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Boletín8 CemieOceano

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Año 4. No. 2

CEMIE-OCÉANO

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Boletín CEMIE-Océano

Centro Mexicano de Innovación en

Energía del Oceáno

CONTENIDO

Comité Editorial

Boletín CEMIE-Océano

Gregorio Posada Vanegas

Angélica Félix Delgado

Edgar Gerardo Mendoza Baldwin

Mireille del Carmen Escudero Castillo

Rodolfo Silva Casarín

El Boletín CEMIE-Océano es la publicación semestral

que pretende difundir y divulgar, de una manera clara

y amena, las actividades realizadas por los participantes

del Centro Mexicano de Innovación en Energía

del Océano.

Los editores invitan a investigadores, alumnos, docentes,

toma dores de decisiones y al público interesado

en las energías renovables asociadas al mar a enviar

trabajos técnicos relacionados con la obtención, almacenamiento

y distribución de la energía del océano,

así como reseñas y fotografías de los eventos y

reuniones en los que han participado los integrantes

del CEMIE-Océano

El Boletín semestral es distribuido de manera electrónica

desde la página web y a través de las redes

sociales del CEMIE-Océano.

8º Simposio Internacional OTEC

El niño y la mar: descubriendo nuevos materiales

Desarrollo de componentes y subsistemas

inherentemente resistentes a daños mecánicos

y corrosivos en ambientes marinos

Participación estudiantil en el CEMIE-Océano

Prospección de las corrientes oceánicas: Parque

Nacional Bahía de Loreto

Campaña campo al banco Arrowsmith

Tesis: “Análisis teórico experimental del

comportamiento de la estela de agua en el

modelo de una turbina marina en la isla de

Cozumel utilizando velocimetría por

imágenes de partículas “

Medición de caudal de primavera en los

manantiales de playa Punta Esmeralda,

municipio de Solidaridad, Quintana Roo, México

Prueba piloto del prototipo de planta OTEC-CC-

MX-1kwe

Taller virtual sobre las fuentes de energía del

océano 2021

1er. Congreso Internacional CEMIE-Océano

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CEMIE-OCÉANO

Esta publicación está a cargo de la línea de Difusión,

Divulgación y Prensa del CEMIE-Océano.

http://www.cemieoceano.mx

Portada:

El dedo de Neptuno, Parque Nacional Bahía de Loreto, Baja California Sur.

por: Dr. Armando Trasviña

Reunión presencial de trabajo del CEMIE-Océano

Taller De Empresas De Bases Tecnológicas (EBT)

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Año 4. No. 2

Editorial

El boletín CEMIE-Océano es el medio primordial para la difusión de las actividades de los

participantes del proyecto Centro Mexicano de Innovación en Energía del Océano, con esta

entrega llega a su octava edición con una gran variedad de trabajo realizados por estudiantes,

investigadores y personal administrativo que denotan su alto compromiso con el éxito

de este proyecto.

En este número se presentan avances en el desarrollo de Prueba piloto del prototipo de

planta OTEC, igualmente se presentan resultados relacionados con campañas de campo; en

este boletín igualmente se detallan actividades como el 1er. Congreso Internacional, Taller

virtual, el 8o. simposio OTEC.entre otras muchas actividades que se realizaron durante esta

etapa.

Los invitamos a leer este boletín que refleja el entusiasmo de todas las personas que colaboramos

en él. Como es costumbre se pone a su disposición tanto la página web

www.cemieoceano.mx en la cual se presentan las acciones realizas por la comunidad del

Centro, así como las redes sociales de Twitter, @CemieOceano y Facebook, /CemieOceano,

en donde semanalmente se da seguimiento e información sobre las diversas actividades y

logros.

Esperamos que este Boletín no solamente sea de su agrado, sino que también motive su participación

activamente; que con el avance del proyecto cemie-Océano , la sociedad conozca

de primera mano lo que las universidades, empresas e instituciones de gobierno realizan,

en relación con la obtención de energía a partir del mar, para el bien de nosotros, nuestra

comunidad y el país.

CEMIE-OCÉANO

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Boletín CEMIE-Océano

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8º Simposio Internacional OTEC

Ing. Jessica Guadalupe Tobal Cupul

Universidad del Caribe

Línea de Gradiente Térmico

140300172@ucaribe.edu.mx

Del 27 de enero al 29 de enero de 2021 se llevó a cabo el 8th International OTEC

Symposium (8IOS). Colaboradores de la línea estratégica “Energía por Gradiente Térmico”

del Centro Mexicano de Innovación en Energía del Océano (CEMIE-Océano) organizaron

con éxito este evento que, como medida de prevención ante la emergencia

sanitaria, tuvo que ser llevado a cabo de manera virtual desde la sede, la Universidad

del Caribe. En esta ocasión, la presidencia y vicepresidencia del comité organizador

correspondieron al líder de esta línea, el Dr. Miguel Ángel Alatorre, y a la Dra. Estela

Cerezo Acevedo respectivamente. Así mismo investigadores y estudiantes del Instituto

de Ingeniería (II-UNAM), del Instituto de Ciencias del Mar y Limnología (ICMyL-UNAM),

de la Universidad Autónoma de Baja California Sur (UABCS) y de la Universidad del

Caribe (UNICARIBE); unieron esfuerzos durante varios meses para que los más de 100

asistentes de 12 países, pudieran compartir los avances en investigación y aplicación

de esta tecnología

Figura 1. 1er lugar del Concurso del logo representativo del 8º Simposio Internacional OTEC

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Año 4. No. 2

A lo largo de estos tres días se presentaron 34 exposiciones orales y 11 carteles sobre los temas: Evaluación del

potencial térmico; Usos secundarios del agua; Proyectos en marcha; Consideraciones ambientales, sociales y

económicas; y Tecnología OTEC. Entre los países de origen de los ponentes se encuentran Malasia, Japón, China,

México, India, Alemania, Estados Unidos de América, Francia, Noruega, Corea del Sur, Reino Unido y Puerto

Rico.

Así mismo se contó con la participación de expertos ponentes magistrales, quienes expusieron los avances de

estas tecnologías en cada uno de sus países. Es así que se tuvo la presencia de la Dra. Purnima Jalihal, investigadora

del Instituto Nacional de Tecnología Oceánica de la India; del Dr. Sanjayan Velautham, ex director del

Departamento del Desarrollo de Energía Sostenible de Malaysia; del Ing. Manuel A. J. Laboy de la Secretaria de

Desarrollo Económico y Comercio de Puerto Rico; del Dr. Hyeon Ju Kim, investigador del Instituto Coreano de

Investigación de Ingeniería Naval y Oceánica y del Dr. Rodolfo Silva Casarín Líder del CEMIE-Océano.

Ilustración 2. Ponencias magistrales del 8IOS.

Ceremonia de Inauguración

En la inauguración estuvieron presentes autoridades interesadas en el desarrollo de la tecnología OTEC en México,

entre ellos, Dr. Rodolfo Silva Casarín, líder del CEMIE-Océano, Dra. Ana Priscila Sosa Ferreira, Rectora de

la UNICARIBE; Dr. Miguel Ángel Ojeda Ruíz de la Peña, Secretario General de la UABCS; Dr. Leonardo Ramón

Álvarez Larrauri, Subdirector de Negocios de Redes de la Comisión Federal de Electricidad; Lic. Benjamin Martin,

Secretario general de la OTEA (Ocean Thermal Energy Association) como representante del Dr. Yasuyuki Ikegami,

Presidente de la OTEA; y el Mtro. Alejandro Ismael Murat Hinojosa, Gobernador Constitucional del Estado de

Oaxaca, quien inauguró el evento. En esta ceremonia, los miembros del presídium recalcaron la importancia del

desarrollo de la tecnología OTEC para la diversificación de la energía y el desarrollo económico y social desde

el punto de vista del desarrollo sostenible. Además, hablaron brevemente sobre cómo desde sus instituciones

contribuyen al uso y aprovechamiento de esta energía renovable.

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Boletín CEMIE-Océano

Figura 3. Miembros de la mesa de presídium durante la ceremonia de inauguración del 8IOS.

Participación de miembros de CEMIE-Océano

CEMIE-OCÉANO

Los trabajos presentados por miembros del CEMIE-Océano durante este simposio fueron:

• “Spatial-temporal distribution of the OTEC Capacity Factor from SST data in Mexican Coasts” a cargo de la

M. en C. Paola Garduño Ruíz; en colaboración con Yandy Rodríguez Cueto, Alejandro García Huante, Juan Francisco

Bárcenas Graniel y Rodolfo Silva Casarín.

• “Comparative analysis of sea-surface temperature data for possible OTEC implementation in the Mexican

Pacific Ocean” a cargo del Dr. Yandy Rodríguez Cueto, en colaboración con Alejandro García Huante, Erika Paola

Garduño Ruíz, Ricardo Hernández Contreras, Miguel Ángel Alatorre Mendieta y Rodolfo Silva Casarín.

