Baja California, y Manzanillo,
Colima; ambos en temporadas de invierno y verano.
En un segundo paso, se establecen cinco prototipos
de geometrías para aumentar más la intensidad de
este flujo pulsante. Las variaciones de los
parámetros se muestran en la Tabla 1.
Los resultados preliminares sugieren que las
corrientes obtenidas alcanzan la velocidad suficiente
(> 0.7 ms -1 ) para poder operar una turbina en todo el
año en ambas regiones.
Trabajo a futuro será el estudiar la interacción del
oleaje en conjunto con corrientes arbitrarias y las
geometrías ya estudiadas, de modo que sirva para
establecer un diseño o patente para la construcción
de un WEC de tipo placa.
Tabla 1. Matriz experimental. En las variaciones de oleaje se
usa “c” para indicar las condiciones de oleaje en temporada
de calma, y “s” para indicar las condiciones en temporada de
tormenta.
Incógnita
Valor
Parámetros del
oleaje
Ens(c), Ens(s), Mnz(c), Mnz(s)
Sumersión relativa 0.15, 0.20, 0.25
Longitud relativa 0.18, 0.19, 0.20, 0.30,0.40
Geometrías
G1, G2, G3, G4, G5
Referencias
Dick, T. M. (1968). On Solid and Permeable
Submerged Breakwaters, Civil Engineering
Research Report No. 59, Ph.D. dissertation, Queen's
University, Kingston, Ontario.
Graw, K. U., (1993). Shore protection and electricity
by submerged plate wave energy converter,
Proceedings of European Wave Energy Symposium,
Edinburgh, UK, 379-384.
Orer, G., & Ozdamar, A. (2007). An experimental
study on the efficiency of the submerged plate wave
energy converter. Renewable Energy, 32(8): 1317-
1327.
116

LA INFLUENCIA DE LOS EFECTOS TRIDIMENSIONALES EN EL
RENDIMIENTO DE LOS DISPOSITIVOS DE COLUMNA DE AGUA OSCILANTE
Ayrton Alfonso Medina Rodríguez y Rodolfo Silva Casarín
Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, ayrtonamedinar@gmail.com, RSilvaC@iingen.unam.mx
Resumen
En este trabajo, se analiza la influencia de los
efectos tridimensionales en el rendimiento
hidrodinámico de un dispositivo de Columna de
Agua Oscilante (OWC por sus siglas en inglés). La
solución completa del problema de valores en la
frontera (PVF) se logra mediante el uso del método
de elemento de frontera (BEM por sus siglas en
inglés) con elementos de nueve nodos. El BEM se
aplica por separado y las condiciones de frontera
para la continuidad del potencial de velocidad y el
flujo se usan para acoplar los subdominios. Diversas
cantidades hidrodinámicas se analizan con base en
los parámetros geométricos de la cámara OWC. Los
resultados numéricos concuerdan bien con los
casos reportados en la literatura especializada. Los
hallazgos muestran que la configuración de la
cámara y la compresibilidad del aire tienen un
impacto significativo en el desempeño hidrodinámico
del dispositivo.
Introducción
De todos los convertidores de energía del oleaje, el
OWC es probablemente el dispositivo más
investigado y con el mayor número de prototipos
desplegados en el mar hasta la fecha (Falcão, 2010).
Sin embargo, la mayoría de los estudios para
dispositivos fijos en la costa no consideran el efecto
que esta puede tener en su desempeño
hidrodinámico. Así, en este trabajo se investiga el
efecto que un puerto rectangular tiene en la
interacción 3D del oleaje con un dispositivo OWC.
Definición del problema
El sistema OWC-fluido y el sistema de coordenadas
cartesianas se muestran en la Figura 1. La cámara,
de ancho d, es modelada por una pared
parcialmente sumergida en x=b, sumergencia a y
ancho w, y por la pared trasera en x=0. El oleaje se
aproxima al dispositivo en la dirección “x” con
profundidad h. El aire dentro de la cámara, cuya
altura es c, está conectado a la atmosfera por una
turbina.
Figura 1. Esquema de la interacción tridimensional de un
dispositivo OWC fijo con ondas incidentes perpendiculares.
Implementación numérica
La superficie es discretizada en una serie de
elementos en los cuales el potencial de velocidades
y su derivada normal son definidos en términos de
sus valores en los nodos, Figura 2. En este trabajo,
se eligen elementos de tipo cuadrilátero para
discretizar el dominio.
Figura 2. Discretización de la cámara OWC.
Validación
La Figura 3 muestra un puerto rectangular
conectado al mar abierto, el cual es ampliamente
117

utilizado para estudiar el fenómeno de la resonancia
portuaria.
Resultados
En la Figura 5, se muestra que el ancho de captura
CW max aumenta cuando la relación d/h también
aumenta, lo cual indica que el dispositivo extrae la
energía de un ancho de onda incidente igual a la
dimensión representativa del dispositivo OWC.
Figura 3. Geometría para simulación de resonancia portuaria.
En la Figura 4, se puede ver que los resultados
obtenidos por Cossalter et al. (1982) concuerdan
muy bien con los resultados actuales.
Figura 5. CWmax versus Kh para distintos anchos de la cámara
OWC (d/h).
Finalmente, en la Figura 6, se puede observar que la
superficie libre interna no es afectada por longitudes
de onda corta.
Figura 4. Factor de amplificación en función de la frecuencia
adimensional kl1 para distintas dimensiones del puerto
rectangular l1d.
Tabla 5. Estudio de convergencia para valores del factor de
amplificación para diferente número de nodos N.
kl
N 0.5 1.125 1.75 2.375 3.0
Factor de amplificación
9531 1.2045 3.9141 2.1257 1.0159 0.9621
10747 1.2044 3.9127 2.1263 1.0161 0.9622
11707 1.2044 3.9134 2.1260 1.0161 0.9624
12203 1.2044 3.9110 2.1272 1.0164 0.9625
14931 1.2044 3.9110 2.1272 1.0164 0.9625
En la Tabla 1 se muestra que alrededor de 12000
nodos son suficientes para asegurar la convergencia
de la solución.
Figura 6. Superficie libre para Kh=4.0 con b/h=c/h=
d/h=l1/h=1, a/h=w/h=1/2 y l2/h=3.5.
Referencias
Falcão, A. F. O. (2010) Wave energy utilization: A
review of the technologies. Renewable &
Sustainable Energy Reviews, 14: 899-918.
Cossalter, V., Liberatore, G. & Toffolo, F. (1982). On
the possibility of extracting power from resonant
harbour oscillations. Meccanica, 17: 222–229.
118

LA POTENCIA DEL OLEAJE EN EL PACÍFICO MEXICANO Y SU USO PARA
LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN BAJA CALIFORNIA
Héctor García Nava, Melissa Jaramillo Torres y Emiliano Gorr Pozzi
Instituto de Investigaciones Oceanológicas, UABC, hector.gnava@uabc.edu.mx, mgjatorres@gmail.com, emigorr@uabc.edu.mx
Introducción
El continuo crecimiento poblacional y la tecnificación
de las actividades cotidianas generan un incremento
constante de la demanda de energía eléctrica.
Actualmente se considera a las fuentes de energía
renovable como una componente clave para el
abasto energético futuro y como un mecanismo de
reducción de la contaminación asociada a la
producción de energía eléctrica con métodos
convencionales. En este contexto el oleaje se
visualiza como una fuente prometedora de energía
limpia debido a su alta densidad de energía por
unidad de área y a que naturalmente fluye hacia la
zona costera donde puede aprovecharse más
fácilmente.
En este trabajo se analiza la disponibilidad de
energía del oleaje y su variabilidad a lo largo del
Pacífico Mexicano haciendo énfasis en su uso como
fuente de energía eléctrica en Baja California.
Potencia del oleaje en el Pacífico Mexicano
La potencia del oleaje en el Pacífico Mexicano varía
entre 5 y 20 kW/m cerca de la costa y en general
disminuye de norte a sur (Figura 1). En la península
de Baja California y el Pacífico central existen sitios
cercanos a la costa donde la potencia alcanza los 10
kW/m, potencia considerada como el mínimo
necesario para la explotación comercial con la
tecnología actual.
La potencia en el Pacífico Mexicano tiene una
marcada estacionalidad. La variabilidad es mayor en
la región de Baja California, con máximos de
potencia en invierno, en comparación con las
regiones del Pacífico Central y Pacífico Sur
mexicanos, donde la variabilidad estacional es
menor y los máximos ocurren en los meses de
verano.
Figura 1. Climatología de la densidad de potencia del oleaje
para los años 1994 a 2018.
La variabilidad de largo plazo del oleaje en el
Pacífico Mexicano está influenciada por El Niño y la
Oscilación Decadal del Pacífico. En el largo plazo
existe una ligera tendencia negativa en la altura
significativa del oleaje en la región de Baja California
y positiva en la región del Pacífico Central Mexicano.
Electricidad y oleaje en Baja California
El suministro eléctrico en la Península de Baja
California se da a través de tres redes de distribución
independientes del sistema eléctrico nacional
(SENER, 2018). Sin embargo, existen grandes
regiones que se encuentran aisladas del sistema de
distribución eléctrica. En particular, existe una gran
porción de la costa occidental de la península que se
encuentra fuera de los límites de distribución donde
existen diversas comunidades sin acceso a la
electricidad, además de islas con comunidades
pequeñas o campamentos pesqueros que carecen
del recurso o tienen sistemas de generación por
quema de hidrocarburos. Además, la producción de
energía eléctrica depende en gran medida de
plantes de quema de combustibles.
119

