Boletin 9 FF

Año 5. No. 1
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CEMIE-Océano
Boletín de difusión de las actividades
del Centro Mexicano de Innovación en Energía del Océano
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Año 5 No.1
Crucero Oceanográfico CEMIE-BCS
Fotografía: Carlos Rodríguez
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CEMIE-OCÉANO

Boletín CEMIE-Océano No. 9
Centro Mexicano de Innovación en
Energía del Oceáno
CONTENIDO
CEMIE-Océano: una mirada latinoamericana hacia
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el aprovechamiento de la energía undimotriz.
Comité Editorial
Boletín CEMIE-Océano
Gregorio Posada Vanegas
Edgar Gerardo Mendoza Baldwin
Mireille del Carmen Escudero Castillo
Rodolfo Silva Casarín
Angélica Félix Delgado
Atlas nacional de gradiente térmico: Herramienta
para determinar sitios de interés para la implementación
de la tecnología OTEC en México
Agricultura de agua fría (COLDAG): alternativa del
sistema OTEC para combatir la escasez alimentaria
en zonas tropicales
2o. Congreso internacional CEMIE-Océano
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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.
Campaña oceanográfica CEMIE-BCS estudio
de sitios con potencial energético en
Baja California Sur
Campaña de investigación oceanográfica OTEC-1
del proyecto CEMIE-Océano
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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
Biota incrustante (Algas) en sustratos artificiales a
lo largo del tiempo
Curso: Python para el análisis de termofluidos
enfocados a OTEC
Exposición: “La corriente de Cozumel: una fuente
de energía limpia”
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El Boletín semestral es distribuido de manera electrónica
desde la página web y a través de las redes
sociales del CEMIE-Océano.
Dinámica de la circulación superficial de la Bahía
de La Paz, México
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Esta publicación está a cargo de la línea de Difusión,
Divulgación y Prensa del CEMIE-Océano.
Artículo: “An Assessment of the Financial Feasibility
of an OTEC Ecopark: A Case Study at Cozumel Island”
Congresos CEMIE-Océano
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CEMIE-OCÉANO
http://www.cemieoceano.mx
Portada:
Crucero Oceanográfico CEMIE-BCS
Fotografía: Carlos Rodríguez
Reconocimientos a estudiantes miembros de la
línea de Gradiente Térmico: GLE-2
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Año 5. No. 1
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 novena 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 artículos de investigación, crucero oceanográficos de OTEC y de
Baja California Sur, en este boletín igualmente se detallan actividades como el 2o. Congreso Internacional
del CEMIE-Océano, sobre el Atlas nacional de gradiente térmico; 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 colaboraron.
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 No. 9
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CEMIE-Océano: una mirada latinoamericana hacia el
aprovechamiento de la energía
undimotriz.
José Ramón Hernández Santana y Ana Patricia Méndez
Instituto de Geografía, UNAM
Línea de Oleaje
santana@geografia.unam.mx
En la actualidad, el Centro Mexicano de Innovación en Energía del Océano, A. C. representa
una de las instituciones mexicanas de vanguardia en el tránsito hacia el aprovechamiento,
en su más amplio espectro, de las energías limpias del océano. Luego de un lustro (2017-
2021) de investigaciones dentro del proyecto 249795, financiado por CONACYT-SENER, una
nueva ventana de oportunidades se abre para el progreso energético nacional, bajo la óptica
y el espíritu del desarrollo sustentable. Así surge la Asociación Civil, que recientemente
celebró su 2do. Congreso Internacional, en la Ciudad de México.
Una de sus vertientes académicas ocupó la evaluación geólogo-geotécnica y geomorfólogo-geodinámica
de siete sitios costeros en el estado de Veracruz, para el emplazamiento
de conversores energéticos, sopesando la importancia de su ubicación con el beneficio de
pequeños asentamientos humanos, vinculados fundamentalmente a la pesca y al turismo
local. Otro de los resultados finales del reconocimiento satelital nacional arrojó un total de
147 sitios idóneos, distribuidos en 12 estados abiertos al Océano Pacífico, al Golfo de México
y al Mar Caribe (Hernández-Santana et al., 2022).
La inquietud académica y también la geográfica ampliaron el rango de la brújula a otros
territorios como el Caribe, conformado por decenas de países insulares, con grandes demandas
energéticas para su desarrollo, y densas ciudades capitales y provinciales, así como
pueblos y población dispersa costera. Además, los costos económicos y ambientales del uso
nacional de energías fósiles priorizaron la evaluación de su litoral, con miras al enclave de
conversores undimotrices en tierra, en la cercanía costera o incluso mar afuera. Un manuscrito
enviado a la revista Cuba Geográfica, editada en la ciudad de Miami, presenta los resultados
de una exploración con imágenes satelitales de Google Earth, a lo largo del perímetro
costero de las islas de Cuba, La Española, Puerto Rico y Jamaica, reportando un total de 99
sitios: Cuba, 26; Haití, 36; República Dominicana, 10; Puerto Rico, 13; y Jamaica, 14; (Hernández-Santana
y Méndez-Linares, 2022, en prensa) (Figura 1). En la figura 2, se aprecia el oleaje,
quizás durante un evento meteorológico extremo, en el frente costero de Cabo Francés Viejo,
al norte de República Dominicana.