• “Simulation of a SWAC System at the Baja California Sur Peninsula” por el M. en C. Juan Martínez Chavelas,

en colaboración con Elizabeth Chávez Martínez, Oscar Reséndiz Pacheco y Miguel Ángel Alatorre Mendieta

• “Ocean Thermal Energy Conversion Power Plant in Wholesale Electricity Market” por la M. en C. Marisela

Bernal.

• “Numerical Simulation of the Evaporator for the OTEC Plant Prototype for 1 kWe on the Mexican Caribbean”

a cargo de Bryant Steve Delgado Díaz en colaboración con Erick Pérez, Emiliano Carrillo y Víctor Manuel

Romero Medina.

• “Sensitivity analysis of the OTEC-CC-MX-1kWe prototype” a cargo de la Ing. Jessica Guadalupe Tobal Cupul

en colaboración con Yair Yosías Arriola Gil, Estela Cerezo Acevedo, Víctor Manuel Romero Medina y Héctor

Fernando Gómez García.

• “A feasibility study of a model business for a social sustainable OTEC Power Plant in Oaxaca, Mexico”, a

cargo del Dr. Edgardo de Jesús Pérez Casas en colaboración con Carlos Rodolfo Díaz Díaz.

• “Characterization of seawater column between 0 to 1000-meter depth with physical, chemical and biological

parameters in Banderas Bay and Marías Islands in the Mexican Pacific Ocean for OTEC prospection” a cargo

del M. en C. Ricardo Hernández Contreras en colaboración con Miguel Ángel Alatorre Mendieta, Leonora Fernanda

Mondragón Sánchez, Yandy Rodríguez Cueto, Erika Paola Garduño Ruíz, Alejandro García Huante y Rodolfo

Silva Casarín.

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Año 4. No. 2

• “Determination of suitable sites for OTEC Implementation in Mexican Coasts” presentado por el M. en C.

Sebastían Reyes Romero en colaboración con E. Mendoza y M. Robles.

• “Philosophy Gradients in the OTEC International Community. A Preliminary Mapping” a cargo del M. en C.

Alonso Pérez Pérez.

• “Technical Feasibility of Central OTEC in Diamante Baja California Sur, as a Solution to the Great Energy

Demand of the State” de la Ing. Marisol García Espinoza en colaboración con César Ángeles Camacho, Oscar

Reséndiz Pacheco, Madelein Galindo De la Cruz and Miguel Ángel Alatorre Mendieta.

• “Viability study of a Solar Ocean Thermal Energy Conversion (SOTEC) in the Northwest coasts from Mexico”,

investigación del Mtro. Jesús Florido Ortega.

• “Simulation of a OTEC System in Punta Diamante B.C.S. with TRNSYS Software” trabajo presentado por el

M. en C. Adrián Galindo en colaboración con Nora Nayeli León Lizardi, Oscar Reséndiz Pacheco, Madelein Galindo

De la Cruz and Miguel Ángel Alatorre Mendieta.

Figura 4. Presentaciones orales de miembros de CEMIE-Océano en el 8IOS.

Participación de miembros de CEMIE-Océano

Durante el segundo día del 8IOS, se llevó a cabo la ceremonia de premiación del premio Uehara; los candidatos a

este premio deben sobresalir por su contribución al desarrollo OTEC y el ganador es seleccionado por el comité

ejecutivo de la OTEA; en esta ocasión el galardonado fue el Dr. Tom Daniel quien trabajó como director técnico

en el Kona’s Natural Energy Laboratory of Hawaii Authority’s hasta 2003. Tom Daniel dijo estar complacido en

aceptar el premio como un reconocimiento a su labor de difusión y promoción del desarrollo de esta emocionante

energía alternativa.

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Boletín CEMIE-Océano

Figura 5. Benjamin Martin, Dr. Yasuyuki Ikegami y Dr. Tom Daniel durante la premiación Uehara.

Interés estudiantil en OTEC

Durante este evento, estudiantes integrantes de la línea estratégica de Energía por Gradiente Térmico hablaron

de los proyectos en los que participan activamente. Uno de estos, mencionado por la M. en C. Paola Garduño, es

la Red Estudiantil Panamericana de Energía Oceánica (POES, por sus siglas en inglés), la cual es una asociación

de voluntarios que funge como enlace entre distintas asociaciones estudiantiles para compartir información y

fomentar la colaboración entre estudiantes y jóvenes investigadores en los países Panamericanos.

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Figura 6. M. en C. Paola Garduño hablando sobre POES durante el 8IOS.

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Año 4. No. 2

Otro de proyectos estudiantiles es el OTEC-International, el cual participa en el Concurso Colegiado de Energía

Marina 2021 (MECC), organizado por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable del Departamento de Energía

de los Estados Unidos (NREL).

Figura 7. Ing. Jessica Tobal hablando sobre el proyecto de OTEC-Internacional durante el 8IOS.

El grupo multidisciplinario de jóvenes está conformado por estudiantes, de la Universidad Nacional Autónoma de

México, de la Universidad del Caribe, la Universidad Autónoma del Estado de México y del Darmouth College,

cuya propuesta es integrar el aprovechamiento de energía por gradiente térmico en la matriz energética nacional

a la vez que se aprovechan los subproductos de esta tecnología para la acuacultura. Cabe mencionar que este

proyecto paso a la etapa final del concurso.

Ceremonia de Clausura

El cierre del evento, moderado por el Dr. Miguel Ángel Alatorre Mendieta, se llevó a cabo el día viernes 29 de

enero a las 13:30 h. En esta ceremonia fueron galardonados los hermanos Pérez, Alonso y Diego, ganadores del

diseño del logotipo del 8IOS, inspirado en el principio de funcionamiento de sistema OTEC y la cultura maya.

Figura 8. El M. en C. Alonso Pérez explicando el significado del diseño del logo del 8IOS con el moderador de la

ceremonia de clausura, el Dr. Miguel Ángel Alatorre Mendieta.

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Boletín CEMIE-Océano

Figura 9. Captura de pantalla final del Comité Organizador del 8IOS.

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Año 4. No. 2

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El niño y la mar:

descubriendo nuevos materiales

Eddie López Honorato, Gregorio Vargas Gutiérrez

Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN,

Unidad Saltillo

Línea de materiales

eddie.lopez@cinvestav.edu.mx

El concurso de “El niño y la mar” es un evento fabuloso que promueve la consciencia

de la belleza del mar y la importancia de cuidarlo. En todos esos cuadros hermosos

pintados por niños menores de 12 años se puede ver a personas felices en barcos u

otras estructuras en el mar con grandes sonrisas y colores brillantes. Sin embargo, si

pudiéramos pintar una carita al barco o alguna otra estructura en el mar, es muy probable

que tengan caras de terror o de tristeza, no porque tengan a un niño sobre un

bote o por los pescadores, sino porque el agua de mar poco a poco los va destruyendo

de diferentes formas. Quien haya tenido el gusto de ver un barco o un muelle, seguro

recordará que en todos esos casos siempre se verá algún tipo de planta u organismo

que ha crecido o se ha pegado a esa superficie. Para algunos, el mar es un mundo de

mucha belleza; para otros, en especial los científicos que se dedican a estudiar y crear

nuevos materiales, el mar es un lugar inhóspito.

¡Poner un material en el mar es un gran reto para estos científicos! Si no se tiene cuidado,

ese material puede ser destruido poco a poco por la sal que tiene el mar o por

los organismos que se van pegando a su superficie. Obviamente, esto no es bueno, ya

que nadie quisiera estar en un bote que de repente se parta a la mitad. Este problema

de que algo se pueda dañar o se pegue algún organismo en su superficie, no solo es

importante para los muelles o para los botes que se pueden observar en los dibujos

de “El niño y la mar”. Además, tiene mucha importancia para todas esas estructuras

que extraen petróleo o gas del mar, otras fuentes de energía que pueden obtenerse

del océano, como por ejemplo, usando el movimiento de las olas, e incluso los instrumentos

que se utilizan en los hospitales para las cirugías. Estudiar cómo un material se

daña, en especial cuando un organismo crece en su superficie, tiene mucha importancia

para la vida de las personas, pues afecta el transporte, energía y salud.

Esto ha hecho que científicos de todo el mundo, incluidos mexicanos, se dediquen a estudiar

cómo es que estos organismos crecen, y más aún, cómo podemos hacerle para

que ya no crezcan y tengamos botes felices en esos dibujos del “El niño y la mar”. La

cosa no está tan fácil pues muchos han intentado incluso ponerle hasta chile, si, literal,

o incluso compuestos que vienen del chile para evitar que estos organismos crezcan.