En este escenario el uso de energías alternativas
asequibles en general, y de la energía del oleaje en
particular, se presenta como una posible solución
para democratizar la energía, reducir la dependencia
de combustibles fósiles y favorecer el desarrollo
sostenible en Baja California (IEA, 2019).
a lo largo del año (Figura 3b). Con 10 Pelamis se
pueden extraer hasta 2 MW en los meses de
invierno, pero, debido a la estacionalidad del oleaje
en la región, en verano la potencia promedio
extraíble se reduce a 0.5 MW.
Figura 2. Promedio de la potencia extraíble con un dispositivo
Pelamis en el área de la Bahía Todos Santos, Baja California.
La densidad de potencia del oleaje en la región es la
más alta de todo México alcanzando los 15 kW/m en
algunas partes de la costa. En este trabajo se
analizan algunos escenarios de producción de
energía eléctrica con dispositivos existentes en
granjas de diferentes dimensiones. A manera de
ejemplo en la Figura 2 se puede observar la potencia
promedio extraíble con un dispositivo Pelamis en la
zona de la Bahía Todos Santos. La instalación de
Pelamis está limitada a profundidades de 50 a 70m,
en este rango la potencia extraíble varía entre los 10
y 20 kW/m. En la Figura 3a se puede observar la
influencia en la altura significante del oleaje debida
a la instalación de una granja con 10 Pelamis en el
sitio denotado como P2 en la Figura 2, además se
puede observar la potencia extraíble con esta granja
Figura 3. a) Altura significante alrededor de una granja de 10
Pelamis ubicada en el interior de la Bahía Todos Santos
(Punto P2 en la Figura 2) y b) potencia mensual promedio
extraíble con la granja.
Referencias
SENER, Secretaría de Energía (2018). Programa de
Desarrollo del Sistema Eléctrico Nacional
(PRODESEN) 2018-2032.
IEA, International Energy Agency (2019). World
energy outlook, executive summary.
120

SIMULACIÓN NUMÉRICA DE UN FOCALIZADOR DE ENERGÍA DEL OLEAJE
Sandra Guadalupe Torres Mendoza 1 , Gregorio Posada Vanegas 1 y Angélica Félix Delgado 2
1
Instituto EPOMEX - Universidad Autónoma de Campeche, al049083@uacam.mx, gposadav@uacam.mx
2
Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, afelixd@iingen.unam.mx
Introducción
El aprovechamiento de la energía del oleaje
depende en gran medida de su ubicación geográfica
(IRENA, 2014), ya que las áreas que poseen una
mayor concentración son aquellas que están
sujetas a vientos regulares (Guedes et al, 2014).
Esta diferencia de energía puede compensarse con
el uso de estructuras sumergidas que permitan
incrementar el potencial de energía de las olas, este
tipo de estructuras se conocen como focalizadores.
Esta técnica puede ser una forma útil para aumentar
la captura de energía por los convertidores de
energía del oleaje ubicados en zonas con bajo
potencial de energía. Este trabajo se centra en la
evaluación del comportamiento de dos estructuras
para concentrar la energía del oleaje mediante
simulaciones numéricas utilizando el modelo SPH.
Metodología
Las simulaciones numéricas se realizaron utilizando
el método SPH (Smoothed Particle
Hydrodynamics), que permite la reproducción de
fenómenos de superficie libre, en los que se estudie
la rotura del oleaje, las interacciones fluidoestructura
y los comportamientos no lineales de los
fluidos (Barreiro et al, 2012). Para esto se generó un
modelo con las dimensiones reales del tanque de
oleaje del CEMIE-Océano ubicado en el Instituto
EPOMEX de la Universidad Autónoma de
Campeche (Figura 1). El generador de oleaje se
colocó a una distancia de 2.10 m y tiene una altura
de 1.30 m; así como una la playa disipativa a 12.50
m medidos a partir del inicio del tanque (detrás del
generador) a un ángulo de 15° para disminuir la
reflexión generada por la pared. De igual forma, se
crearon dos estructuras en el software FreeCAD
(Figura 2), uno que corresponde a la geometría
propuesta por Gajá (2018) y otro propuesto para
este estudio. Las estructuras se colocaron de forma
individual dentro del tanque a 7.00 y 4.50 m en los
ejes x e y, Figura 1.
Figura 1. Distribución del modelo para la simulación
numérica.
Figura 2. Estructuras utilizadas para la simulación numérica.
Estructura izquierda, geometría Gajá. Estructura derecha,
geometría propuesta.
Las simulaciones se hicieron con cada estructura
colocada a una altura de 0.20 m con respecto al
fondo y a una profundidad de 0.40 m con alturas de
ola de 0.05 y 0.10 m y un periodo de 4.0 s, con
espectro Jonswap. Para comparar los efectos que
generan estas estructuras, se simularon las mismas
condiciones de oleaje sin utilizarlas. Todas las
pruebas se hicieron con oleaje irregular y se
estableció un tiempo de simulación de 20 segundos.
Para obtener los valores de superficie libre, se
ubicaron 5 sensores virtuales a 4.55, 6.45, 7.00,
7.45 y 9.75 m del generador de oleaje, en la parte
media del tanque (Figura 1).
Resultados
Al terminar las simulaciones, se exportaron archivos
en formato VTK, los cuales se importaron en el
software Paraview para obtener una visualización
121

de cada prueba. En la Figura 3 se muestra la
simulación realizada con una altura de ola de 0.05
m con las estructuras propuestas y sin
considerarlas.
trabajo es que al tener un menor volumen su costo
de fabricación es menor.
Figura 3. Visualización de la simulación con altura de ola
0.05 m sin estructuras, con la estructura propuesta para este
estudio y la propuesta por Gajá (2018).
Las mediciones de superficie libre se graficaron
para comparar las diferencias entre las pruebas
realizadas. En la Figura 4 se muestra esta
comparación para una altura de ola de 0.05 m
considerando los sensores que se encuentran
sobre las estructuras.
Conclusiones
Las superficies libres obtenidas de las simulaciones
se han comparado y se identificó un aumento en
aquellas pruebas realizadas con las estructuras, lo
que sugiere que el uso de esta estructura permitirá
aumentar el potencial de energía del oleaje en
aquellas zonas que lo requieran, el comportamiento
con ambas estructuras, bajo los casos estudiados
es similar, la ventaja la estructura propuesta en este
Figura 42. Comparación de la superficie libre medidos sobre
las estructuras.
Referencias
Barreiro, A., Crespo, A. J., Domínguez, J. M., &
Gómez-Gesteira, M. (2012). Aplicación del modelo
SPH en la protección de costas. ACT, 1-12.
Gajá Ferrer, S. (2018). Focalización de la energía
de oleaje para su aprovechamiento como fuente de
energía renovable. CDMX: Universidad Nacional
Autónoma de México.
Guedes, C., Bhattacharjee, J., & Karmakar, D.
(2014). Overview and prospects for development of
wave and offshore wind energy.
Brodogradnja/Shipbuilding, 65(2): 87-109.
IRENA. (2014). Wave energy. Technology brief.
International Renewable Energy Agency.
VTI SL. (2019). Manual de usuario - Generador de
Oleaje Multidireccional (GOM). Madrid, España..
122

SISTEMA MECÁNICO PARA LA GENERACIÓN ELÉCTRICA A PARTIR DE
ENERGÍA UNDIMOTRIZ POR MEDIO DE UN SISTEMA DE BOYA
CONCENTRADO A UNA PLATAFORMA FIJA
Roger Emmanuel Martínez Lacorte 1 , Gerardo Mario Ortigoza Capetillo 1 , Iván Félix González 2 y Aldo Roberto Cruces
Girón 2
1
Universidad Veracruzana, rogerlacorte@gmail.com, ortigoza@uv.mx
2
IMP, ifelix@imp.mx, acruces@imp.mx
Este trabajo de investigación se enfoca en los
sistemas de toma de fuerza de energía undimotriz,
considerada una fuente de energía limpia e
inagotable para generación de electricidad.
La configuración del sistema de toma de fuerza
(PTO por sus siglas en inglés) es un aspecto
importante que se debe evaluar para el
aprovechamiento de la energía undimotriz y su
conversión en energía eléctrica. Para obtener la
configuración adecuada se necesita considerar las
características de los diferentes tipos de toma de
fuerza hidráulica que existen. Esto con el fin de
conocer las limitaciones, ventajas y desventajas que
pueden presentar cada uno de estos, así como
también la complejidad que pueden tener para su
manejo e interpretación de trabajo.
Como resultado de ello se propone un sistema PTO
de presión constante acoplado a una plataforma fija
Figura 1, el cual consta de 3 absorbedores
puntuales. El sistema PTO cuenta con dos cubiertas,
en la parte inferior se encuentran los componentes
hidráulicos del sistema y en la parte inferior los
componentes eléctricos.
Para un análisis de este tipo de planta de generación
es necesario realizar un modelado hidrodinámico de
un absorbedor puntual y un modelado de un circuito
hidráulico, seleccionando y determinando los
parámetros óptimos para un circuito hidráulico de
toma de fuerza en alta mar.
Figura 1. Plataforma fija del sistema PTO. (Elaboración
propia).
El circuito hidráulico propuesto es de presión
constante Figura 2, sus características son:
Módulo de actuación: Cuenta con un actuador
de doble efecto con doble vástago, el cual es
acoplado directamente al brazo conectado a la
boya.
Módulo de rectificación: Son cuatro válvulas de
retención unidireccionales, en las cuales las
válvulas 1 y 3 rectifican el flujo de la línea “A”, y
las válvulas 2 y 4 a la línea “B”.
Módulo de depósito: Consta de dos
acumuladores, uno de alta presión (HPA) y uno
de baja presión (LPA).
Módulo de generación: Se conforma por un
motor hidráulico unidireccional de
desplazamiento variable acoplado a un
generador asíncrono.
123