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Año 5. No. 1
Figura 1. Distribución de sitios potenciales para el emplazamiento
de conversores energéticos en República
Dominicana: 1. Islote El Fraile, 2. Punta Burén, 3. Punta
Manán, 4. Punta Patilla, 5. Punta Sosúa, 6. Río San Juan,
7. Cabo Francés Viejo, 8. Punta Chiva, 9. Parador Paraíso
y 10. Río Caletón.
Figura 2. Oleaje intenso en el poblado de Cabo Francés
Viejo, al norte-noroeste de República Dominicana, con
olas estimadas entre 3 y 4 metros, el 2 de noviembre de
2019. Foto: Pedro Brand Noticia, tomada de Internet el
12 de septiembre de 2022.
Como parte de este proceso de internacionalización de la problemática, se abriga la intención de continuar este reconocimiento
preliminar por las costas pacíficas de Centro y Sudamérica, donde se presentan olas con altura significativa
mucho mayor que en el Mar Caribe. Una consulta sobre el clima marino a nivel mundial (NOAA/NCEP Ocean Modeling
Branch, 2010) muestra valores de altura de la ola significativa provenientes del W-SW, entre 6 y 8 m, en la región meridional
de Chile, y entre 5 y 6 m, en su parte septentrional, mientras para las costas de Perú y Ecuador alcanzan entre 2.5
a 3 m, disminuyendo hacia Colombia y Centroamérica, con un rango entre los 1.5 a 2 m.
De vital importancia resulta la identificación de sitios resistentes en las cercanías de poblados, que avalen la eficiencia
del costo-beneficio en la futura selección de los enclaves. En este sentido, una exploración preliminar destaca varias
zonas en Chile: (a) costas sureñas labradas sobre un complejo mosaico de islas de origen tectónico-glacial, desde Cabo
de Hornos hasta la Isla Grande de Chiloé, donde los asentamientos humanos frente al océano son muy escasos o ausentes;
(b) costas abrasivas y acumulativas, a partir de Bahía Mansa y hasta la ciudad de Valparaíso y su entorno, en las que
sobresalen innumerables poblados pequeños frente al mar; (c) costas en su mayoría abrasivas, desde el pueblo de Los
Vilos hasta Arica, al norte, pero muy poco pobladas, debido a las condiciones extremadamente áridas de esta región
desértica.
Más al norte, en las costas peruanas, una situación similar se presenta desde Tacna hasta la Península de Paracas. El aumento
de la humedad y la fertilidad del suelo hacen más habitadas las costas hasta Puerto Pizarro, donde podrán localizarse
sitios favorables para el aprovechamiento undimotriz. En Ecuador, las condiciones morfogenéticas de las costas
van desde abrasivas hasta extensas, pero estrechas, franjas de costas acumulativas de playas, con presencia nutrida de
poblaciones; ya en su extremo septentrional las posibilidades se agotan ante la presencia de las costas deltaicas de la
Reserva Ecológica Manglares Cayapas.
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
En Colombia, las costas de las provincias Popoyán y Cali también exponen inmensas zonas deltaicas y de dominio
fluvio-lacustre y palustre, con pocas áreas pobladas; mientras más al norte hasta los límites con Panamá predominan
las costas acumulativas fluvio-deltaicas y marinas. Aquí es necesario un análisis más detallado para propiciar este aprovechamiento
energético. Las costas centroamericanas poseen un espectro genético más variado, con amplios sectores
acumulativos de playa, de zonas lagunares y deltaicas, así como promontorios abrasivos, éstos últimos como objeto de
estudio esperanzador para el desarrollo futuro de la energía undimotriz.
Después de un rápido recorrido satelital de más de 10 000 km de costas, desde Cabo de Hornos, Chile, hasta la
desembocadura del Río Suchiate, en el límite entre Guatemala y México, resulta evidente que un reconocimiento y
un análisis geólogo-geomorfológico vinculado a la distribución poblacional con fines energéticos marinos, requerirá
tiempo y esfuerzo interpretativo para una propuesta, a macroescala, de la red más eficiente para los enclaves de conversores
undimotrices, que contribuyan al desarrollo social y económico de innumerables poblados pequeños y, a su vez,
sustituyan paulatinamente las energías fósiles en las ciudades costeras, como Manta, La Libertad, General Villamil y Guayaquil,
en Ecuador; Trujillo, Chimbote, Barranca, Ciudad pesquera de la civilización del Caral, Santa Cruz, Santa María y
Lima, en Perú; y Valparaíso, San Antonio, Pichilemu y Concepción, en Chile; y otros asentamientos medianos y pequeños.
Como expresaran A. M. Scheffers et al. (2015) en su libro “Landforms in the World with Google Earth”, el uso de
estas geotecnologías “…son los billetes de viaje para guiar al lector, a lo largo de un viaje geomorfológico, a accidentes
geográficos típicos y espectaculares en diversos entornos de todos los continentes”. Un viaje que permite a los académicos(as)
y profesionales de hoy, poder identificar, clasificar, y evaluar las costas a diferentes escalas y con multipropósitos,
para avanzar hacia etapas científicas más robustas, que contribuyan a la salud ambiental, al progreso social y al crecimiento
económico, aprovechando la perpetua energía de nuestros océanos y mares.
Referencias
Hernández Santana, J. R., Méndez Linares, A. P., Mancera Flores, A., Morales Méndez, D., Saavedra Gallardo, E.