Desafortunadamente, algunos de estos nuevos compuestos o materiales, no son tan

amigables con el mar, provocando la muerte de organismos y plantas de forma indeseada.

Por esta razón, no solo es importante desarrollar nuevos materiales que eviten

que crezcan organismos en su superficie; además, deben crease teniendo en mente su

posible impacto ambiental.

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Boletín CEMIE-Océano

Algunos se preguntarán y ¿cómo haces tal cosa? Bueno, pues una opción es intentar una y otra y otra vez crear

un nuevo material y probar si algún organismo se pega en su superficie; algo así como los miles de intentos de

Alba Édison al descubrir la bombilla. Desafortunadamente, hacerlo de esa forma considerando todas las posibles

combinaciones de elementos de la tabla periódica, nos tardaría toda una vida y no terminaríamos. Es por eso

que es necesario reunir a científicos que trabajen en diferentes temas para acelerar el descubrimiento de nuevos

materiales. En particular, científicos que sepan fabricar diferentes tipos de materiales (plásticos, cerámicos y

metales), entiendan cómo crecen estos organismos y además, cómo fabricar estos nuevos materiales de manera

más rápida usando robots o sistemas automatizados, y algo que llamamos inteligencia artificial. Esto último de

suma importancia, ya que es un área de estudio donde el uso de computadoras y programas nos ayudan a encontrar

nuevos patrones y correlaciones entre diferentes composiciones y tipos de superficie de los materiales

(por ejemplo, qué tan rugosa está) y el crecimiento de organismos en su superficie. La ventaja del uso de inteligencia

artificial es que cada experimento que hacemos le sirve a la computadora y al programa desarrollado, a

aprender hasta el punto de que pueda predecir nuevas composiciones o características de estos materiales, que

después puedan ser verificados de forma experimental. Esta es la esencia de un nuevo proyecto llamado DAMA

(Descubrimiento Acelerado de Materiales Antibioincrustantes), recientemente aprobado por el Consejo Nacional

de Ciencia y Tecnología en México, como parte de los temas de Ciencia de Frontera.

En este proyecto, 11 investigadores del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN (Cinvestav), Centro

de Investigación en Química Aplicada, Universidad Nacional Autónoma de México y la Universidad Juárez Autónoma

de Tabasco, trabajan de forma conjunta para desarrollar nuevos materiales que puedan evitar o reducir

el crecimiento de organismos en su superficie, siendo amigables, además, con el medio ambiente. Este trabajo no

es sencillo, pues ha requerido de muchos experimentos previos, no pocos fallidos, en el desarrollo de materiales

como parte del Centro Mexicano de Innovación en Energía del Océano. Afortunadamente, en la ciencia y en este

proyecto, los experimentos fallidos son incluso más importantes, ya que nos permiten y permiten a la inteligencia

artificial aprender y ser mejor al momento de predecir y crear nuevos materiales. Esperamos que al final de este

proyecto, podamos tener nuevos materiales con los cuales podamos poner caritas felices a los botes en los dibujos

de “El niño y la mar”.

Bibliografía:

- G. Bixler, B. Bushan. Biofouling: lessons from nature. Philosophical Transactions of the Royal Society A 370

(2012) 2381-2417.

- P. Hernández-Rodríguez, E. López-Honorato. Polymer derived SiC environmental barrier coatings with

superwetting properties. Ceramics International 43 (2017) 11289-11295.

- J. Schmidt, M.R.G. Marques, S. Botti, M.A.L. Marques. Recent advances and applications of machine learning

in solid-state materials science. NPJ Computational Materials 5 (2019) 83.

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Año 4. No. 2

Figura 1. Primer lugar, El niño y la mar 2020. Iker Sebastián Ferreira Rangel, de 9 años de

edad, de Zinapécuaro por la obra “El mar al atardecer y los animales felices”.

Figura 2. Ejemplo del daño que sufrió un equipo de generación de energía por el movimiento

de las olas después de 50 días en el mar.

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Boletín CEMIE-Océano

El Dr. Eddie López Honorato, es químico por la UNAM, con estudios de

maestría y doctorado en ciencia de materiales por la Universidad de Manchester,

en el Reino Unido. Ha laborado como Investigador Asociado en

la Unidad de Manchester, Catedrático en la Comisión Europea, Profesor-Investigador

en el Cinvestav-Unidad Saltillo e Investigador en el Laboratorio

Nacional de Oak Ridge, en los Estados Unidos. El Dr. López

Honorato es Nivel-II en el Sistema Nacional de Investigadores. Ha publicado

45 artículos en revistas indizadas, dirigido 12 proyectos de desarrollo

tecnológico y graduado a 6 estudiantes de doctorado, y 11 de maestría.

Su investigación se centra en el desarrollo de materiales para energía

renovable y nuclear, al igual que el desarrollo de nanomateriales para

tratamiento de agua.

Correo electrónico: honoratole@ornl.gov

El Dr. Gregorio Vargas Gutiérrez obtuvo el grado de Doctor en Ciencia de

Materiales en el Instituto Politécnico de la Lorena (INPL) en Francia. Cursó

la Maestría en Comercialización de Ciencia y Tecnología de la Universidad

de Texas. Ha tomado cursos del MIT y de la Universidad de Arizona

sobre innovación tecnológica. Ha coordinado el diseño, construcción

y arranque de plantas piloto e industriales; el desarrollo de más de 50

proyectos de desarrollo tecnológico. Es co-autor de más de 50 publicaciones

en revistas con arbitraje y de más de 50 publicaciones en extenso

en congresos internacionales. Es co-autor de 26 patentes ya otorgadas

en México, EEUU, Europa y Japón y tiene actualmente 8 en trámite.

Como consultor ha contribuido al otorgamiento de otras 10 patentes. Ha

impartido cursos sobre desarrollo de nuevos productos, administración

de tecnología, procesamiento de materiales cerámicos y desarrollo de

productos de alto valor agregado. Ha graduado 10 doctores, 26 maestros

en ciencias y 8 ingenieros. Ha recibido diferentes reconocimientos a su

trayectoria y a coordinado diferentes iniciativas de desarrollo regional. Es

Nivel 2 del SNI. Fue Director de Investigación y Desarrollo Tecnológico

en COMIMSA, Director del CINVESTAV-Saltillo y Director del CIMAV-Monterrey. Actualmente colabora como

investigador en los programas de Ingeniería Cerámica y de Sustentabilidad de los Recursos Naturales y Energía

del Cinvestav-Saltillo.

Correo electrónico: gregorio.vargas@cinvestav.edu.mx

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Año 4. No. 2

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Desarrollo de componentes y subsistemas

inherentemente resistentes a daños mecánicos

y corrosivos en ambientes marinos

Eduardo José Trujillo, Carlos Rubio González,

Julio Alejandro Rodríguez González

Departamento de Energía

Centro de Ingeniería y Desarrollo Industrial

Línea de Innovación y Desarrollo de Materiales, Subsistemas y Componentes

jose.trujillo@cidesi.edu.mx

crubio@cidesi.edu.mx

julio.rodriguez@cidesi.edu.mx

Introducción

En los últimos años, el creciente avance en la ciencia, ingeniería y tecnología de materiales

a diferentes escalas ha demostrado que el uso de nano estructuras como los

nanotubos de carbono (NTC) pueden ser usados como elementos de refuerzo en los

materiales compuestos laminados a base de polímeros reforzados con fibras tanto para

mejorar sus propiedades mecánicas como eléctricas y térmicas [1]. En comparación con

los métodos de incorporación de NTC en la matriz polimérica de los laminados, el depósito

de NTC en las fibras ha mostrado ser una estrategia de mayor viabilidad para fabricar

materiales compuestos laminados con capacidades piezorresistivas para monitoreo

de deformación y daño [2]. Entre las técnicas más prometedoras para ser aplicadas a

nivel industrial y quizá la más versátil y sencilla de depositar NTC en las fibras destaca

la de recubrimiento por aspersión. Reportes de investigación publicados recientemente

por nuestro grupo de trabajo del Departamento de Energía del Centro de Ingeniería y

Desarrollo Industrial con apoyo del CEMIE-Océano confirman que la técnica de recubrimiento

por aspersión de NTC en fibras de vidrio es la técnica más efectiva para controlar

la formación de la red eléctrica percolativa en los materiales compuestos reforzados

con fibras a bajas concentraciones de NTC (<0.75% en peso) [3,4]. Sin embargo, hasta

la fecha, la incorporación de NTC en un componente estructural (tal como el alabe de

turbina hidrocinética) para monitoreo de deformación a través del cambio de su resistencia

eléctrica no ha sido reportado en la literatura. Con esta motivación en mente, el

presente trabajo de divulgación reporta la aplicación del método de cambio de resistencia

eléctrica de la red percolativa de NTC depositada en la superficie de las fibras

de vidrio de la capa externa de un álabe de turbina hidrocinética de material compuesto

a base de resina epóxica reforzada con fibras de vidrio para monitoreo de su propia

deformación ante carga mecánica.