Dicho estudio es necesario para determinar los
parámetros de diseño del circuito como son: área de
pistón del actuador, desplazamiento nominal del
motor, volumen de acumuladores tanto de alta como
de baja presión.
Estos parámetros son considerados para obtener la
fuerza del PTO, ecuación (4), en la cual es necesario
conocer el diferencial de presión en las líneas A y B
y el área del pistón del actuador a utilizar. Dicha
fuerza PTO, Figura 3, nos expresa el
aprovechamiento que tiene el circuito en el oleaje
regular propuesto.
F = (P − P )A (4)
Figura 2. Circuito PTO de presión constante. (Elaboración
propia).
El PTO se modela por medio de un estudio dinámico,
permitiendo observar el desempeño y respuesta
ante oleaje regular, en este caso con una altura de 3
metros y un periodo de 6 segundos. Para ello es
necesario el planteamiento de la ecuación de una ola
monocromática como en el caso de la ecuación (1),
considerando que el cuerpo se encuentra en el
origen x=0, se pueden obtener sus derivadas lo que
nos permite conocer el desplazamiento, velocidad y
aceleración de la altura de la ola en el tiempo y,
posteriormente, la respuesta de la boya, como se
muestra en las ecuaciones (2) y (3) respectivamente.
η(t, x) = A cos(−ωt) (1)
η̇ = Aω sin(−ωt) (2)
η ̈ = −Aω cos(−ωt) (3)
Figura 3. Relación de fuerzas PTO y excitación (N).
(Elaboración propia).
La respuesta otorgada por el sistema hidráulico
permite conocer el rendimiento de un sistema en un
oleaje regular en alta mar, con el propósito de
generar un prototipo en un futuro, que sea sometido
a un oleaje irregular para obtención de información
para su optimización y posterior puesta en marcha.
124

SITIOS POTENCIALMENTE IDÓNEOS PARA EL APROVECHAMIENTO DE LA
ENERGÍA UNDIMOTRIZ: UNA MIRADA DESDE LAS CONDICIONES
GEÓLOGO-GEOMORFOLÓGICAS VERACRUZANAS
José Ramón Hernández Santana 1 , Ana Patricia Méndez Linares 1 y Alexis Ordaz Hernández 2
1
Instituto de Geografía, UNAM, santana@igg.unam.mx, patyml@igg.unam.mx
2
Facultad de Geografía, UAEMex, alexisordaz.1978@gmail.com
Resumen
Por la extensión de sus costas, México ocupa el
tercer lugar en el hemisferio occidental, pero a pesar
de esta dimensión geográfica de su sistema costero,
no todos sus litorales ofrecen condiciones óptimas
para la asimilación y conversión de la energía del
oleaje, en ocasiones, porque el régimen
oceanográfico y de vientos generadores del oleaje
no poseen el fetch para garantizar flujos
permanentes y eficientes de energía. Muchas veces
el régimen idóneo del oleaje no coincide con las
zonas costeras abrasivas, pero la existencia de un
litoral abrasivo, si indica la concentración del oleaje
de mar profundo o el local en su frente, esculpiendo
el relieve emergido con formas acantiladas. Con la
creación del CEMIE_O, el Instituto de Geografía
(UNAM) y la Facultad de Geografía (UAEMex)
ejecutaron la evaluación geólogo-geotécnica y
geomorfológica en la costa veracruzana, con el fin
de seleccionar sitios potencialmente idóneos para la
ubicación de prototipos ingenieriles, garantizando
su vida útil, y la protección ambiental local y
regional.
La formación del relieve veracruzano estuvo sujeta
a varias etapas de la evolución geotectónica del
margen pasivo del Golfo de México: (a) Etapa
extensiva cortical y expansiva del lecho marino,
entre el Jurásico tardío y el Cretácico temprano
(Harry y Londono, 2004); (b) Etapa compresiva
laramídica, que según Fitz-Díaz et al. (2014), se
engloba entre el Cretácico tardío y el Eoceno medio,
caracterizada por la deformación del basamento
meso-cenozoico pre-existente, dando inicio al
ascenso del orógeno oriental mexicano -la Sierra
Madre Oriental- y a su disección por los procesos
erosivo-denudativos, contribuyendo al desarrollo de
la sedimentogénesis en las regiones bajas costeras
durante el Paleógeno; y (c) Etapa neotectónica de
fracturación, fundamentalmente en bloques de la
corteza terrestre, durante el Mioceno y hasta el
presente. Esta etapa determina la formación de
cuencas sedimentarias y depocentros en las zonas
subsidentes, y el emplazamiento de las
edificaciones oligoceno-holocénicas del macizo de
Los Tuxtlas y del macizo de Palma Sola. Al final de
esta etapa quedan delineados los rasgos
morfogenéticos que caracterizan al Veracruz
costero, constituido por edificaciones
premontañosas, de lomeríos y frentes lávicos
frontales a la costa y amplios sistemas escalonados
de llanuras de distinta génesis, típico de un
ambiente morfogenético tropical con el desarrollo de
procesos fluviales, marinos abrasivos y
acumulativos, eólicos acumulativos, lacunopalustres
y sus combinaciones predominantes
(Hernández-Santana et al., 2007). Esta evolución
determinó cinco grandes unidades
morfoestructurales: Cuenca Tampico-Misantla,
Macizo de Teziutlán-Palma Sola, Cuenca de
Veracruz; Macizo volcánico de los Tuxtlas; y
Cuenca Salina del Istmo. Éstas alternan cuencas
sedimentarias y macizos volcánicos jóvenes, cuyas
edificaciones y derrames lávicos descansan sobre
la acentuada columna sedimentaria mesocenozoica
del continente.
La secuencia metodológica del inventario y del
levantamiento geólogo-geotécnico contempló el
siguiente orden: localización espacial de los sitios;
recorrido de campo para el reconocimiento de
suelos y rocas; así como el levantamiento de
estructuras tectónicas locales; elaboración de la
cartografía geólogo-geotécnica, a escala 1:10 000,
y aproximación a las características resistentes de
los suelos y rocas, mediante criterios de analogías
geotécnicas, empleando la propuesta de
International Society of Rock Mechanics (1981), así
como la valoración de la susceptibilidad a la
ocurrencia de procesos geológicos adversos
125

(licuefacción, ruptura de fallas en superficie y
amplificación de ondas sísmicas por condiciones
geólogo-geomorfológicas locales; susceptibilidad a
la erosión subsuperficial y subterránea, a la
expansión de las arcillas y a la ocurrencia de
fenómenos gravitacionales, como deslizamientos,
desprendimientos y flujos.
La clasificación geomorfológica contempló la
jerarquización de las categorías del relieve, el piso
altitudinal de sus subcategorías, el tipo
morfogenético específico, la datación y el complejo
de formas, así como la intensidad orientativa de los
procesos exógenos, en función de la génesis, la
litología y la pendiente del terreno. En los frentes
volcánicos, dadas sus propiedades litológicas más
resistentes y al concentrarse la energía del oleaje
en sus promontorios, se levantan costas abrasivas
acantiladas, siendo los sitios idóneos para el
emplazamiento de prototipos ingenieriles para el
aprovechamiento de la energía undimotriz, con
microgeneración eléctrica de utilidad para los
pequeños poblados costeros, como Chaparrales,
Barra de Cazones, Palma Sola, Miradores, Villa
Rica, Punta Roca Partida, Playa Hermosa,
Montepío y Balzapote. También se aprecian
testigos de desplazamientos neotectónicos
ascendentes, como los bloques Barra de Cazones,
al norte, y Coatzacoalcos-Agua Dulce, al sureste del
estado, únicos en la costa veracruzana.
Las características morfológico-morfométricas del
relieve se acentúan en los baluartes volcánicos y
tectónicos, reuniendo las condiciones geólogogeomorfológicas
idóneas para el emplazamiento de
los prototipos ingenieriles.
El reconocimiento satelital de las costas mexicanas,
mediante la plataforma digital de Google Earth,
permitió identificar sectores costeros y localidades,
que reforzarán las decisiones previas en proyectos
futuros de ubicación de sitios. Estos primeros
intentos lograron reconocer 147 sectores costeros y
sitios: Veracruz (7), Quintana Roo (2), Oaxaca (22),
Guerrero (15), Michoacán (12), Colima (4), Jalisco
(15), Nayarit (6), Sinaloa (3), Sonora (5), Baja
California Sur (20) y Baja California (36) (Figura 1).
La gran mayoría de estas localidades albergan
poblados costeros pequeños, como herederos de la
energía undimotriz a la eléctrica.
Figura 1. Sectores con potencial para el aprovechamiento de
energía undimotriz. Elaboración propia.
Referencias
Fitz-Díaz, E., Camprubi, A., Cienfuegos Alvarado,
E., Morales, P., 2014. Newly-formed illite preserves
fluid sources during folding of shale and limestone
rocks; an example from the Mexican Fold-Thrust
Belt. Earth and Planetary Science Letters, 391: 263-
273.
Harry, D. L., and Londono, J., 2004. Structure and
evolution of the central Gulf of Mexico continental
margin and coastal plain, southeast United States.
Geological Society of America Bulletin, 116:188-
199. DOI:10.1130/B25237.1.
Hernández-Santana, J. R., Méndez-Linares, A. P. y
Figueroa-MahEng, J. M., 2007. Caracterización del
relieve plio-cuaternario del entorno costero del
Estado de Veracruz, México. Cuaternario y
Geomorfología, 21(3-4): 113-131.
International Society of Rock Mechanics, 1981.
Rock characterization. Testing and monitoring.
ISRM suggested methods. Brown (ed.) Comission
on testing and monitoring. Oxford:Permon Press,
211 pp.
126