(2022). Potencialidades geomorfológicas locales en costas mexicanas: un reconocimiento con Google Earth. En José
Ramón Hernández Santana, Ana Patricia Méndez Linares y Alexis Ordaz Hernández (Coords.) Energía undimotriz en la
costa veracruzana, México: una evaluación geólogo-geomorfológica de sitios idóneos para el emplazamiento de prototipos
ingenieriles. CEMIE_O y Universidad Autónoma de Campeche, 375 pp. DOI: 10.26359/EPOMEX.CEMIE022022.
- Hernández Santana, J. R. Y Méndez Linares, A. P. (en prensa, 2022). Energía Undimotriz en las Grandes Antillas.
Cuba Geográfica, 16 pp., Miami.
- NOAA/NCEP Ocean Modeling Branch, 2010. Global Ocean Conditions. Disponible en https://www.google.com/
search?q=NOAA+significant+wave+in+the+world&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwj_g93g9I_6AhUuLk-
QIHZnXCZMQ_AUoAXoECAEQAw&biw=1536&bih=730&dpr=1.25#imgrc=nsvHfJ4NBD3ChM, consultado el 12 de septiembre
de 2022.
- Scheffers, A. M., May, S. M., Kelletat, D. H., 2015. Landforms in the World with Google Earth. Netherlands: Springer,
391 pp. DOI: 10.1007/978-94-017-9713-9.
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Año 5. No. 1
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Atlas nacional de gradiente térmico: Herramienta
para determinar sitios de interés para la
implementación de la tecnología OTEC en México
Alejandro García Huante, Yandy Rodríguez Cueto,
Juan Francisco Bárcenas Graniel, Erika Paola Garduño Ruíz,
Ricardo Efraín Hernández Contreras y Jessica Guadalupe Tobal Cupul
Centro Mexicano de Innovación en Energía del Océano
Línea de Gradiente Térmico
alex_dodo@hotmail.com
En el marco del 2º. Congreso Internacional de Energías Marinas CEMIE-Océano 2022 se dio
a conocer el Atlas Nacional de Gradiente Térmico, el cual busca ser una herramienta para
la determinación de áreas de interés en los cuales implementar estar tecnología en el país.
La Conversión de Energía Térmica Oceánica (OTEC por sus siglas en inglés) aprovecha las
diferencias de temperatura entre el agua superficial del mar y el agua a diferentes profundidades
para obtener energía eléctrica. El sistema utiliza para su funcionamiento el ciclo de
calor termodinámico Rankine (Figura 1), para generar electricidad por medio de turbinas de
vapor.
Una planta OTEC presenta seis componentes principales: (1) Dos intercambiadores de calor,
(2) condensador y evaporador, (3) Turbina acoplada a un generador eléctrico, (4) Bomba
para el fluido de trabajo, (5) Tubería de agua fría profunda y (6) Tubería de agua caliente
superficial, ambas con sus bombas de extracción. Las tuberías de agua fría y caliente tienen
una zona de extracción y otra de descarga o efluente (Figura 1). La extracción del agua fría
de las profundidades suele ser mayor a 500 m y menor a 1000 m de profundidad, en el caso
del agua caliente superficial esta se extrae en los primeros metros de la columna de agua. El
agua profunda de descarga contiene alta concentración de nutrientes y su temperatura es
de aproximadamente 4°C, por lo que su descarga ha sido un amplio tema de estudio. Investigadores
han propuesto que la descarga se realice debajo de la zona fótica, o bien, reutilizarla
en parques de recursos donde se procesan diversos subproductos. El Instituto Coreano de
Investigación de Ingeniería Naval y Oceánica (KRISO, por sus siglas en inglés) actualmente ha
liderado la investigación y desarrollo sobre la utilización del agua de descarga del mar profundo,
donde se ha generado una nueva industria de agua de las profundidades (Figura 2).
Figura 1. Esquema conceptual del ciclo termodinámico de la planta OTEC
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
Figura 2. Subproductos secundarios de la planta OTEC
A partir de la información recabada desde el año 2007 y hasta la fecha, se generaron dos volúmenes del recurso
de gradiente térmico, las áreas de interés y su posible explotación en México, pues el país cuenta con un vasto recurso
térmico dentro de su Zona Económica Exclusiva (ZEE) que puede ser aprovechado para la producción de energía eléctrica.
Por esta razón, el Centro Mexicano de Innovación en Energía del Océano (CEMIE-Océano) está trabajando en la
elaboración de diferentes mapas del recurso térmico en México con el objetivo de dar información accesible a todos los
agentes de interés sobre los sitios potenciales para el aprovechamiento de la energía térmica oceánica en el país.