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Boletín CEMIE-Océano

Materiales y metodología experimental

Para este trabajo se emplearon nanotubos de carbono (NTC) de pared múltiple sintetizados por deposición de

vapor química de la marca Sunnano®. Asimismo, se utilizó una resina epóxica (Epolam 2040) y telas de fibras de

vidrio adquiridos de Axon Technologies. Para el depósito de los NTC en las fibras se usó alcohol etílico y el pegado

de los electrodos en la superficie del álabe se utilizó pintura de plata de Ted Pella Inc. La medición de las

deformaciones en el álabe fue realizada mediante una galga extensiométrica comercial de la marca VISHAY®.

Se desarrolló un proceso de fabricación novedoso para la manufactura del álabe de la turbina hidrocinética mediante

moldeo por transferencia de resina en un solo paso de inyección en un molde cerrado y calefactado; dicho

proceso dio origen a una solicitud de patente de nuestro grupo de trabajo [5]. En la Figura 1 se muestra el proceso

general de preparación del componente desde el depósito de NTC en las fibras de vidrio hasta la obtención del

álabe de turbina hidrocinética.

Tabla 1. Diagrama del proceso de fabricación de un álabe de turbina hidrocinética a base de

resina epóxica reforzada de fibras de vidrio recubiertas con nanotubos de carbono.

Antes de la inyección de resina, las telas de fibra de vidrio se recubrieron con 0.75% en peso de NTC usando un

aerógrafo a una presión de 45 psi. Para ello, se realizó una mezcla de etanol/NTC y dispersión en punta ultrasónica

para homogeneizar la solución y lograr una distribución uniforme de las nanopartículas. Posteriormente se

realizó la limpieza del molde metálico y luego se colocaron los materiales previamente cortados a la medida de

las dimensiones del álabe, los cuales incluyen las telas de fibras de vidrio y núcleo de PVC. Una vez realizado el

apilamiento, se cerró el molde y se aplicó la prueba de hermeticidad para alcanzar las condiciones efectivas de

presión y temperatura para el proceso de inyección. En paralelo, la resina epóxica fue preparada mezclándola

con el endurecedor a una relación en peso de 100:30. La inyección de la resina fue llevada a cabo en dos etapas

de diferente presión (2 y 3 bars) y velocidad (150 y 50 cc/mm) cumpliendo un tiempo total de fabricación del álabe

hasta el curado de la resina de aproximadamente 4 horas.

CEMIE-OCÉANO

Para evaluar la capacidad de auto-sensado de deformación en el álabe de turbina hidrocinética se realizó un

ensayo electromecánico en un banco de pruebas diseñado exprofeso para medir la fuerza y desplazamiento del

álabe sujeto a una carga mecánica aplicada en su extremo superior. El ensayo se realizó en el banco de pruebas

mostrado en la Figura 2, el cual fue instrumentado con base a las recomendaciones de las normas [6,7].

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Año 4. No. 2

Figura 2. Fotografía tomada durante el ensayo electromecánico del álabe de turbina hidrocinética

a base de resina epóxica reforzada de fibras de vidrio recubiertas con nanotubos de carbono.

Las pruebas electromecánicas se realizaron ensayando el álabe de turbina y registrando cambios de resistencia

eléctrica, carga y desplazamiento simultáneamente. Asimismo, durante los ensayos fueron registrados valores de

deformación a través del uso de una galga extensiométrica previamente instrumentada en el álabe y posicionada

en el punto de carga más crítico de éste. La prueba mecánica consistió en sujetar el álabe de la raíz con un sistema

de sándwich de dos placas de acero y aplicar carga en su extremo superior hasta alcanzar un límite de 400 N.

La aplicación de la carga se realizó mediante un cable de acero, el cual está acoplado a un sistema de eslabones

que integra una celda de carga que registra la fuerza aplicada a una velocidad de aplicación de carga de 60 N/

min (ver Figura 2).

Resultados y conclusiones

La Figura 3 presenta los resultados del ensayo electromecánico de un álabe de turbina hidrocinética ante una

carga aplicada en su extremo superior. En la Figura 3a se muestran los valores de carga, desplazamiento y cambio

de resistencia eléctrica medidos durante el ensayo electromecánico del álabe (Figura 2). En general, la carga

exhibe una relación lineal con el desplazamiento hasta alcanzar el nivel de carga máximo aplicado (400 N), ver

Figura 3.

Figura 3. Resultados de la evaluación de la capacidad de auto-sensado de deformación del álabe

de turbina hidrocinética. (a) Curva mecánica (carga-desplazamiento) y cambio de resistencia eléctrica,

(b) Curva de deformaciones y cambio de resistencia eléctrica en función del tiempo.

CEMIE-OCÉANO

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Boletín CEMIE-Océano

El cambio de resistencia eléctrica presenta un comportamiento global combinado entre una respuesta lineal y

no-lineal con el desplazamiento el cual va incrementando durante la aplicación de la carga. En específico, se

puede notar que el cambio de resistencia eléctrica aumenta a medida que el álabe se deforma confirmando el

efecto piezorresistivo de la red percolativa de NTC embebida en el álabe de la turbina. La Figura 3b muestra los

resultados de deformación (medidos mediante una galga extensiométrica) y el cambio de resistencia eléctrica

medida en el álabe en función del tiempo. Como se puede observar en la figura la curva de cambio de resistencia

eléctrica sigue la forma de la curva de las deformaciones durante todo el tiempo de la prueba. Existe una ligera no

linealidad al principio de la prueba lo cual puede asociarse a la respuesta no lineal de la curva carga contra desplazamiento

observado al inicio de la prueba (Figura 3a), sin embargo, después de esto, la señal eléctrica presenta

una tendencia a seguir la forma de la curva de deformaciones, lo cual evidencia la capacidad de auto-sensado

de deformación del álabe de turbina hidrocinética debido al efecto piezorresistivo de los NTC. Esto significa que

las fibras de vidrio con NTC actúan como sensor de deformación no invasiva en el material compuesto laminado

del álabe y puede ser capaz de detectar deformaciones en tiempo real lo cual es importante para aplicaciones de

monitoreo de la integridad estructural de componentes marinos como las turbinas hidrocinéticas.

Agradecimientos

Los autores agradecen el apoyo económico del Centro Mexicano de Innovación en Energía del Océano (CE-

MIE-Océano) bajo la dirección técnica del Dr. Rodolfo Silva Casarín (Instituto de Ingeniería de la UNAM). Asimismo,

los autores agradecen al Dr. Julio César Solano Vargas y al M.C. Irving Alfredo Alejandro Ramírez Maya por su

apoyo técnico brindado en esta actividad. Por último, agradecemos al Comité Editorial Boletín CEMIE-Océano por

brindarnos la oportunidad de publicar la presente actividad.

Referencias

[1] Ma P.-C. y Kim J.-K. Cabon nanotubes for polymer reinforcement. Boca Raton: Taylor & Francis, 2011.

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[5] Rubio-González C., José-Trujillo E., Rodríguez-González J.A., Proceso de fabricación de un álabe de

turbina hidrocinética de material compuesto con capacidad de auto-sensado de deformación y daño usando nanotubos

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[6] DNVGL-ST-0164. Tidal turbines. International Standard, 2015.

[7] DNV-OS-C501. Composite components. Offshore Standard, 2010.

CEMIE-OCÉANO

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Año 4. No. 2

...............................................................................................................................................................

Participación estudiantil en el

CEMIE-Océano

Comité Estudiantil CEMIE-Océano

c_estudiantil@cemieoceano.mx

“La crisis es la mejor bendición que puede sucederle a personas y países, porque la crisis

trae progresos”. A. Einstein

Participación del comité estudiantil

El 2020 fue, sin lugar a duda, un año atípico que generó cambios y desafíos para todos.

Sin embargo, el Comité Estudiantil (CE) decidió hacer frente a dicha situación sin

precedentes y continuó creciendo y renovándose. Con tal propósito, a inicios del año

lanzamos una convocatoria que pretendió integrar nuevos estudiantes al CE. De sus

frutos, actualmente contamos con la participación de un nuevo integrante, Jonathan

Emmanuel Benítez Gallardo, estudiante de Ingeniería en sistemas energéticos sustentables

en la Universidad Autónoma del Estado de México, quién es el encargado de la

sección de Recursos Humanos y parte de redes sociales.