VALIDACIÓN DEL MODELO NUMÉRICO WAVEWATCH III EN EL GOLFO DE
MÉXICO Y ANÁLISIS DE TENDENCIA DE LA POTENCIA DEL OLEAJE EN EL
SUR DE TAMAULIPAS
Miqueas Abel Díaz Maya 1 , Marco Ulloa 1 y Rodolfo Silva 2
1
CICATA-ALTAMIRA, Instituto Politécnico Nacional, abeldiaz19@gmail.com, mulloat@ipn.mx
2
Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Ingeniería, rsilvac@iingen.unam.mx
La energía marina renovable que genera el oleaje
puede ayudar a satisfacer las necesidades
energéticas actuales y futuras de las costas
mexicanas, sin embargo, es necesario caracterizar
el recurso a largo plazo para conocer su
disponibilidad, así como su variabilidad en espacio y
tiempo. La simulación numérica del oleaje permite
conocer dichas variaciones, así como identificar
sitios clave para la posible instalación de
Convertidores de Energía del Oleaje en el Golfo de
México (GM) (Felix et al., 2018; Haces-Fernández et
al., 2018).
El objetivo del trabajo es implementar y validar el
modelo espectral de oleaje de tercera generación
WAVEWATCH III (WWIII) GM (Figura 1) forzado con
viento de ERA5 en el intervalo 1990-2019.
Adicionalmente, en un sitio de interés en las aguas
profundas del sur de Tamaulipas, detectar cambios
en la tendencia de la potencia del oleaje utilizando
una versión secuencial del método de Mann-Kendall
(MK) (Chatterjee et al., 2014). La prueba estadística
no paramétrica MK se utiliza para detectar cambios
abruptos de variables hidrometereológicas en series
de tiempo de largo plazo, es decir, si las variables de
interés muestran estadísticamente una tendencia
monotónica hacia arriba (al alza) o hacia abajo (a la
baja) con respecto al tiempo.
El modelo WWIII se implementó en una estación de
trabajo de alto desempeño, se ejecutó en una malla
con resolución espacial de 0.1875° x 0.1875° y
resolución temporal de 1 h. La validación se llevó a
cabo comparando la altura significante, el periodo
dominante y la dirección del oleaje, con los datos
correspondientes de las boyas de la NDBC 42055,
42001 y 42002 (Figura 1), así como los satélites
Jason-2, Cryosat-2 y SARAL.
Figura 1. Batimetría del Golfo de México.
La potencia del oleaje del modelo se calculó con la
aproximación en aguas profundas de la teoría lineal.
El método MK se aplicó en la estación AWT (Figura
1) para detectar cambios en la tendencia de la
potencia a largo plazo. Dada la serie de tiempo de la
potencia del oleaje X, promediada mensualmente,
con n muestras y valores denotados como x, se
construyó la columna ordenada cronológicamente S
como:
S = r
r = 1, si x > x , j = 1,2, … , i
0, si x ≤ x , j = 1,2, … , i
(1)
(2)
En (1), S representa el valor acumulativo cuando X,
en el momento i, es más grande que en el momento
j, donde r es una matriz comparativa. El método MK
asume que X está distribuida aleatoria e
independientemente de acuerdo al parámetro:
UF = S − E(S )
Var(S )
k = 1,2, … , n (3)
127

Cuando X: x 1 , x 2 . . . x n son independientes una a la
otra y tienen la misma distribución continua, la media
E(S k ) y la varianza Var(S k ) son dadas por:
n(n + 1)
E(S ) = (4)
4
n(n − 1)(2n + 5)
Var(S ) = (5)
72
La serie de tiempo X ordenada de manera inversa
se define como:
UB = −UF k = n, n − 1, … ,1 (6)
Si UF > 0, dentro del intervalo de confianza, la
tendencia es al alza, mientras que si UF < 0, la
tendencia es a la baja. Cuando UF y UB exceden
el intervalo de confianza, la tendencia al alza o a la
baja es significativa. Si UF y UB presentan puntos
de intersección dentro del intervalo de confianza,
dichos puntos indican cambios de tendencia,
pudiéndose identificar el año de inicio del cambio. Si
no hay tendencia, las curvas de UF y UB se
sobreponen varias veces.
Los coeficientes de correlación promedio (CC) para
la validación del modelo con las boyas fueron 0.94
(altura significante), 0.75 (periodo dominante) y 0.67
(dirección). Los intervalos correspondientes de la
raíz cuadrática media para las boyas fueron, 0.16 –
0.28 m, 0.75 – 1.12 s y 47.38 – 64.05°. Se encontró
un CC de 0.94 para la altura significante validada
con los datos de altimetría de los satélites Jason-2,
Cryosat-2 y Saral en su trayectoria por aguas
profundas del GM. Por lo tanto, el modelo simuló
adecuadamente las variables del oleaje en el GM.
La potencia promedio en el sitio AWT durante 30
años fue 4.5 ± 2 kW/m, con un intervalo de valores
entre 1 y 12 kW/m (Figura 2). El valor máximo se
observó en octubre de 1995. La potencia promedio
se ha mantenido desde 1990.
La Figura 3 muestra valores de UF > 0 dentro de los
intervalos de confianza en 1996-2004 y 2014-2018,
indicando que la potencia del oleaje presentó una
tendencia al alza. En 2019, se observó una
tendencia significativa a la baja, sin embargo, no se
mantuvo por mucho tiempo.
Figura 3. Tendencia de largo plazo de la prueba MK sobre la
potencia del oleaje. La línea punteada indica el intervalo de
confianza (±1.96).
Se identificaron 33 puntos de intersección entre UF
y UB (Figura 3). Un punto de particular interés
ocurrió entre 1995-1996, indicando el inicio de la
tendencia al alza pues coincide con la potencia
máxima (12 kW/m) observada en la Figura 2. En
general, la tendencia hacia arriba de la potencia en
el sitio AWT no es significativa entre 1990 y 2019.
Referencias
Félix, A., Mendoza, E., Chávez, V., Silva, R. y
Rivillas-Ospina, G. (2018). Wave and wind energy
potential including extreme events: a case study of
Mexico. Journal of Coastal Research, 85: 1336-
1340.
Haces-Fernández, F., Li, H. y Ramírez, D. (2018).
Wave energy characterization and assessment in
the U.S. Gulf of Mexico, East and West Coast with
Energy Event concept. Renewable Energy, 123:
312-322.
Chatterjee, S., Bisai, D. y Khan, A. (2014). Detection
of Approximate Potential Trend Turning Points in
Temperature Time Series (1941-2010) for Asansol
Weather Obervation Station, West Bengal, India.
Atmospheric and Climate Sciences, 4: 64-69.
Figura 2. Potencia mensual promedio en el sitio AWAC
Tamaulipas.
128