El trabajo que se presentó en el congreso consistió en los resultados iniciales de la primera versión de la Distribución
Espacial del Recurso Energético por Gradiente Térmico Oceánico, donde se presenta su disponibilidad a 500, 750
y 1000 m de profundidad dentro de la ZEE de México. En este trabajo se incluyeron mapas de temperatura superficial,
temperatura subsuperficial, diferencia de temperatura y potencia eléctrica neta en tres diferentes momentos: el mínimo,
el máximo y el promedio históricos. Además, se anexaron mapas de hipsometría y batimetría, pues es uno de los
principales criterios de instalación de una planta OTEC. Los mapas se dividieron según las zonas definidas por el equipo
de trabajo del CEMIE-Océano, por lo tanto, se tuvieron las siguientes secciones: I. Representación de la ZEE de México;
II. Golfo de México y del Mar Caribe mexicano; III. Pacífico Central y Sur y IV. Pacífico Norte.
Metodología
Para la elaboración de los mapas de hipsometría y batimetría (Figura 3), se utilizó la información del modelo geográfico
de relieve disponible en el geoportal de la National Geophysical Data Center (NGDC), oficina de la National Oceanic
and Atmospheric Administration (NOAA), ETOPO1. Este modelo integra datos de topografía y batimetría para toda
la superficie terrestre con una resolución espacial de aproximadamente 0.016 grados. Respecto a la elaboración de los
mapas de temperatura superficial se obtuvieron los datos diarios de la temperatura superficial del mar nocturna (NSST,
por sus siglas en inglés) del Sistema Satelital de Monitoreo Oceánico (SATMO) de la CONABIO, que tienen una resolución
espacial de 1 km en latitud y longitud y están disponibles en el sistema de coordenadas de referencia WGS84. Para
efectos de esta investigación, se descargaron las imágenes SST desde el 01 de enero de 1985 al 31 de diciembre de 2019.
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Año 5. No. 1
Por otro lado, los datos para la elaboración de los mapas de temperatura subsuperficial, diferencia de temperatura
y potencia eléctrica neta se obtuvieron del World Ocean Database en su versión 2018 (WOA2018). Esta base de datos
posee predicciones de temperatura oceánica para períodos mensuales, correspondientes a los 12 meses del año; y una
predicción anual, correspondiente al promedio de todas las décadas que posee la base de datos; así como para 102
niveles de profundidades, incluyendo los tres niveles que son de interés para este estudio.
Los conjuntos de datos mensuales se emplearon para la obtención de los valores mínimos y máximos de temperatura,
de diferencia de temperatura y de potencia eléctrica neta en cada nivel de profundidad. Mientras tanto, los datos
de la temporalidad anual se consideraron como el promedio histórico de temperatura (Figura 4), de diferencia de temperatura
(Figura 5) y de potencia eléctrica neta (Figura 6) para cada nivel de profundidad. Los criterios empleados para
la descarga de datos del WOA2018 fueron: 1⁄4 de grado, promedio climatológico (de 1950 a 2017) y todas las medias
promediadas (que hace referencia a los 12 conjuntos de datos antes mencionados). Las profundidades seleccionadas
para efectos de interés de la instalación de una planta OTEC fueron: 0 (superficie), 500, 750 y 1000 metros.
Elaboración de los ficheros ráster de temperatura superficial
Se unificaron los archivos descargados en extensión y resolución espacial para que pudieran procesarse como un
conjunto. De esta forma, se utilizaron las funciones para el manejo de archivos ráster del software R de mínimo, máximo
y promedio para obtener tres ficheros ráster: 1) el promedio histórico de la temperatura superficial, 2) el mínimo histórico
de la temperatura superficial y 3) el máximo histórico de la temperatura superficial.
Cálculo de la Diferencia de temperatura
Utilizando los datos descargados del WOA2018, se calculó la diferencia de temperatura para cada temporalidad
y para cada nivel de profundidad analizado empleando la Ec. 1, donde ∆Τx, y, t, es la diferencia de temperatura en
cada coordenada (x, y) en cada temporalidad t, Τsx, y, t, es la temperatura superficial en cada coordenada (x, y) en cada
temporalidad t, Τsubx, y, t es la temperatura subsuperficial en cada coordenada (x, y) en cada temporalidad (mensual o
anual).
Cálculo del Factor (F)
Con el objetivo de facilitar los cálculos de la potencia eléctrica neta, se utilizó el dato de diferencia de temperatura
para calcular una nueva variable llamada “Factor (F)”, donde F representar el valor de dicho factor asociado a cada posición
x, y y cada temporalidad t. Este valor relaciona la diferencia de temperatura y la temperatura superficial, en grados
Kelvin, para cada posición o ubicación en la base de datos y es la variable independiente para el cálculo de la potencia
eléctrica neta descrita por el doctor Gérard Nihous de la Universidad de Hawaii.
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
Identificación de valores extremos (mínimos y máximos)
Para la identificación y selección de los valores mínimos y máximos históricos de Τsub, ∆Τ y F, sólo se consideró la
información de los datos mensuales descargados del WOA2018. Se agruparon los datos por los valores únicos de la posición
o ubicación, de manera que no existiera duplicidad de datos para una misma posición geográfica dentro de la base
de datos. Sobre estos datos agrupados, se aplicaron las funciones mínimo y máximo a la serie de tiempo de los valores
mensuales para cada posición geográfica, lo que arroja los valores mínimo y máximo registrados para cada ubicación
entre los 12 meses del año existentes en la base de datos.
Cálculo de la potencia teórica neta
Conociendo los valores mínimo, máximo y promedio históricos para los tres niveles de profundidad de interés
en este estudio, se procedió a calcular la potencia teórica neta. Según la ecuación de Nihous, la potencia eléctrica neta
se puede obtener de acuerdo con la diferencia de temperatura mediante Ec. 2. Dicha ecuación relaciona, mediante el
factor F, variables constantes correspondientes a las características del agua de mar y los caudales necesarios para el
funcionamiento de la planta, además del trabajo realizado por la bomba para la extracción del agua subsuperficial (Ec.