Entre otros logros, se ha alcanzado: 1) crear lazos de colaboración con Dartmouth College,

2) participar en competencias internacionales como el Concurso Colegial de Energía

Marinas 2021 (MECC), 3) ser parte focal para la creación y puesta en marcha de la

red Pan-American Ocean Energy Students (POES), 4) participar en proyectos como

FORDECYT-PRENACES y, 5) continuar fomentando la difusión de temas relacionados

con las energías marinas a través de la realización de dos ciclos de webinars que suman

más de 15 sesiones.

Búsqueda de nuevas oportunidades

La competencia MECC está organizada por el Laboratorio Nacional de Energías Renovables

(NREL) junto con el Departamento de Energía (DOE) de Estados Unidos, el

concurso permite que equipos multidisciplinarios de estudiantes obtengan experiencia

del mundo real en la exploración de soluciones innovadoras de energía marina

para abordar las necesidades de energía en la economía azul. En el 2020, fuimos seleccionados

para pasar a la segunda ronda como único grupo de universidades de

Latinoamérica. Nuestro equipo se nombró OTEC International y está formado por estudiantes

de México (UNAM, UNICARIBE, IPN, UABC y UAEM) y Estados Unidos (Darmouth

College).Para más información pueden visitar la siguiente liga https://www.nrel.

gov/.../2020/2021-mecc-contenders.html y pueden seguirnos en las redes sociales del

equipo: https://www.facebook.com/OTECInternacional.

Asimismo, nos reunimos estudiantes de la UNAM, UABC, IPN y UAEM para participar en

una convocatoria de FORDECYT-PRENACES, en la cual se tuvo el propósito de sumar

beneficios a la organización y buscar oportunidades que nos permitan seguir avanzando

en el desarrollo tecnológico, social y ambiental de las energías marinas.

CEMIE-OCÉANO

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Boletín CEMIE-Océano

Webinars: Una oportunidad de difusión

Durante el 2020 y principios del 2021, el Comité Estudiantil se ha encargado de organizar 2 ciclos de webinars relacionados

a las energías marinas, esto con el fin de dar a conocer los trabajos y acciones llevadas a cabo dentro

del proyecto CEMIE-Océano. Además, a lo largo de las sesiones se logró la participación de diversos estudiantes

de diferentes instituciones y estados, así como la colaboración con de invitados externos, incluso extranjeros,

mostrando así, el alcance e importancia de las diversas colaboraciones, al enriquecer y mostrar una perspectiva

internacional del desarrollo de las energías marinas.

Creación de la Red Estudiantil Internacional: Pan-American Ocean Energy Students

CEMIE-OCÉANO

Los estudiantes y jóvenes profesionistas juegan un rol fundamental para garantizar la buena gestión y desarrollo

de sus organizaciones. Establecer y consolidar una Red que los incluya y traspase los límites nacionales, crea

nuevas ventanas de oportunidades y beneficios. Hasta el pasado año, la región panamericana no contaba con

una Red Estudiantil que unificara, conectara y representara a los miembros estudiantes de las diversas organizaciones

que integran el sector energético. Por ello, de los frutos alcanzados de la participación en la pasada conferencia

PAMEC 2020, el CE ha sumado esfuerzos junto a PAMEC.Energy Association para crear y dar despliegue

a la red Estudiantil Panamericana de Energías del Océano (POES, por sus siglas en inglés). Esta asociación de

voluntarios funge como una plataforma de organizaciones estudiantiles que facilita el intercambio de información

mediante la colaboración entre estudiantes y jóvenes investigadores de energías marinas en el contexto panamericano.

Además, promueve el acercamiento y la colaboración con otros sectores extra-académicos, tales como

empresas privadas, organismos gubernamentales, instituciones y asociaciones civiles, entre otros. Entre los principales

logros alcanzados hasta el momento destacan las sinergias y cooperación con organizaciones internacionales

que lideran el sector, tales como NREL, INORE y REMARCO. Sumarse a la cartera de redes internacionales,

que compartan una visión similar, promoverá el trazo de mejores rutas que contribuyan a un mercado eléctrico

más heterogéneo que logre una transición hacia una economía azul más equitativa y soberana.

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Año 4. No. 2

¿Cuáles son los próximos pasos?

El cúmulo de los esfuerzos generados por los integrantes del CE y el resto de los compañeros de otras organizaciones,

que día a día apuestan por un futuro más sostenible, ayudará al desarrollo de sus organizaciones, así

como a contribuir con las agendas y compromisos internacionales de cambio climático y desarrollo sostenible.

Nos sentimos orgullosos de ser parte de este proceso de transformación y continuaremos promocionando el

desarrollo de las energías oceánicas para ser referentes en el contexto nacional e internacional. Creemos que el

futuro del sector energético y productivo debe contar con opciones energéticas confiables pero sostenibles lo

cual por supuesto que conlleva un enorme reto que estamos dispuestos a enfrentar.

Agradecemos el apoyo de CEMIE-Océano proyecto por habernos brindado un espacio para consolidar nuestra

red y esperamos que nuestro trabajo siga avanzando en pro a las energías marinas y que nuestro entusiasmo y

dedicación nos permitan cosechar los frutos que, hasta el momento, hemos tratado de sembrar con esperanza

de un mejor futuro.

CEMIE-OCÉANO

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Boletín CEMIE-Océano

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Prospección de las corrientes oceánicas:

Parque Nacional Bahía de Loreto

Joana Julieta Gonzalez Rejon, Armando Trasviña Castro,

Romeo Saldívar, Hernando Torres, Jesenia Torres

CICESE ULP, CICIMAR-IPN

jjgonzalezrejon@gmail.com

Del 12 al 16 de julio, la ínea de investigación de Energía de Corrientes y Mareomotríz

del CEMIE-Océano se realizó una prospección de las corrientes océanicas en el Parque

nacional Bahía de Loreto, Baja California Sur. Esta actividad estuvo a cargo del grupo

de Oceanografía tropical y laboratorio SERVANT del CEICESE unidad La Paz. A bordo

de la embarcación menor ARGOS II de CICESE ULP.

En esta salida de campo participaron: Jesenia Torres CICIMAR-IPN - Estudiante de doctorado,

el Dr. Dr. Armando Trasviña Castro, el Dr. Romeo Saldívar, Técnico Hernando

Torres del CICESE ULP y también Áurea Guzmán personal del Parque Nacional Bahía

de Loreto.

CEMIE-OCÉANO

Romeo y Nando preparando un perfilador acústico en el Parque Nacional Bahía de Loreto,

Baja California Sur

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Año 4. No. 2

Izq. a derecha: Hernando, Áurea, Jesenia y Romeo.

Bajando una pirámide con un perfilador Sontek en Isla

Danzante

Sofisticada estación meteorológica en Marina Puerto

Escondido, BCS.

Saliendo de Marina Puerto Escondido, al fondo Sierra

La Giganta, BCS.

Buzos listos para instalar perfilador al lado del dedo

de Neptuno. (Izq. a Derecha.) Jesenia, Romeo, Nando,

Áurea.

CEMIE-OCÉANO

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Boletín CEMIE-Océano

El dedo de Neptuno, Parque Nacional Bahía de Loreto,

Baja California Sur.

Saliendo de Marina Puerto Escondido, al fondo Sierra

La Giganta, BCS.

CEMIE-OCÉANO

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Año 4. No. 2

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Campaña campo al banco Arrowsmith

Juan Francisco Bárcenas Graniel, Jessica Guadalupe Tobal Cupul, Paola

Estefanía Magaña Mis, Daniela Juárez Castillejos, Ulises Ramsés Bautista Valencia,

Altayra Lorena Rangel Guerrero, Estela Cerezo Acevedo.

UNICARIBE

Línea Gradiente Térmico

jbarcenas@ucaribe.edu.mx

Esta campaña se llevó a cabo el 15 de mayo del 2021 en el trayecto comprendido entre

Isla Cancún y el banco Arrowsmith o “Bajo del Este”, como lo llaman los pescadores. El

banco se encuentra localizado a 40 km al este de Punta Cancún en las coordenadas

21°05´00´´N-86°28´00´´W.

La tripulación estuvo conformada por Jessica Guadalupe Tobal Cupul, Paola Estefanía

Magaña Mis, Daniela Juárez Castillejos, Ulises Ramses Bautista Valencia y Altayra Lorena

Rangel Guerrero y Juan Francisco Bárcenas Graniel como responsable de la Campaña.

El capitán de embarcación Guillermo Antonio Carrillo Corzo alias el “Teacher”, así

como un piloto y un marinero.

OBJETIVO

El objetivo de la campaña fue realizar mediciones de temperatura y salinidad en la columna

de agua en cada una de las estaciones.

CEMIE-OCÉANO

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Boletín CEMIE-Océano

Figura 1. Mapa de ubicación a nivel micro.

Fuente: Elaboración propia con el software

QGIS.