VARIABILIDAD TEMPORAL Y ESPACIAL DEL CAMPO DE OLEAJE EN EL
LABORATORIO NATURAL DE BAHÍA DE TODOS SANTOS, BAJA
CALIFORNIA, MÉXICO
Bernardo Esquivel Trava y Gonzalo Acosta Solís
CICESE, esquivel@cicese.mx, acostasg@cicese.edu.mx
Dentro la Línea Estratégica de Energía del Oleaje
dentro del CEMIE-Océano se encuentra la acción
estrategia (O-LE3) Laboratorio natural para la
investigación, innovación y desarrollo tecnológico de
la energía renovable oceánica, sitio especializado
para pruebas de dispositivos convertidores de
energía del océano, en la cual se plantea como
objetivo “Consolidar un área natural dotada con la
instrumentación adecuada para proporcionar la
información más relevante para pruebas de WECs
(del inglés, Wave Energy Converters) en el campo y
el estudio detallado de su desempeño ante
condiciones naturales”. Para ello se definió el
laboratorio natural como una zona altamente
instrumentada para la medición de oleaje y
corrientes, permitiendo tener un conocimiento
amplio de estas variables en la región. Con ello se
contará con información histórica y simultánea a las
pruebas de dispositivos convertidores de la energía
del oleaje o de corrientes. Este laboratorio natural se
encuentra en la Bahía de Todos Santos, ubicada en
la costa nororiental de la península Baja California,
cerca de la ciudad de Ensenada (Figura 1).
En este trabajo se presentarán resultados de las
mediciones de oleaje realizadas por perfiladores
acústicos Doppler (ADCP, por sus siglas inglés)
instalados dentro del área que comprende el
laboratorio natural. Por un lado, se analizaron las
series de tiempo en un periodo de 10 años (2010-
2019) de los parámetros espectrales del oleaje
(altura significante, periodo y dirección promedio, y
periodo y dirección asociados al pico espectral)
obtenidos de las mediciones realizadas por ADCP
del tipo Aquadopp marca Nortek, el cual se
encuentra ubicado cerca de la isobata de los 20 m,
frente a la Isla Todos Santos (ITS), Baja California.
Figura 1. Mapa que muestra el área destinada (recuadro rojo)
para la instrumentación del laboratorio natura en le Bahía de
Todos Santos.
Además, se analizan las diferencias del espectro
direccional del oleaje medidos en los diferentes sitios
de mediciones (ITS, BM y BSM) con el fin de
describir la variabilidad espacial del campo olas al
propagarse sobre zonas más someras dentro de la
bahía.
Conocer las características predominantes del
oleaje y su variabilidad en las diferentes escalas de
tiempo nos permite analizar su relación con los
distintos procesos climáticos y su impacto en los
ecosistemas naturales y en este caso en la
obtención de energía eléctrica a partir de la energía
del oleaje.
De acuerdo al análisis a largo plazo el oleaje
predominante frente a la Isla Todos Santos es de
tipo swell. Durante invierno la mayor parte del
oleaje presenta una dirección hacia el E y SEE,
129

durante esta época del año se observan las
alturas significantes de mayor tamaño (> 2 m). En
cambio, durante los meses de verano el oleaje
tiende a presentar alturas menores (Hs = 0.9 +/-
0.2 m) con una dirección hacia el NE y NEE. El
periodo asociado al pico espectral muestra
periodos altos (10-16 s) a lo largo de todo el año,
a diferencia del periodo promedio que presenta
una estacionalidad parecida a la de la altura
significante. El campo de olas también presentó
una variabilidad interanual principalmente en la
dirección y ocurrencia del oleaje más energético
que está asociado a las tormentas extratropicales.
Debido a la importancia y complejidad del tema
abordado en este trabajo de investigación, se
recomienda profundizar en el análisis de los
diferentes aspectos que pueden afectar el
comportamiento del oleaje y su variabilidad en las
diferentes escalas de tiempo. Para esto, se
encuentra en proceso de las características del
oleaje en términos de la forma y estructura de los
espectros de energía, tanto de frecuencia como
direccionales.
130

VARIACIONES INTERANUALES Y MULTI-DECADALES EN LA ENERGÍA
UNDIMOTRIZ EN MÉXICO
Itxaso Odériz y Rodolfo Silva
Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México, itxaso.oderiz@gmail.com, RSilvaC@iingen.unam.mx
La energía undimotriz se ha impuesto como un
recurso energético renovable prometedor. Sin
embargo, en la planeación de su explotación rara
vez se integran las variaciones de largo plazo, que
pueden modular la potencia estacional y por tanto
son necesarias para una proyección eficiente y
precisa.
Estas variaciones de largo periodo responden a los
patrones climáticos, como son EL Niño-Southern
Oscillation (ENSO), Pacific Decadal Oscillation
(PDO), Southern Annular Mode (SAM), o Atlantic
Multi-decadal Oscilaltion (AMO), que se han
demostrado que el clima del oleaje es muy
susceptible a ellos. En concreto, el ENSO es el modo
de variabilidad interanual más importante. Su fase
positiva El Niño intensifica los vientos
extratropicales, y por tanto los oleajes generados por
estos (Odériz et al., 2020b). Este fenómeno impacta
al Pacífico mexicano ya que sus costas se ven
afectadas por oleajes generados en los extratrópicos
de ambos hemisferios. Se sabe que El Niño aumenta
la potencia en el Norte del Pacífico mexicano (Odériz
et al., 2020a). A su vez, la señal del ENSO se puede
ver amplificado por patrones multi-decadales. El
evento El Niño 2015-2016 fue un evento muy
intenso, pero además coincidió con un SAM positivo
(Godoi y Júnior, 2020), que es un patrón climático de
la circulación polar del Hemisferio Sur. También se
sabe que El Niño se intensifica cuando coincide con
un evento PDO positivo. El impacto del acoplamiento
de señales interanuales y multi-decadales en la
potencia del oleaje es un campo poco explorado que
puede impactar de manera notoria en la
cuantificación del recurso energético undimótriz.
Este trabajo presenta un atlas para las costas de
México sobre las variaciones en la potencia del
oleaje para los eventos acoplados interanuales y
multi-decadales ENSO-PDO, ENSO-SAM, y ENSO-
AMO.
Figura 1. Respuesta de la potencia y dirección del oleaje con
ENSO para las costas de México (tomada de Odériz et al.,
2020a).
Referencias
Godoi, V.A., Júnior A.R.T.(2020)A global analysis of
austral summer ocean wave variability during SAM–
ENSO phase combinations. Climate Dynamics, 1-14
Odériz I., Silva, R., Mortlock T.R., Mendoza,
E.(2020a) Climate drivers of directional wave power
on the Mexican coast. Ocean Dynamics, 70(9):
1253-1265
Odériz I., Silva, R., Mortlock T.R., Mori, N. (2020b)
ENSO Impacts on Global Wave Climate and
Potential Coastal Hazards. Journal of Geophysical
Research: Oceans, e2020JC016464.
131

5. ENERGÍA POR
GRADIENTE
SALINO

ATLAS GRADIENTE SALINO
Carlos Cruz-Vázquez, Rodolfo Rioja-Nieto y Cecilia Enriquez
Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad Mérida, carlos.cruz@enesmerida.unam.mx, rrioja@enesmerida.unam.mx,
cecilia.enriquez@enesmerida.unam.mx
Resumen
Para capturar, almacenar y visualizar la información
generada y recopilada del proyecto Energía por
Gradiente Salino (SLE), se generó un Atlas digital
que permite la consulta de recursos espacialmente
explícitos.
La plataforma emplea distintos lenguajes de
programación como son HTML y Java, librerías de
código abierto como GeoExt 3, OpenLayers y
Apache Echarts, servidores de datos geoespaciales
como GeoServer, aunado a un mapa mundial
generado por Google (Figura 1).
El sitio web se encuentra instalado en el servidor del
Laboratorio de Análisis Espacial de Zonas Costeras
(COSTALAB) de la Facultad de Ciencias, UNAM en
el sitio:
http://132.247.46.10/codeCEMIE/webmapping.html
La plataforma muestra la información en un sistema
de coordenadas establecido y permite activar y
visualizar las distintas capas disponibles.
Adicionalmente, cada elemento de la capa
seleccionada muestra información complementaria
como los metadatos y enlaces a páginas con
gráficos.
Figura 1. Pantalla de inicio del atlas gradiente salino.
La inclusión de un Atlas digital en este proyecto,
permite socializar el conocimiento generado sobre
los sitios con alto potencial para la generación de
energías limpias.
Así mismo, si bien el atlas se presenta en una
versión final, es evidente que la información se
actualiza frecuentemente, mejorando de manera
constante y dinámica su calidad.
133

DESARROLLO DE UN SISTEMA DE ELECTRODIÁLISIS INVERSA Y SU
CARACTERIZACIÓN PARA GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD
Jesus Nahum Hernandez Perez y Rosa de Guadalupe González Huerta
Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, Instituto Politécnico Nacional, México,
nahum.hdz3200@gmail.com, rgonzalez@ipn.mx
Introducción
La energía por gradiente salino (EGS) es
proporcional a la diferencia de potencial químico
entre dos soluciones salinas con diferente
concentración durante su proceso de mezcla como
ocurre de forma natural en las desembocaduras de
ríos en mares y océanos (Ortiz-Imedio et al., 2019).
La electrodiálisis inversa (RED) es una tecnología
que permite transformar parte de la EGS en
electricidad, a través de membranas de intercambio
iónico y reacciones redox (Ortiz-Imedio et al., 2019,
Scialdone et al., 2012).
La Figura 1 muestra un esquema del funcionamiento
básico de una pila o stack de electrodiálisis inversa
compuesto por una sola celda. Las membranas de
intercambio de cationes (CEM) y de aniones (AEM)
permiten el transporte selectivo de iones debido a la
diferencia de concentración en las soluciones de alta
concentración (HC) y baja concentración (LC),
formando una fuerza electromotriz proporcional al
gradiente salino (Ortiz-Imedio et al., 2019, Scialdone
et al., 2012).
Figura 1. Representación esquemática de la unidad de
electrodiálisis inversa (tomada de Hernandez-Perez, 2021).
De entre los diferentes sistemas de electrodos
reportados, los sistemas con pares redox reversibles
en solución (PRRS) Fe +2 /Fe +3 ó [Fe(CN) 6] -
4
/[Fe(CN) 6] -3 se han destacado por convertir la fuerza
electromotriz generada en corriente eléctrica con
una baja perdida de energía asociada al proceso
(Scialdone et al., 2012). El complejo Fe +3 es
reducido a Fe +2 en el cátodo y el complejo Fe +2 es
oxidado en el ánodo de acuerdo con la siguiente
ecuación:
Fe(CN) + e ↔ Fe(CN) ;
E = 0.356V vs. SHE
(1)
A esto se le conoce como reacción de transferencia
de carga homogénea, debido a que todos los
reactantes se encuentran en la misma fase.
En este trabajo se muestra el diseño y desarrollo de
los componentes de una unidad RED, así como la
caracterización de sus parámetros eléctricos a
condiciones de operación controladas, con el
propósito de evaluar su desempeño como sistema
generador de energía.
Experimentación
La Figura 2 muestra el diseño de los platos
terminales, así como la distribución de las
soluciones de trabajo en el sistema. La pila de
membranas se encuentra entre los platos
terminales; el diseño de cada componente permite
la correcta distribución de las soluciones de
trabajo. Se seleccionó Ti como ánodo y cátodo
debido a su estabilidad dimensional frente al
PRRS seleccionado.
En la Figura 3 se muestra el diagrama de proceso
del sistema RED utilizado. Todas las soluciones se
alimentaron a través de una bomba peristáltica
Masterflex L/S por medio de un doble cabezal
acoplado al rotor. La caracterización se realizó por
medio de un conjunto de resistencias eléctricas de
valor fijo y un multímetro digital (Stern), registrando
el voltaje y corriente de salida en la unidad RED a
diferentes valores de carga eléctrica.
134