3) para obtener la potencia eléctrica neta que se podría obtener en una ubicación geográfica dada su diferencia de
temperatura.
Pnet corresponde a la potencia eléctrica neta generada en MW, Qcw es el caudal de agua fría, p corresponde con
la densidad del agua de mar, Cp es el calor específico del agua de mar, εtg es la eficiencia del turbogenerador y γ es la
relación entre el caudal de agua superficial y el caudal de agua a diferentes niveles o profundidades y Ppump corresponde
con la potencia de la bomba que se emplea para extraer el agua en MW.
Creación de los ficheros ráster
CEMIE-OCÉANO
La creación de los ficheros ráster, a partir de los cuales se representa la información en este atlas, se llevó a cabo
mediante el empleo de la herramienta Topo To Raster, del programa de Sistemas de Información Geográfica ArcGIS,
específicamente en el módulo ArcMap, en su versión 10.4. Aunque originalmente esta herramienta está diseñada para
la creación de Modelos Digitales de Elevación (MDE) hidrológicamente correctos, ofrece ciertas ventajas que la hacen
factible de utilizar en interpolación de variables de comportamiento continuo en el espacio, tales como variables climáticas
y oceanográficas. El proceso de interpolación está diseñado para tomar ventaja de los tipos de datos de entrada
comúnmente disponibles, así como de las características de las variables que se empleen para la interpolación. Usa una
técnica de interpolación iterativa de diferencias finitas y está mejorado para tomar la eficiencia computacional de otros
métodos de interpolación sin perder la continuidad espacial de la variable a interpolar empleada en métodos como
Kriging y Spline. El método empleado en Topo To Raster elimina los picos (hilltops) y huecos (sinkhole) que se puedan
presentar en los datos de entrada, resultando en una distribución continua de la variable en el espacio. El resultado
ráster de la interpolación se creó con una resolución espacial de 0.05 x 0.05°, lo que equivale aproximadamente a 5 km
de tamaño de píxel. Dicho resultado se elaboró para toda la ZEE de México, por lo que la interpolación fue cortada con
el polígono correspondiente a dicha zona (CONABIO, 2011). Adicionalmente, se ordenaron los datos correspondientes a
cuatro zonas dentro de la ZEE, las cuales partieron de un todo y luego se recortaron así I: General de México II: Golfo de
México y Mar Caribe, III: Pacífico Sur y Central de México y IV: Pacífico Norte.
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Año 5. No. 1
Elaboración de los mapas
Para la elaboración de los mapas se tuvieron en cuanta las simbologías empleadas en las capas existentes en el
Geoportal de CONABIO, para aquellas variables generales, como Hipsometría y Batimetría. De igual forma, se empleó
la plantilla propuesta para el Sistema de Información Geográfica del CEMIE-Océano, con adecuaciones para los requerimientos
e intereses del Atlas. Las leyendas o simbologías de la información referente a temperatura, diferencia de
temperatura y potencia eléctrica neta se adecuaron a criterio de los autores de la “Distribución Espacial del Recurso
Energético por Gradiente Térmico Oceánico de Mares Mexicanos”. De tal forma, se empleó una simbología general,
que abarca la ZEE, y que se ajusta a los valores encontrados en cada región representada. Los rangos para la leyenda
de la temperatura superficial y profunda se seleccionaron de tal manera que, si restamos las temperaturas a diferentes
niveles, estas se correspondan con los rangos de Diferencia de temperatura identificados. Los rangos de diferencia de
temperatura se seleccionaron con base en los valores que actualmente se emplean para la generación de energía a
partir de plantas OTEC en todo el mundo. En tal sentido, se establecen rangos de diferencia de temperatura menores a
15°C, entre 15 y 18°C, entre 18 y 20°C y mayores a 20°C. Los rangos de potencia se seleccionaron a intervalos de 25 MW,
considerando la presencia de valores ajustados a dicho intervalo en toda la zona representada.
Para la elaboración de los mapas, se utilizaron los polígonos de los países vecinos al territorio mexicano, los polígonos
por los estados de la República Mexicana, una capa de puntos con las principales ciudades del territorio mexicano,
la capa de la ZEE y las líneas correspondientes a las isóbatas de las distintas profundidades.
Resultados
Los mapas generales de México corresponden a los temas de: batimetría e hipsometría, temperatura del mar en
superficie, a 500, 750 y 1000 metros de profundidad, diferencia de temperatura y potencia eléctrica a los 500, 750 y 1000
metros de profundidad.
Figura 3. Batimetría e hipsometría de México
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
Figura 4. Distribución de la temperatura en superficie, 500, 750 y 1000 m de profundidad.
Figura 5. Distribución de la diferencia de temperatura a 500, 750 y 1000 m de profundidad.
CEMIE-OCÉANO
Figura 6. Potencia neta eléctrica a 500, 750 y 1000 m de profundidad.
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Año 5. No. 1
En resumen, la parte Sur-Sureste del Pacífico mexicano y la parte de Cozumel del lado Este son los puntos más
importantes para la explotación del gradiente térmico debido a que es donde se encuentran las áreas donde se pueden
obtener valores de potencia eléctrica de más de 150 MW y en donde se tienen las características adecuadas en cuanto
a la temperatura estacional y promedio anual, así como las distancias menores a 10 km desde la línea de costa hasta la
zona de bombeo.