Recorrido

Se planearon 10 estaciones con una separación de 4 km entre cada una. Las estaciones 1 a la 6 se recorrieron sin

dificultad; sin embargo, en la estación 7 el oleaje y la corriente incrementaron su intensidad considerablemente,

por lo que no se avanzó a las siguientes.

Figura 2. Derrotero planeado con 10

estaciones con la batimetría asociada.

Fuente: Elaboración propia con el software

QGIS y datos de SEMAR 2020.

Figura 3. Trazo del GPS de las estaciones

recorridas hasta la estación 7.

CEMIE-OCÉANO

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Año 4. No. 2

Equipo

Para las mediciones se contó con un termohigroanemómetro, un GPS Garmin 550, una sonda batimétrica de

mano y con alcance de hasta 80 metros de profundidad, un CastAway-CTD Sontek, caña y sedal de 100 m con

lastre. Se llevó la embarcación tipo panga de fibra de vidrio con cubierta, equipada con chalecos salvavidas, radio,

GPS, luces de seguridad, seguro de responsiva, dos motores de 60 hp de 4 tiempos, con una eslora de 26 ft.

Resultados

Los datos obtenidos se registraron y se procesan como parte de la investigación para la caracterización de la

zona. En la siguiente figura se muestra la distribución de temperaturas y salinidades en corte transversal dirección

Oeste-Este. Las líneas punteadas verticales indican la posición de muestreo del CTD en cada estación. En la gráfica

de temperatura se observan dos zonas de agua de mar a 28°C, el más cercano a la costa entre las estaciones

3 y 4 y el otro de la estación 5 y hacia la 7. La zona de agua de entre las estaciones 5 a la 7 se muestra también

en la gráfica de salinidad (35.15 UPS). También se observa que a la profundidad de 40 metros ya es patente un

cambio más pronunciado en la temperatura y la salinidad.

Figura 4. Perfil de la temperatura (arriba) y la

salinidad (abajo). Fuente: elaboración propia.

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Boletín CEMIE-Océano

Videos

https://www.facebook.com/587850252/videos/10165056507295253/

https://www.facebook.com/587850252/videos/10165056988295253/

Testimonios

Ulises Ramsés Bautista Valencia | Estudiante de Ingeniería Ambiental de la Universidad del Caribe.

La campaña fue inolvidable, pues fue la primera vez que me subí a una panga para visitar el mar abierto. Al

recorrer los primeros kilómetros, no percibí ningún malestar, pero al acercarnos a la sexta estación sentí fuertes

náuseas. Observar olas de gran tamaño y la transición del color del mar conforme nos alejábamos de la

costa fueron de mis mejores experiencias, además de poder aprender a utilizar los diferentes instrumentos

de medición. Fue todo un reto tomar las mediciones de la velocidad y dirección del viento, debido a la inestabilidad

de la panga. La tripulación fue bastante amable: nos ofreció remedios para el mareo y consejos

para realizar mejor nuestras tareas, siempre mostrando interés por nuestra seguridad.

Daniela Juárez Castillejos | Estudiante de Ingeniería Ambiental de la Universidad del Caribe.

El día de la campaña, nos reunimos en el puerto y se nos asignaron actividades a cada uno de los participantes;

en mi caso, llevé el registro de temperatura, profundidad, humedad relativa, dirección del viento,

velocidad, hora, coordenadas y tiempo entre cada muestra. A partir de la cuarta estación, comencé a sentir

un fuerte mareo, pero me mantuve activa todo el tiempo que me fue posible. Este viaje ha sido una de las

experiencias más emocionantes y llenas de aprendizaje que he tenido durante mi estancia en la universidad

y me hacen recordar por qué elegí estudiar algo relacionado con el ambiente y cómo ayudar a conservarlo.

Le agradezco al Mtro. Juan Bárcenas por esta invitación.

Paola Estefanía Magaña Mis | Egresada de Ingeniería Ambiental de la Universidad del Caribe.

La salida de campo realizada el 15 de mayo del presente año fue una actividad nueva y llena de conocimiento.

Al inicio, se hicieron unas mediciones en el muelle, a fin de practicar el uso de los instrumentos. Durante

el recorrido se podía apreciar la belleza de la vista y las tonalidades que tiene el mar de acuerdo a las profundidades.

A pesar del fuerte oleaje y el mareo, esta fue una nueva experiencia, pues no había realizado

muestreos y mediciones en mar abierto. Además, pude recordar cómo manipular el CTD, que fue el equipo a

mi cargo. El ambiente entre los compañeros y la tripulación fue muy divertido y, al mismo tiempo, de mucho

aprendizaje.

Altayra Lorena Rangel Guerrero | Estudiante de Ingeniería Ambiental de la Universidad del Caribe.

Me siento muy contenta y agradecida por haber tenido la oportunidad de formar parte de esta campaña.

Se me asignó la tarea de hacer un registro en foto y video de las actividades realizadas, además de apoyar

con las mediciones encomendadas a los otros equipos. Sin embargo, la reacción de mi organismo en el mar

abierto pronto me impidió continuar apoyando a mis compañeros. Todas las personas a bordo se mantuvieron

siempre atentas al bienestar de los demás y a la realización de los objetivos de la campaña. De esta

experiencia me llevo muchos aprendizajes sobre lo que significa formar parte de una tripulación científica,

así como de los límites que te pueden imponer las condiciones marítimas.

CEMIE-OCÉANO

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Año 4. No. 2

Ing. Jessica Guadalupe Tobal Cupul | Asistente técnico del proyecto del CEMIE-Océano en la Universidad del

Caribe.

La experiencia fue única, desde los consejos que nos dieron para el manejo del equipo y las náuseas, hasta

el apoyo del profesor Bárcenas y mis compañeros, quienes participaron en todo momento a pesar de que el

mar nos puso a prueba. Se nota que todos comparten la pasión por lo que hacen y el amor al mar. Mi papel

fue medir los lances de temperatura, a fin de caracterizar el sitio para el aprovechamiento de su energía

térmica, incluyendo una correntada que se encuentra a casi 30 km de la costa. En mi vida de estudiante no

participé en salidas de campo (actualmente colaboro en la universidad como asistente técnico del proyecto

del CEMIE-Océano), por lo que esta oportunidad fue muy especial para mí.

MC. Juan Francisco Bárcenas Graniel | Profesor Investigador del Programa Educativo de Ingeniería Ambiental,

Universidad del Caribe.

Organizar mini campañas oceanográficas (costeras o en mar abierto) es un reto, pues requiere de una

inversión considerable de recursos y de una tripulación que comprenda los objetivos de la investigación.

Con frecuencia, los estudiantes carecen de experiencia en este tipo de actividades, lo cual puede ser una

dificultad al momento de operar los equipos y enfrentar las condiciones desafiantes del mar, pero, por ello

mismo, es una excelente oportunidad para aprender. La correntada en el cantil y el oleaje fue tal, que de las

diez estaciones planeadas solo logramos recorrer siete. Fue un encuentro increíble de mucho aprendizaje

y de muchos datos.

Inicio de actividades. De derecha a izquierda,

Ulises, Paola, Altayra, Daniela y Jéssica.

La Tripulación de derecha a izquierda, El Teacher (Capitán),

El Capitán Sandía (Piloto) y el Chalán (Marinero).

CEMIE-OCÉANO

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Boletín CEMIE-Océano

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Tesis:

“Análisis teórico experimental del comportamiento de la

estela de agua en el modelo de una turbina marina en la

isla de Cozumel utilizando velocimetría por imágenes de

partículas “

Jonathan Emmanuel Benítez Gallardo

john_ene10@hotmail.com

El pasado 15 de junio del presente año, en la Facultad de Ingeniería UAEMéx el C.

Jonathan Emmanuel Benítez Gallardo realizó su examen de tesis que lleva por título:

“Análisis teórico experimental del comportamiento de la estela de agua en el modelo

de una turbina marina en la isla de Cozumel utilizando velocimetría por imágenes de

partículas“ para obtener el grado de Ingeniero En Sistemas Energéticos Sustentables.

CEMIE-OCÉANO

En este trabajo de Tesis da respuesta a distancias mínimas y Optimas en arreglos de

turbinas marinas haciendo uso de herramientas teóricas y experimentales. El desarrollo

de la Tesis a pesar de contar con una zona de estudio específica con características

específicas también 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.

El asesor de tesis fue el asesor fue el Dr. Edgar Mendoza Baldwin y los miembros del

Jurado fueron el Dr. Eduardo Rincón Mejía, Dr. Boris Miguel López Rebollar y el Dr. Alejandro

Loza Yáñez.