reacciones secundarias derivadas del proceso de
degradación que sufre el PRRS (Scialdone et al.,
2012) las cuales producen una capa pasivadora en
la superficie de los electrodos, particularmente el
ánodo, disminuyendo su conductividad.
Figura 2. Diseño de la unidad de electrodiálisis inversa
(tomada de Hernandez-Perez, 2021).
Figura 4. Voltaje (mV) vs. Corriente (mA) usando el ensamble
malla de Ti – alambre Ti en los electrodos (tomada de
Hernandez-Perez, 2021).
Figura 3. Diagrama de proceso del sistema de electrodiálisis
inversa (tomada de Hernandez-Perez, 2021).
Como soluciones HC y LC se utilizaron soluciones
NaCl (Fermont, composición >99.5 %) 0.66M y
0.0036 M respectivamente, a una temperatura de
298 K y una velocidad lineal de flujo de 1 cm s -1 . La
unidad RED trabajó con cinco celdas, utilizando
espaciadores de silicón de 380 µm y membranas MI-
100 y MI-200 (SnowPure, EUA) como CEM y AEM
respectivamente. El PRRS se compuso de una
solución 0.05 M de K [Fe(CN) ], 0.05 M de
K [Fe(CN) ] (Aldrich, pureza >99 %) y 0.25 M de
NaCl como electrolito soporte, utilizando agua
desionizada.
Resultados y Conclusiones
En la Figura 4 se muestra la relación V vs. I obtenida
experimentalmente en el prototipo desarrollado. La
pendiente de la sección lineal de la curva es
proporcional a la resistencia interna del sistema y
puede dar una estimación aproximada de su valor
por medio de regresión lineal. La Figura 5 muestra la
curva P g vs. I en la cual se muestra la máxima
potencia global que logró generar el dispositivo. Los
resultados obtenidos demuestran una alta
resistencia interna del prototipo RED desarrollado.
Esta se asocia a una baja electroactividad del Ti
durante el proceso redox y la formación de
Figura 5. Potencia global (mW) vs. Corriente (mA) usando el
ensamble malla de Ti – alambre Ti en los electrodos (tomada
de Hernandez-Perez, 2021).
Referencias
Ortiz-Imedio, R., Gomez-Coma, L., Fallanza, M.,
Ortiz, A., Ibañez, R., Ortiz, I., (2019). Comparative
performance of Salinity Gradient Power-Reverse
Electrodialysis under different operating conditions.
Desalination, 457: 8 – 21.
Scialdone, O., Guarisco, C., Grispo, S., D’Angelo, A.,
Galia, A., (2012). Investigation of electrode material
- redox couple systems for reverse electrodyalisis
processes. Part I: Iron redox couples. Journal of
Electroanalytical Chemistry, 681: 66 – 75.
Hernandez-Perez, J. N. Diseño y caracterización de
un sistema de electrodiálisis inversa para
generación de electricidad a partir de gradiente
salino. Tesis de Maestría, IPN, 2021.
135

EFECTO DE LA HIDRODINÁMICA EN LA GENERACIÓN DE ENERGÍA DE UNA
CELDA DE RED
Ziomara De la Cruz Barragán, Elier Sandoval Sánchez, Alejandro Martínez Flores y Edgar Mendoza
Instituto de Ingeniería UNAM, zdelacruzb@iingen.unam.mx, esandovals@iingen.unam.mx, amartinezf@iingen.unam.mx,
emendozab@iingen.unam.mx
Introducción
La electrodiálisis inversa (RED) es una técnica
basada en el principio de energía de gradiente salino
(SGE), en el cual se convierte la energía química de
la diferencia de salinidad de dos soluciones (agua de
alta y baja concentración) en energía eléctrica
mediante el uso de membranas de intercambio
iónico (IEMs).
Una celda RED consiste en un número variable de
membranas de intercambio iónico alternadas entre
sí. Los compartimientos entre las membranas son
alimentados con una solución de salinidad
concentrada y otra de salinidad diluida (Figura 1).
Los componentes de una celda RED son (Scialdone
et al., 2013):
● Membranas de intercambio aniónico (AEM) y
membranas de intercambio catiónico (CEM), estas
permiten el flujo de los cationes del agua hacia el
cátodo y el flujo de los aniones hacia el ánodo.
● Soluciones de agua con diferente concentración.
● Solución electrolítica o par redox, esta permite
que el transporte de los iones sea continuo mediante
una reacción oxido-reducción.
● Electrodos, superficie en donde ocurren las
reacciones redox.
● Espaciadores, contienen las soluciones de agua
con diferente concentración.
Al poner en contacto dos soluciones de diferente
concentración a través de una membrana, se genera
una diferencia de potencial químico, por lo que los
iones que se encuentran en la solución concentrada
pasan a través de las IEMs al compartimento con la
solución diluida, generando una corriente iónica. En
los extremos de la celda se encuentra un sistema de
electrodos que lleva a cabo la reacción redox que
transforma la corriente iónica en una corriente
eléctrica. De esta manera es posible generar
electricidad directamente del potencial que existe
entre soluciones de diferente concentración.
Figura 1. Diagrama de RED.
Las celdas de RED se pueden optimizar ajustando
el tipo de membrana, el área total de la membrana,
las distancias entre membranas, el tamaño y
geometría de la celda, las concentraciones de agua
de alimentación, la velocidad de flujo/tiempo de
residencia, la recirculación de las alimentaciones,
espesor y geometría de los espaciadores (Cipollina
& Micale, 2016).
En este trabajo se probarán diferentes geometrías
de espaciadores y distribución de los fluidos en un
dispositivo de RED para optimizar la hidrodinámica
del sistema, y conocer el efecto de esta en el
potencial neto generado en la celda.
Hidrodinámica en los sistemas RED
La dinámica de fluidos es una característica
fundamental en sistemas de RED, tiene influencia en
la distribución de los flujos y en la concentración de
los fluidos dentro de la celda. Se establece por la
interacción entre la geometría de la celda, caudales,
y las propiedades de las soluciones de alimentación.
La hidrodinámica del sistema tiene influencia en tres
fenómenos principales: la generación de
resistencias no óhmicas, la caída de presión a través
136

de la celda y la distribución homogénea de las
soluciones en los espaciadores (Cipollina & Micale,
2016).
La caída de presión es un factor muy importante a
considerar en este tipo de sistemas ya que afecta
directamente a la densidad de potencia neta,
definida como la generación de potencia total menos
las pérdidas de potencia de bombeo.
La configuración de los compartimentos de las
soluciones dentro de la celda es una característica
destacada que afecta la caída de presión distribuida
y la polarización de la concentración. Se requiere un
"espaciador" que separe las membranas,
proporcionando estabilidad dimensional a los
compartimentos (Cipollina & Micale, 2016).
Espaciadores
Los espaciadores son estructuras abiertas que
separan las membranas y forman los
compartimentos de las soluciones de alimentación
(Figura 2). Los espaciadores pueden estar hechos
de materiales poliméricos tejidos o extruidos, como
polipropileno, poliamida y otros. La resistencia
hidráulica al bombear las soluciones a través de los
compartimentos depende en gran medida del uso de
espaciadores (Cipollina & Micale, 2016).
Figura 2. Espaciadores y membranas de celda RED.
El espesor del espacio existente entre las dos
membranas que forman el par de celdas tiene
influencia directa en la resistencia del sistema. Si los
espaciadores tienen mayor espesor las propiedades
de las IEMs son menos relevantes, ya que será
menos eficiente el intercambio iónico. Con un
espaciador más delgado es posible alcanzar una
densidad de potencia de 7 W/m 2 si la resistencia de
la membrana es baja y su selectividad es alta. Sin
embargo, cuando el espaciador es demasiado
pequeño el consumo de energía de bombeo
aumentará significativamente debido a la alta caída
de presión sobre las membranas y se convierte en el
factor limitante en un proceso (Długołecki et al.,
2008).
Resultados
Se diseñaron cuatro espaciadores conservando el
área efectiva (100 cm 2 ), con la finalidad de evaluar
el cambio en la velocidad de flujo y caída de presión,
así como para disminuir las zonas muertas o
“shadow effect” en el espaciador. Se encontró que el
diseño con mejor desempeño fue el A (Figura 3).
Figura 3. Diseños de espaciadores A, B, C y D.
Los espaciadores fueron diseñados en función de la
hidrodinámica adecuada para propiciar el
intercambio iónico. Conocer el efecto de la forma de
los espaciadores en la caída de presión y velocidad
de flujo, nos permite mejorar el diseño de la celda
RED. Los incrementos de caída de presión están
relacionados con los cambios en la velocidad de flujo
y representan mayor potencia gastada por bombeo,
disminuyendo la eficiencia del proceso.
Referencias
Cipollina, A., & Micale, G. (2016). Sustainable
Energy from Salinity Gradients. Woodhead
Publishing.
Długołecki, P., Nymeijer, K., Metz, S., & Wessling, M.
(2008). Current status of ion exchange membranes
for power generation from salinity gradients. Journal
of Membrane Science, 319(1–2): 214–222.
Scialdone, O., Albanese, A., D’Angelo, A., Galia, A.,
& Guarisco, C. (2013). Investigation of electrode
material - Redox couple systems for reverse
electrodialysis processes. Part II: Experiments in a
stack with 10-50 cell pairs. Journal of
Electroanalytical Chemistry, 704: 1–9.
137