Mencionar que el caso del Golfo de México es muy particular debido a que, por lo extensa que es la plataforma
continental, se tienen distancias muy lejanas a los 10 km por lo que la única solución para una explotación en la zona
sería la utilización de plantas flotantes o la utilización del agua de otras instalaciones como la planta nucleoeléctrica en
Veracruz o de plantas termoeléctricas cercanas.
Por último, la zona noroeste de México no cuenta con el gradiente promedio para poder operar el sistema OTEC
pero la parte sur de la Península de Baja California (en zonas como Cabo San Lucas, La Paz, Los Frailes e Isla Cerralvo) presenta
condiciones que permiten la implementación de la tecnología durante 6 o 7 meses, en las temporadas de verano
y otoño y se pueden obtener entre 50 y 75 MW en ese tiempo.
Conclusiones
La representación espacial de las diferencias térmicas y la energía eléctrica alrededor de México muestran el potencial
para la explotación de OTEC en las áreas costeras y oceánicas de la ZEE.
El análisis de áreas pequeñas, como el Golfo de México y el Mar Caribe, el Pacífico Sur y Central, y el Pacífico Norte,
refuerza la idea de que México tiene una gran posibilidad de agregar energía renovable del océano a la matriz energética
del país y suministrar energía a aquellas zonas que aún no tienen el servicio.
Se deben realizar análisis adicionales en ciertas áreas o puntos críticos para dilucidar la forma de explotar y agregar
los recursos energéticos oceánicos a la matriz energética mexicana.
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
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Agricultura de agua fría (COLDAG): alternativa
del sistema OTEC para combatir la escasez
alimentaria en zonas tropicales
Alejandro García Huante, Amelia López Herrera,
Yandy Rodríguez Cueto y Erika Paola Garduño Ruíz
Centro Mexicano de Innovación en Energía del Océano
Línea de Gradiente Térmico
alex_dodo@hotmail.com
Durante el 2º. Congreso Internacional de Energías Marinas del CEMIE-Océano se dieron a conocer
temas de gran interés para el sector académico como lo fueron los subproductos del
sistema OTEC, sobre todo aquellos que presentan un valor agregado en el sector hidráulico
o el sector alimentario.
Debido al incremento de las emisiones de gases de efecto invernadero y su efecto en el
cambio climático global han propiciado la necesidad del sector agrícola a tomar medidas de
adaptación, debido a que entre sus efectos se encuentran olas intensas de calor, sequías e
inundaciones, proliferación de plagas y enfermedades o bien anomalías en la temperatura
del suelo, que afectan la disponibilidad y acceso a los alimentos, e incrementan la variabilidad
en los precios por lo que, debido a este problema mundial, se prevé que la temperatura
media global aumentará a 1.5°C para inicios del año 2030 y 2°C para el 2040. En el caso de
nuestro país, este se calienta más rápido que el promedio global, destacando el año 2020
el cual fue el más cálido que se ha registrado, estando por arriba de 1.6°C. En un estudio
internacional, que incluyó investigadores de la NASA, se predice que, si continúan las tendencias
actuales, el cambio climático podría afectar la agricultura mundial para el año 2030,
estimando que el rendimiento del maíz disminuirá en un 24%, mientras que el trigo podría
tener un aumento aproximado de 17%. El maíz se cultiva en todo el mundo y se siembra en
grandes cantidades en países cercanos al Ecuador. El aumento de las temperaturas en esta
región producirá estrés en las plantas y conducirá a un menor rendimiento de los cultivos.
Por otra parte, el trigo crece en zonas más templadas, pero un aumento en la temperatura
y una mayor cantidad de CO2 atmosférico aumentarán su rendimiento. Además, se espera
que el cambio climático cause pérdidas potenciales y daños en los frutales y hortalizas de
clima templado, como las uvas, manzanas, zanahorias, tomates, espinacas, brócoli y lechuga.
Ante este panorama, se vuelve extremadamente desafiante garantizar una producción
de cultivo continua bajo efectos meteorológicos impredecibles, generando la necesidad de
buscar otros sistemas de cultivo, que promuevan la seguridad alimentaria y la nutrición, así
como la equidad de las condiciones sociales y económicas.
CEMIE-OCÉANO
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Año 5. No. 1
Agricultura a partir del agua fría profunda del mar
El sistema OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion), no solo aprovecha la diferencia de temperatura de las zonas superficial
y profunda del océano para generar electricidad en latitudes tropicales, sino también genera otros subproductos
para el beneficio de las comunidades costeras como son: agua potable, aire acondicionado, acuacultura de zona profunda
y agricultura de agua fría (ColdAG). Este concepto fue propuesto por primera vez por el Dr. Sanford Siegel, basado en
su observación de la condensación de agua fría resultante del agua oceánica que fluía a través de las rocas en un viñedo
español. Sugirió bombear agua fría del océano profundo a través de tuberías en el suelo para inducir la condensación
y crear microclimas favorables para el crecimiento de especies templadas en climas tropicales. Este sistema de Agricultura
de Energía Térmica, fue patentada por el Dr. John Craven, el Dr. Jack Davidson y el Sr. Richard Bailey. En 1991, el Dr.