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Año 4. No. 2

Tesis y acta de evaluación

CEMIE-OCÉANO

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Boletín CEMIE-Océano

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Medición de caudal de primavera en los manantiales

de playa Punta Esmeralda, municipio de Solidaridad,

Quintana Roo, México,

Código: CAHIDRO·P-ESME/28-03-2021/001

Saasil Yeimy Pech Chi, Diego Saúl Canché Montiel, Isaí Rodrigo Juárez Galindo,

Luis Eduardo González Ortega, Melissa Fernanda Rodríguez Abraján,

Andrea Isabel Sarabia Hau, Erick de Jesús Ramírez Pérez,

Juan Francisco Bárcenas Graniel (Docente).

UNICARIBE

Línea de Gradiente Térmico

jbarcenas@ucaribe.edu.mx

Dentro de las actividades académicas en el marco de CEMIE O y también como parte

de la Asignatura de Energía del Agua, del Programa Educativo de Ingeniería Ambiental

de la Universidad del Caribe, se realizan mediciones de caudal, temperatura y salinidad

en algunas de las descargas de agua dulce al mar que existen a lo largo de la costa

quintanarroense. El propósito de estas mediciones es realizar cálculos del potencial

energético por gradiente salino o potencial hidrocinético.

Una de estas descargas se encuentra en Playa del Carmen en la Playa llamada Punta

Esmeralda (Figura 1 y Figura 2), esta playa es una playa popular y casi no es conocida

por los turistas ya que está retirada de la zona céntrica pero también algo escondida,

esta playa es administrada por la ZOFEMAT. Es una playa certificada por Blue Flag por

lo que tiene instalaciones y hay vigilancia. Esta playa tiene una característica que la

hace muy especial, cerca de la playa hay un pequeño cenote de unos 4 metros de profundidad

(Figura 3) y también hay una laguna de agua dulce con varios ojos de agua. La

laguna descarga el agua a través de un canal que dependiendo la estación cambia de

lugar. A continuación, se presenta una breve síntesis de los trabajos de ese día.

CEMIE-OCÉANO

Figura 1. Descarga de agua dulce al mar, en Punta Esmeralda, Playa del Carmen México. De izquierda a

derecha Diego, Melissa y Erick, realizando el método del flotador.

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Año 4. No. 2

Figura 2. Ubicación de la playa Punta Esmeralda. Tomada con permiso de

(Vázquez Morales K, 2020).

Figura 3. El cenote se encuentra rodeado de mangle.

CEMIE-OCÉANO

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Boletín CEMIE-Océano

Figura 4. La laguna contiene varios ojos de agua, o manantiales.

El manantial es el que el agua fluye desde un acuífero a la superficie de la Tierra, también los hay submarinos. Es

un componente de la hidrosfera (The Water Cycle, 2009). De acuerdo a (Rick M. Spechler & Donna M. Schiffer,

2009), existe un sistema de clasificación manantiales por su descarga promedio y están clasificados en magnitudes

que van de 1 a 8. Oscar Edward Meinzer, fue un pionero científico de aguas subterráneas del Departamento

de Geología de USA, quien ideó un sistema de clasificación en el año de 1927 basado en la descarga; el sistema

relaciona magnitudes y rangos de descarga.

Esta medición del caudal en la descarga de agua dulce localizada en la playa llamada Punta Esmeralda con certificación

Blue Flag (Blue Flag México, 2021), es una continuación al monitoreo llevado a cabo en el marco del Proyecto

“Descarga de agua subterránea en la playa punta esmeralda, Playa del Carmen, Quintana Roo: descripción

y cálculo del caudal”, el cual tuvo como objetivo general de realizar mediciones de variables físicas y el cálculo

del caudal en Punta Esmeralda, Playa del Carmen, Quintana Roo para describir la descarga de agua subterránea.

Fue realizado por los estudiantes del Programa Educativo de Ingeniería Ambiental de la Universidad del Caribe;

Diana Marlene Rivero Díaz, Andrea Isabel Sarabia Hau y Erick de Jesús Ramírez Pérez, asesorados por el M. en

C. Juan Francisco Bárcenas Garniel. Asimismo, este primer monitoreo tuvo un antecedente con la tesis de Karen

Vázquez Morales, titulada “Determinación del gradiente salino en las descargas de agua subterránea de la zona

costera del Caribe Mexicano, y viabilidad técnica para la generación de energía azul”, con el objetivo general de

determinar el gradiente salino en algunas descargas de agua de la zona Costera del Caribe Mexicano, para establecer

la factibilidad en la generación de energía azul.

CEMIE-OCÉANO

En ambos trabajos se usaron dos metodologías de medición; el método denominado sección-velocidad (Erick

Alvarado et al., 2017), aplicada con el correntómetro USGS Type AA Current Meter de Rickly Instruments (USGS

Type AA Current Meter, 2021) y el del flotador recomendados por la FAO (Food and Agriculture Organization,

2003) (Figura 4). Éste método sección velocidad “se determinan separadamente la sección transversal del cauce

y la velocidad del agua; la sección se determina por medio de sondeos o algún otro procedimiento topográfico

y la velocidad por cualquiera de los métodos con molinete, flotador o pendiente hidráulica” (Erick Alvarado et al.,

2017). Cabe destacar que las diferencias en las estimaciones de caudal no difieren mucho cuando la velocidad

corriente es mayor a 0.3 m/s, habiendo una diferencia en el orden de 15%. Es por ello que la selección de la sección

de muestreo es importante para tener un mejor dato.

1

Las mediciones se llevaron a cabo del 04 de julio de 2020 a 15 de agosto de 2020.

2

Las mediciones se llevaron a cabo entre junio y agosto del 2019.

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Año 4. No. 2

Un agradecimiento a Andréa y a Erick, que fueron los instructores en el uso de los instrumentos de medición.

Figura 5. Correntómetro USGS Type AA

Current Meter y el flotador.

a b c

Figura 6. De izquierda a derecha (a) Saasil Yeimy y Eduardo. (b) Melissa, Andréa y Diego.

(c) Isai y Andréa midiendo la velocidad en el canal de descarga al mar.

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Videos en Facebook

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Fototeca

Figura 7. Armado de los instrumentos.

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Año 4. No. 2

Figura 8. Los cálculos y anotaciones.

De izquierda a derecha, Eduardo, Yeimy, Isai,

Melissa y Diego.

CEMIE-OCÉANO

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Boletín CEMIE-Océano

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CEMIE-OCÉANO

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Boletín CEMIE-Océano

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Prueba piloto del prototipo de planta

OTEC-CC-MX-1kwe

Jessica Guadalupe Tobal Cupul, Estela Cerezo Acevedo

UNICARIBE

Línea de Gradiente Térmico

jbarcenas@ucaribe.edu.mx

El 31 de agosto de 2021, miembros de la línea estratégica de Energía por Gradiente

Térmico del CEMIE-Océano realizaron con éxito la prueba piloto del prototipo a nivel

laboratorio OTEC-CC-MX-1kWe en las instalaciones de la Universidad del Caribe. Este

prototipo, además de ser el primero de su clase a nivel Latinoamérica, tiene como objetivo

ser la base para futuras investigaciones relacionadas con el aprovechamiento del

gradiente térmico de los mares mexicanos.

Figura 1. Participantes de la UNICARIBE, UT-Riviera Maya y IT-Cancún durante la prueba piloto del

prototipo OTEC-CC-MX-1kWe.

OTEC-CC-MX-1kWe es un prototipo de planta OTEC a nivel laboratorio de ciclo cerrado

diseñado para la producción de 1 kW de energía eléctrica. Este prototipo utiliza el

refrigerante R152a como fluido de trabajo y está conformado por tres subsistemas, los

cuales son: el sistema Rankine, el sistema de calentamiento y el sistema de enfriamiento.

Estos dos últimos subsistemas simulan las condiciones de temperatura a la que se

encuentra el agua del Mar Caribe mexicano en superficie y a 700 m de profundidad.

CEMIE-OCÉANO

Durante esta prueba piloto participaron: Pablo Andrés Ku Toval (IT-Cancún), Ing. Luis

Melesio García Juárez (UNICARIBE), Ing. Daniel Alejandro Amaro Rosas (UNICARIBE),

Ing. Jessica Guadalupe Tobal Cupul (UNICARIBE), Mtro. José Francisco Martínez Ortega

(UT-Riviera Maya) y la Dra. Estela Cerezo Acevedo (UNICARIBE). Además, se contó con

la asistencia previa del Mtro. Jarmen Said Virgen Suárez (UNICARIBE) y el Dr. Víctor

Manuel Romero Medina (UNICARIBE).

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Año 4. No. 2

Figura 2. Prototipo OTEC-CC-MX-1kWe.

El sistema Rankine está compuesto por un evaporador, un condensador, una turbina y una bomba de refrigerante.