EVALUACIÓN DEL POTENCIAL ENERGÉTICO DE UN ESTUARIO DE CUÑA
DE SAL, RÍO JAMAPA, VERACRUZ
Catalina Osorio Corro, Mark Marín Hernandez, Rosario Sanay Gonzalez y David Salas Monreal
Instituto de Ciencias Marinas y Pesquerías, U.V, craftywoman20@gmail.com, markmarin@uv.mx, rsanay@uv.mx,
davsalas@uv.mx
Resumen
El aumento de los altos niveles de dióxido de
carbono en la atmosfera, ha motivado la búsqueda
de energías alternativas que sean limpias y
eficientes, esto con el objetivo de minimizar el daño
ambiental. En el presente trabajo se estudia una de
estas energías limpias y renovables que se basa en
la diferencia del potencial químico entre dos
soluciones con diferentes concentraciones de sal,
dicha energía se obtiene usando las ecuaciones de
energía libre de Gibbs. Los estuarios son lugares
viables para la obtención de la energía por gradiente
salino (EGS), ya que ahí se encuentran
naturalmente dos masas de agua con diferentes
concentraciones de sal. Con el fin de obtener el
potencial energético y su variabilidad durante un año
en el estuario del rio Jamapa, en Boca del Rio,
Veracruz (Figura 1), se instalaron cuatro anclajes
CTD-Divers en la parte profunda del estuario a lo
largo de los primeros 5 km, durante el periodo de
diciembre del 2018 al diciembre del 2019, con el fin
de analizar la variabilidad de la salinidad y la
temperatura de la cuña salina. Por otro lado, para
analizar la masa de agua superficial del estuario se
utilizaron datos de lances de CTD a lo largo del
estuario, también se analizaron datos de gasto del
rio y viento para ver cómo estos influyen dicha
variabilidad. Los resultados muestran dos
temporadas bien marcadas dentro del estuario
(secas y lluvias). El gasto del rio el cual es el principal
forzamiento que modifica la posición de la cuña
salina, presentó durante el periodo de estudio
valores promedio de 17.57 m 3 /s en secas y de 92.51
m 3 /s en lluvias, estando estos valores por debajo de
su promedio anual. Los valores de salinidad
encontrados en la parte profunda del rio y que
corresponden a la cuña salina, variaron con
salinidades de 33 hasta salinidades de 23 en la
época de secas, mientras que en la época de lluvias
se tuvieron varios eventos en los se obtuvieron
valores de creo de salinidad, siendo siempre el
anclaje más cercano a la boca del rio el de valores
más altos de salinidad. En la parte superficial la
salinidad a lo largo del estuario tuvo valores de cero
a 12 de salinidad durante secas y valores de cero a
tres en lluvias. La temperatura en fondo y superficie
mostro un comportamiento anual con inviernos con
valores bajos y veranos con valores altos. Se aplicó
un filtro con corte de 36 horas a los datos, con el fin
de separarlos en bajas y altas frecuencias. Los
espectros de potencia muestran que, en las altas
frecuencias, la marea tiene influencia y en menor
proporción el viento, en baja frecuencia después del
gasto, también el viento juega un papel, aunque se
sigue analizando las bajas frecuencias. Resultados
preliminares muestran un potencial energético
teórico (PT) entre 0.5 y 1x10 5 J/m 3 durante época de
secas y durante lluvias valores entre 1 y 2x10 5 J/m 3 ,
con eventos con valores por debajo de los 0.5x10 5
J/m 3 .
Figura 1. Cuenca hidrológica del río Jamapa.
138

EXPERIMENTACIÓN CON UN EQUIPO DE ELECTRODIÁLISIS INVERSA DE
50 CELDAS PARA APROVECHAR LA ENERGÍA DEL GRADIENTE SALINO EN
MÉXICO
Mateo Roldan Carvajal 1 , Jesús Nahum Hernández Pérez 2 , Elier Sandoval Sánchez 3 , Ziomara De La Cruz
Barragán 3 , Monserrat Ortiz Salcedo 3 y Cecilia Enríquez Ortíz 4
1
Grupo de ingeniería electroquímica, Universidad Nacional de Colombia, Medellín, mroldanc@unal.edu.co
2
Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, Instituto Politécnico Nacional, México,
nahum.hdz3200@gmail.com
3
Instituto de ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, ESandovalS@iingen.unam.mx,
zdelacruzb@iingen.unam.mx, MOrtizS@iingen.unam.mx
4
Facultad de ciencias/Escuela Nacional de Estudios Superiores, Universidad Nacional Autónoma de México,
cenriqz@ciencias.unam.mx
Introducción
La energía del océano se manifiesta de varias
formas en: oleaje, mareas, corrientes, gradientes
térmicos y gradientes salinos (Marín Coria et al.,
2020). De especial interés por su disponibilidad en
las costas tropicales (Alvarez-Silva et al., 2016) y por
las nuevas aplicaciones (ejemplo: Sistemas
integrados con desalinización de agua de mar y
producción de hidrógeno) es la del gradiente salino
(SGE, por sus siglas en inglés), la cual está asociada
con aquella liberada en el mezclado de dos cuerpos
de agua de diferente salinidad, por ejemplo, en
desembocaduras de ríos o lagunas costeras.
Una de las técnicas más prometedoras para
transformar la SGE en electricidad es la
electrodiálisis inversa (RED, por sus siglas en inglés)
(Micale et al., 2016), que consiste en un arreglo
intercalado de membranas de intercambio iónico
(tanto de cationes – CEM, como aniones - AEM)
entre las cuales fluyen las aguas de diferente
salinidad de forma intercalada; por tanto, un equipo
de RED se puede entender como la repetición de
una unidad básica llamada “celda” que consiste en
una CEM, una AEM y un compartimiento de cada
tipo de solución salina (ver Figura 1). La
transformación de corriente de iones en corriente de
electrones se logra en los extremos de la pila de
membranas mediante reacciones redox en
electrodos.
En México, el CEMIE-Océano ha constituido una
línea de investigación en energía del gradiente
salino dedicada, entre otros, al desarrollo
tecnológico. Para este trabajo se reunieron algunas
lecciones y experiencias del proyecto CEMIE-
Océano en el aprovechamiento de la SGE mediante
RED, con el fin de hacer una prueba de un equipo
de 50 celdas (100 membranas de intercambio iónico)
en Yucatán - México.
Figura 1. Esquema de un equipo de RED (adaptado de
Vermaas et al., 2011).
Caracterización
El dispositivo utilizado en este trabajo tiene 50
membranas aniónicas y 50 catiónicas Fujifilm Type
10 (Fujifilm Manufacturing Europe BV, Países Bajos)
con área activa por membrana de 0.1 m x 0. 1 m. Se
usaron empaques de silicona HT 6135 (Bisco,
Estados Unidos) de espesor de 254x10 -4 m y mallas
(SEFAR 3-300/51) de 200x10 -4 m de espesor con el
fin de separar las membranas y promover
turbulencia. Para la conversión de energía se optó
por el par redox Ag/AgCl en solución de NaCl.
El equipo se operó en flujo a co-corriente y se
monitorearon variables eléctricas en puntos clave
(electrodos y carga externa), y caídas de presión y
conductividad en las dos corrientes de entrada y las
dos de salida.
139