Craven fundó la empresa privada Common Heritage Corporation, con el propósito de desarrollar recursos oceánicos
ambientalmente sostenibles en beneficio de la Corporación. Aquí desarrolló la idea de utilizar la temperatura fría de las
tuberías de agua del océano profundo para crear un entorno de suelo saludable y adecuado para que innumerables
especies de plantas crecieran y prosperará en las condiciones costeras tropicales más duras. El suelo enfriado crea una
condición primaveral constante, promoviendo un crecimiento vigoroso de plantas de prácticamente cualquier zona
climática. Esta innovación permite el control de la temperatura del suelo y la latencia de las plantas, lo que permite la
producción de cultivos múltiples por año. Requiere poca o ninguna irrigación adicional, ya que las tuberías frías generan
abundante condensación de agua dulce. Con esto, la tecnología de ColdAg se probó durante 15 años en el Natural
Energy Laboratory of Hawaii Authority (NELHA) demostrando aplicaciones de agricultura alimentaria, horticultura, paisajismo
y césped. La tecnología ColdAG cultivó con éxito más de 100 especies templadas en el desierto de clima cálido
y árido, lo que demuestra que la tecnología podría ser un segmento vital de los sistemas OTEC en aguas profundas
(Figura 1).
Figura 1. Dr. John P. Craven, en el NELHA
CEMIE-OCÉANO
15

Boletín CEMIE-Océano No. 9
Posteriormente, el Dr. Richard Bailey, quien es el presidente y fundador de DewPoint Systems LLC., una empresa hawaiana
que brinda consultorías sobre aguas marinas profundas en las áreas de sistemas de condensación de agua dulce,
agricultura de energía térmica y sistemas de producción acuícola, continuó (y continúa) cultivando las pioneras plantas
de uva de agua de mar fría que fueron plantadas por primera vez en el NELHA por el Dr. John Craven, el Dr. Jack Davidson
y el Dr. Phil Helfrich, en el año 1995. Estas plantas se reubicaron en el 2010 y se conectaron al sistema de Super
Agricultura de Primavera (SuperSpringAg), que se basa en el principio de Agricultura de Energía Térmica y que se define
como una fuente de energía (ya sea natural o creada) que está por debajo de la temperatura del punto de rocío.
En muchas regiones del mundo, existe una humedad atmosférica adecuada que se puede capturar fácilmente para
el riego agrícola o el uso del agua potable y esto puede potenciar lo que se conoce como Energía Biotérmica, que se
define como la energía que una planta puede utilizar a partir de una diferencia térmica entre las raíces y las hojas. Las
temperaturas climáticas en las regiones de altas latitudes del mundo, donde se observa latencia en las plantas, tienen
inviernos fríos y veranos cortos de cálidos a calurosos. Durante la temporada de primavera, la duración del día solar
aumenta rápidamente y también lo hace la temperatura del aire. Sin embargo, la temperatura del suelo se calienta más
lentamente que el aire, lo que crea un diferencial térmico natural entre la zona cálida de las hojas y la zona fría de las
raíces. Es el diferencial térmico o Energía Biotérmica que mejora la capacidad de las plantas para absorber nutrientes de
manera más eficiente y crecer rápidamente.
Actualmente, las investigaciones en la tecnología de ColdAg han avanzado y ahora se trabaja en optimizar un sistema
de energía eficiente de la agricultura de energía térmica diseñado para cultivos perennes a largo plazo. Es una actualización
de la tecnología pionera ColdAG que mejora significativamente la transferencia de energía térmica y controla el
riego. Esta misma empresa también ha diseñado un sistema conocido como DewPonics, con el que se controla de manera
eficiente el potencial de la energía biotérmica de los cultivos y la tasa de riego por condensación mediante el uso
de sensores remotos y sistemas de control que maximizan el manejo de los recursos de la energía térmica y un proceso
llamado RainDome, sistema de energía térmica que captura agua dulce del vapor atmosférico, que emplea un fluido de
energía térmica fría a través de múltiples intercambiadores de calor lineales, regulados por la temperatura del punto de
rocío ambiental, su diseño modular permite la expansión lineal para producir agua potable y de riego.
¿México puede replicar esta técnica?
CEMIE-OCÉANO
Nuestro país cuenta con las condiciones oceanográficas necesarias para la construcción del sistema OTEC, y potencialmente
podría aprovechar la recirculación de agua fría en sistemas de enfriamiento del suelo para la producción de cultivos
templados bajo climas tropicales, toda vez que se propicien las condiciones necesarias para asegurar su crecimiento
y desarrollo. En este tipo de sistema de enfriamiento del suelo, el agua de mar profunda es empleada para condensar
el agua de la atmósfera, haciendo recircular el agua fría del mar a través de mangueras sobre el suelo, para extraer la
humedad del aire, que luego gota a gota, riega las plantas. Tal como ocurre en un vaso con agua fría que parece sudar,
donde en la superficie fría del vaso permite que las moléculas de agua en el aire se condensen. Para comprender mejor
cómo ocurre este proceso hablaremos de la humedad relativa en el aire, el cual conceptualiza cómo el aire que nos
rodea se encuentra disuelto con una cierta cantidad de vapor de agua y su concentración varía en función de la temperatura.