El ciclo de generación inicia cuando el fluido de trabajo es bombeado hacia el evaporador, donde intercambia calor

con el agua de superficie que es bombeada, esto eleva la temperatura y la presión del fluido, lo que hace que

se convierta en vapor y se dirija a la turbina. En la turbina esta energía de flujo se convierte en energía de flecha,

que al conectarse al generador produce energía eléctrica. Al salir de la turbina, el gas tiene una temperatura y

presión más baja que a la entrada, pero todavía no se encuentra en estado líquido para volver a ser bombeado,

por lo que pasa por el condensador. En el condensador el fluido intercambia calor con el agua fría que es bombeada

de las profundidades, logrando volver a estado líquido para reiniciar el ciclo.

En el diseño, construcción y prueba de este prototipo se ha contado con la colaboración de estudiantes e investigadores

de distintas instituciones, entre ellas la Universidad del Caribe (UNICARIBE), el Instituto de Ciencias del

Mar y Limnología (ICMyL), el Instituto Tecnológico Superior de la Montaña (ITSM), el Instituto Tecnológico Superior

de Cancún (IT-Cancún) y la Universidad Tecnológica de la Riviera Maya (UT-Riviera Maya).

La líder de la línea G-LE2, “Desarrollo de prototipos y microplantas

para la obtención y almacenamiento de energía

a partir de gradientes de temperatura específicamente diseñados

para optimizar los procesos a partir de las características

de los recursos nacionales”, la Dra. Estela Cerezo

Acevedo, explica que durante esta primera prueba se pudo

corroborar: el funcionamiento de los equipos seleccionados,

los parámetros termodinámicos en cada etapa del

ciclo, los cuales correspondieron a los evaluados teóricamente,

y la conversión de energía térmica a mecánica rotacional.

Figura 3. Participantes corroborando el funcionamiento

de los instrumentos de revisión previo a la

prueba piloto.

CEMIE-OCÉANO

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Boletín CEMIE-Océano

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Taller virtual sobre las

fuentes de energía del océano 2021

Rosa Elena Torres Celbán

EPOMEX, UAC

Línea de Difusión, Divulgación y Prensa

rtorresc@cemieoceano.mx

A partir del 7 de junio del 2021, dio inicio el taller virtual sobre las fuentes de energía

del océano, este taller constó de 9 módulos que incluyeron clases en video asíncronas

y sesiones de trabajo síncronas. Las sesiones síncronas se realizaron del 23 al 25 de

junio del 2021.

Figura 1. inicio sesiones síncronas

Objetivo

El objetivo de este taller fue proporcionar al participante los principios básicos para la

evaluación del recurso de las energías marinas desde la perspectiva de la extracción de

energía, incluyendo algunas consideraciones para la evaluación de posibles impactos

a hábitats asociados.

CEMIE-OCÉANO

En el taller se abordaron los siguientes módulos:

Módulo 1: Energía de corrientes y mareomotriz

Módulo 2: La energía del Oleaje

Módulo 3: Energía por Gradiente Salino

Módulo 4: Energía por Gradiente Térmico

Módulo 5: Micro-redes costeras para el aprovechamiento de la energía del océano

Módulo 6: Innovación de Materiales en Energía del Océano

Módulo 7: Ecología e integración al ambiente y la sociedad

Módulo 8: Simuladores y escalamiento

Módulo 9: Generación de proyectos de innovación tecnológica

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Año 4. No. 2

Para acceder a este taller los asistentes se registraron en la página http://cemieoceano.mx/tallervirtual/index.html

e inscribirse a uno o más de los 9 módulos disponibles, en la sección “Mis módulos”, ellos podrían acceder al o

los módulos inscritos, en esa sección también se encontraba el enlace para acceder al taller síncrono la cual se

realizó por medio de la plataforma Zoom.

En el taller participaron aproximadamente 180 asistentes virtuales entre estudiantes y líderes de las líneas de

investigación del CEMIE-Océano.

CEMIE-OCÉANO

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Boletín CEMIE-Océano

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1er Congreso Internacional CEMIE-Océano

Valeria Chávez Cerón, Rodolfo Silva Casarín.

Gregorio Posada Vanegas

IINGEN-UNA,EPOMEX, UAC

Línea de Difusión, Divulgación y Prensa

rtorresc@cemieoceano.mx

El 1er Congreso Internacional del CEMIE-Océano se llevó a cabo de manera virtual con

425 participantes, del 24 al 26 de agosto de 2021 (https://congresointernacional.cemieoceano.mx/),

los cuales estuvieron distribuidos en las tres salas simultáneas, Caribe,

Golfo y Pacífico. 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 el congreso se abordaron 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

CEMIE-OCÉANO

Figura 1. Inauguración del 1er Congreso Internacional CEMIE-Océano, a cargo del Dr. Rodolfo Silva Casarín,

Responsable Técnico del proyecto CEMIE-Océano. Se contó con la presencia de la M.C. Alejandra E.

Straffon Díaz, Secretaria Técnica del Fondo Sectorial CONACYT-SENER-Sustentabilidad Energética.

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Año 4. No. 2

Algunos números del evento

• 425 Asistentes virtuales

• 12 Conferencias magistrales

• 89 Presentaciones orales

• 27 Posters

Figura 2. Trabajos presentados por temática.

En la página del congreso ha quedado habilitado el acceso al público en general a los videos de las conferencias

magistrales, ponencias y posters presentados durante el evento (https://congresointernacional.cemieoceano.mx/

conferencias.php), además del acceso al libro de resúmenes que aloja la página del proyecto CEMIE-Océano

(https://cemieoceano.mx/libro-resumenes-congreso.html).

CEMIE-OCÉANO

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Boletín CEMIE-Océano

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Reunión presencial de trabajo del CEMIE-Océano

octubre, 2021

Rosa Elena Torres Celbán

EPOMEX, UAC

Línea de Difusión, Divulgación y Prensa

rtorresc@cemieoceano.mx

Del 11 al 16 de octubre del presente año, en el hotel Now Sapphire, en Puerto Morelos,

Quintana Roo, se llevó a cabo la reunión presencial de trabajo del CEMIE-Océano, estuvieron

presentes 26 personas entre líderes e integrantes de líneas de investigación y

el coordinador del CEMIE-Océano, donde recibieron capacitación de los equipos oceanográficos,

Z-Boat Teledyne y software de procesamiento.

En las pruebas de campo se realizaron vuelos con dron, mediciones con ROV, mediciones

con GPS diferenciales y caracterización de vegetación con el ICML. También visita

en campo sobre cupones de materiales hidrofóbicos y usos del sargazo con el ICML.

CEMIE-OCÉANO

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Año 4. No. 2

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Taller Empresas de Base Tecnológica (EBT) y modelos

de negocios en el Proyecto CEMIE-Océano

Pan-american Ocean Energy Student Network

POES

poesenergy@poesenergy.org

Del 12 al 14 de octubre, se realizó el taller “Empresas de base tecnológica (EBT) y modelos

de negocios en el proyecto CEMIE-Océano” organizado por el Comité estudiantil

del CEMIE-Océano y POES (Pan-American Ocean Energy Student network.

El objetivo de este taller fue brindar herramientas para la creación de EBTs, modelos

de negocio y transferencia de tecnología de proyectos relacionados con las líneas del

CEMIE-Océano que logren producir bienes y servicios de alto valor añadido, den continuidad

a los proyectos e incentiven el emprendimiento de los participantes.

Figura 1. Collage de Fotos del Taller EBT

Al taller participaron 40 estudiantes y 9 invitados como conferencistas, tuvimos la presencia

de expertos en la rama de energía marina de nivel internacional como Bruce

Cameron de PAMEC Energy Association, Rodrigo Rojas de ICE-RIBEMAR, Nathalie Almonacid

de MERIC, José Zertuche de UABC, Emilio Martínez de Siemens Gamesa, Mario

De La Cruz de Teledyne Marine, Isa Walker de Aquatera Ltd., investigadores del CE-

MIE-Océano como: Rosa de Guadalupe, Angélica Felix, Rodolfo Silva, Gustavo Cadena,

entre otros.

Estudiantes pertenecientes a las diferentes líneas del Proyecto CEMIE Océano, compartieron

sus retos y experiencias en relación a las energías del océano.

CEMIE-OCÉANO

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Boletín CEMIE-Océano

Además, los estudiantes participaron en la actividad Desarrollo de EBT o modelo de negocio, donde contaron con

el apoyo del comité evaluador.

Felicitamos al equipo ganador con su propuesta: conformación de la asociación mexicana de gradiente salino

constituido por M. en C. Ziomara de la Cruz, Ing. Yesenia Morgado, Ing. Diego Bernal y M. I. Omar Areu.

Figura 2. Fotos durante el evento del Taller EBT

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Twitter: @CemieOceano

facebook.com/CemieOceano

difusion@cemieoceano.mx

www.cemieoceano.mx

Publicación a cargo de la Línea Transversal de

Difusión, Divulgación y Prensa

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