Figura 2. Diagrama instrumental de la prueba de
electrodiálisis inversa.
Para la caracterización del equipo se evaluó el
voltaje y la corriente en la carga externa. Así, se
construyó la curva de polarización y la curva de
potencia a condiciones típicas de operación
(velocidad promedio de los compartimientos de 1
cm/s) (Simões et al., 2020; Tedesco et al., 2016). De
esta forma se obtuvo la potencia máxima del equipo.
El cálculo de la eficiencia energética bruta χ [--]
se realizó con base en exergía de entrada Ġ [W] y
la potencia bruta P [W], como se muestra en la
ec. (1) (Moreno et al., 2018).
χ = P
Ġ
(1)
El equipo de electrodiálisis inversa presentado en
este trabajo es el de mayor capacidad en México y,
hasta donde sabemos, en Latinoamérica.
Referencias
Alvarez-Silva, O. A., Osorio, A. F., & Winter, C.
(2016). Practical global salinity gradient energy
potential. In Renewable and Sustainable Energy
Reviews, 60: 1387–1395.
Marín Coria, E. J., Roldán Carvajal, M., Sánchez
Sáenz, C., Enríquez Ortiz, C. E., Félix Delgado, A.,
Silva Casarín, R., & Mendoza Baldwin, E. G. (2020).
Energía del Gradiente Salino (1ra ed.). Universidad
Autónoma de Campeche.
Micale, G., Cipollina, A., & Tamburini, A. (2016).
Salinity gradient energy. In Sustainable Energy from
Salinity Gradients (First, pp. 1–17). Elsevier.
Moreno, J., Grasman, S., Van Engelen, R., &
Nijmeijer, K. (2018). Upscaling Reverse
Electrodialysis [Research-article]. Environmental
Science and Technology, 52(18): 10856–10863.
Simões, C., Pintossi, D., Saakes, M., Borneman, Z.,
Brilman, W., & Nijmeijer, K. (2020). Electrode
segmentation in reverse electrodialysis: Improved
power and energy efficiency. Desalination, 492
(July), 114604.
Tedesco, M., Scalici, C., Vaccari, D., Cipollina, A.,
Tamburini, A., & Micale, G. (2016). Performance of
the first reverse electrodialysis pilot plant for power
production from saline waters and concentrated
brines. Journal of Membrane Science, 500: 33–45.
Vermaas, D. a., Saakes, M., & Nijmeijer, K. (2011).
Doubled power density from salinity gradients at
reduced intermembrane distance. Environmental
Science and Technology, 45(16): 7089–7095.
140

OPTIMIZACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE UNA CELDA DE
ELECTRODIÁLISIS INVERSA PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍA POR
MEDIO DE GRADIENTE SALINO
Elier Sandoval Sánchez, Ziomara de la Cruz Barragán, Alejandro Martínez Flores y Edgar Mendoza Baldwin
Instituto de Ingeniería UNAM, esandovals@iingen.unam.mx, zdelacruzb@iingen.unam.mx, amartinezf@iingen.unam.mx,
emendozab@iingen.unam.mx
Introducción
Los dispositivos de electrodiálisis inversa (RED) son
dispositivos que utilizan la diferencia de
concentración de sal disuelta en dos masas de agua
puestas en contacto a través de una membrana ion
selectiva para generar energía eléctrica Figura 1.
Figura 1. Disposición de un dispositivo RED.
La producción de energía en los dispositivos RED
es resultado de una combinación de diversos
procesos electroquímicos y fenómenos de
transporte que, dependiendo con la sal que se esté
trabajando y del arreglo de la celda RED, requerirán
distintas características hidrodinámicas, geometría
del dispositivo, gasto y propiedades de la solución
de alimentación.
Partiendo de un diseño previo desarrollado en el
Instituto de Ingeniería de la UNAM (De la Cruz,
2020), se optimizó y caracterizó una celda RED a fin
de establecer las condiciones en que ofrece mayor
producción de energía.
Fabricación de dispositivo
Los principales componentes de los dispositivos
RED son:
Membranas de intercambio iónico. Son el
corazón de los dispositivos RED, se encargan de
generar el movimiento de iones.
Espaciadores. Son estructuras abiertas que
separan las membranas y permiten el flujo de agua
entre ellas.
Electrodos. Son los colectores de corriente del
sistema, se encargan de “capturar” los electrones
liberados por las reacciones redox.
Placas terminales. Se encargan de distribuir los
fluidos y de dar soporte al dispositivo.
Los dispositivos RED se pueden optimizar
ajustando el tipo de membrana, la distancia entre
membranas, el área activa de la membrana, el
tamaño y geometría de la celda, las
concentraciones de sales disueltas, la velocidad de
flujo, el tiempo de residencia, el espesor y la
geometría de los espaciadores (Cipollina & Micale,
2016) (Vermaas, Guler, Saakes, & Nijmeijer, 2012)
Optimización
Las membranas de intercambio iónico se pueden
dividir, con respecto a su estructura y procedimiento
de preparación, en dos categorías: membranas
homogéneas y heterogéneas. Las IEM
heterogéneas (Figura 2) son, en promedio, de
menor costo, pero solo alcanzan una densidad de
potencia máxima de 1.5 W/m² en aplicaciones RED.
Las IEM homogéneas pueden alcanzar densidades
de potencia de hasta 3 a 5 W/m² debido a una menor
141

resistencia de la membrana (Długołecki, Nymeijer,
Metz, & Wessling, 2008).
de las membranas son menos relevantes, ya que
será menos eficiente el intercambio iónico. Sin
embargo, cuando el espaciador es demasiado
pequeño el consumo de energía de bombeo
aumentará significativamente debido a la alta caída
de presión sobre las membranas y se convierte en
el factor limitante en un proceso.
Figura 2. Membrana heterogénea.
Con base en los resultados presentados por de la
Cruz 2020, es recomendable probar IEM
homogéneas en el armado de sistemas RED. El
rendimiento de la celda reportada en dicho trabajo
se puede incrementar significativamente con el uso
de este tipo de membranas, ya que al tener mayor
permeselectividad se reduce la resistencia eléctrica
de la celda, obteniendo mayor potencia neta.
Electrodos
En la versión anterior del dispositivo se usaron
electrodos de titanio sin ningún recubrimiento
(Figura 3), los cuales no mostraron un desempeño
adecuado al generar muy poca corriente. Se
comprobó que para incrementar la densidad de
potencia es necesario un catalizador que actúe en
la superficie del electrodo que maximice las
reacciones óxido-reducción.
Espaciadores
El espesor del espacio existente entre las dos
membranas que forman el par de celdas tiene
influencia directa en la resistencia del sistema. Si los
espaciadores tienen mayor espesor las propiedades
Figura 3. Electrodo de titanio sin recubrimiento.
Referencias
Cipollina, A., & Micale, G. (2016). Sustainable
Energy from Salinity Gradients. Woodhead
Publishing.
de la Cruz, Z. (2020). Aprovechamiento del
potencial energético de gradiente salino con
electrodiálisis inversa. Tesis de Maestría, Posgrado
en Ciencias del Mar y Limnología, UNAM.
Długołecki, P., Nymeijer, K., Metz, S., & Wessling,
M. (2008). Current status of ion exchange
membranes for power generation from salinity
gradients. Journal of Membrane Science, 319(1–2):
214–222.
Vermaas, D. A., Guler, E., Saakes, M., & Nijmeijer,
K. (2012). Theoretical power density from salinity
gradients using reverse electrodialysis. Energy
Procedia, 20: 170–184.
142

PRESENTACIÓN DEL CATÁLOGO DE INFORMACIÓN SOBRE GRADIENTES
DE SALINIDAD Y TEMPERATURA DE SITIOS COSTEROS EN MÉXICO
Javier Robles Camacho 1 , Jesús Aragón González 2 , Cecilia Enríquez Ortiz 1, 2 , Vanesa Papiol Nieves 2 y Mark Marín
Hernández 3
1
Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México, Campus Yucatán, jroblesc@ciencias.unam.mx,
cenriqz@ciencias.unam.mx
2
Escuela Nacional de Estudios Superiores, Universidad Nacional Autónoma de México, Campus Yucatán,
jesus.aragon@enesmerida.unam.mx, vpapiol@enesmerida.unam.mx
3
Instituto de Ciencias Marinas y Pesquerías, Universidad Veracruzana, markmarin@uv.mx
Resumen
Uno de los objetivos de la línea de energía por
gradiente salino del CEMIE-O fue estimar el
potencial energético por dicho proceso a nivel
nacional. No obstante, la falta de fuentes de
información abierta y suficiente sobre variables
hidrológicas de cuerpos de agua costeros del país
dificulta realizar una estimación realista del potencial
energético por gradiente salino de México. Por esta
razón, gran parte de los esfuerzos del proyecto SLE-
1 se enfocaron en obtener, de ciertos cuerpos de
agua costeros de México, información detallada y
completa que permita entender cuál es el potencial
de un sitio que pudiera usarse para la extracción de
energía por gradiente salino.
El trabajo principalmente se centró en adquirir
mediciones para obtener la variabilidad natural y a
diferentes escalas de las características
hidrodinámicas de los sitios, de los parámetros
físico-químicos de los cuerpos de agua, y de la
biodiversidad que habita y compone dichos
ecosistemas. Como resultado se ha obtenido una
cantidad impresionante de información sobre las
características hidrológicas y ambientales (bióticas y
abióticas) de los sitios muestreados que a la fecha
se sigue procesando.
Gracias a la precisión con que esta información ha
sido obtenida y considerando los potenciales usos
de la misma, se han estandarizado las bases de
datos siguiendo lineamientos internacionales,
incluyendo la inserción de metadatos detallados
para cada conjunto de datos. Los datos se han
organizado en ficheros de diferentes formatos para