Esta humedad llega al aire a través de la evaporación del agua presente en la naturaleza, por ejemplo: la que
producen las plantas, la que se libera de la respiración y transpiración de todos los seres vivos y la que se evapora de los
océanos. Sin embargo, en el aire llega un momento en el que ya no puede absorber más vapor de agua y se dice que el
aire está saturado de vapor de agua llamado vapor de saturación. Si la temperatura de un ambiente aumenta, retiene
mayor cantidad de vapor de agua y, por lo tanto, aumenta el vapor de saturación, y el aire frío por lo general no es capaz
de contener tanto vapor de agua como el aire más cálido, por lo que, regresando al ejemplo del vaso frío, el vapor de
agua en el aire frío que circunda el vaso se condensa en forma líquida. Además, la humedad absoluta es la cantidad de
vapor de agua contenida en 1 m 3 de aire y se expresa en gramos sobre metro cúbico (g/m3). En tanto que la humedad
relativa es la relación entre la humedad absoluta y el vapor de saturación, por lo que normalmente se expresa en tanto
por ciento (%). Así, la humedad relativa es la cantidad de vapor de agua que hay en un ambiente en relación a la cantidad
de vapor de agua que podría contener como máximo ese aire a una determinada temperatura.
16

Año 5. No. 1
Existe otro concepto relacionado con la humedad relativa del aire y es el punto de rocío, que equivale al punto de saturación
o temperatura más alta a la cual se enfría el aire, para comenzar la condensación del vapor de agua contenida en
el aire y formar rocío (gotas de agua) sobre una superficie sólida. A esa temperatura la humedad relativa será del 100%.
Un ejemplo evidente lo observamos en la madrugada, cuando la humedad relativa del aire alcanza el 100%, y como el
aire ya no admite vapor de agua, esta se condensa en forma líquida en la superficie de los objetos, hojas, flores, etcétera.
De este modo, cuando el agua de mar fría se hace recircular en mangueras cerradas debajo de las plantas, enfría el suelo
y cuando la temperatura del suelo es más fría que la temperatura de la hoja, la planta cree que es primavera y responde
creciendo. En el caso de México, la mayor parte de las regiones costeras del país presentan valores importantes de humedad
relativa, así como de temperatura, donde se pudiera implementar esta tecnología por medio del sistema OTEC
(Figuras 2 y 3).
Figura 2. Humedad relativa máxima anual de México
Figura 3. Temperatura Máxima Anual de México
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
El agua fría que proviene de la profundidad del mar ha sido empleada para la agricultura de cultivos templados en lugares
con climas tropicales como en la isla Kume, prefectura de Okinawa, Japón. En este sitio, el agua fría es bombeada a
través de una serie de mangueras que están incrustadas en el suelo, enfriándolo y asegurando la producción de cultivos
como la espinaca (Figura 4). En Estados Unidos, Richard Bailey, propietario de Dewpoint Systems ha empleado el agua
de mar fría para el riego de las uvas y continúan produciendo 3 cosechas al año (cada 120 días) desde 1997, utilizando
únicamente agua fría del mar (Figura 5).
Figura 4. Cultivo de espinaca en un invernadero de la isla
Kume, Okinawa, Japón
Figura 5. Crecimiento de uva variedad Isabella, fresa y césped
por medio de la tecnología ColdAg y SuperSpringAg en los
terrenos de la empresa DewPoint Systems, Kailua-Kona,
Hawái, E.U.
Por último, en Malasia, han realizado estudios para corroborar el uso del enfriamiento del suelo para el crecimiento de
cultivos templados bajo climas tropicales usando como modelo vegetal a la lechuga, una planta que requiere condiciones
templadas para su cultivo. Cuando las plantas fueron expuestas al suelo frío, presentaron mayor peso promedio y
desarrollo de sus raíces, tallos y hojas en los tres ciclos de crecimiento. También observaron que la diversidad microbiana
en el suelo bajo estas condiciones permitió el crecimiento de la lechuga. La limitación de los presentes estudios fue
que el sistema de enfriamiento del suelo que utilizaron solo pudo producir cultivos a pequeña escala. A pesar de ello,
con este tipo de sistema de cultivo es posible producir cultivos templados durante todo el año, que, aunado al aprovechamiento
de la recirculación del agua fría profunda del mar, derivada del proceso OTEC y combinado con fertilizantes
orgánicos y otras prácticas agrícolas, se podrían producir cultivos comerciales a gran escala (Figura 6).
CEMIE-OCÉANO
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Año 5. No. 1
Figura 6. Experimentos con lechuga por parte de investigadores
de la Universidad Tecnológica de Malasia
México presenta números preocupantes en cuanto a la alimentación de sus habitantes, donde el 23.5% de la población
vive en pobreza alimentaria, así como el 18.9% de los niños con desnutrición crónica en el país. Por otro lado, la desnutrición
crónica en zonas urbanas representa el 7.7% y en zonas rurales el 11.2% donde, en este rubro, el 55% se presenta en
las zonas costeras del país. Este panorama, aunado a los efectos del cambio climático en la disponibilidad de alimentos
frescos, limpios y accesibles, así como el acceso a la energía y el agua potable, propicia que en los estados insulares y
las regiones costeras en nuestro país sea necesario conocer el manejo óptimo de sistemas de producción de cultivos.
Afortunadamente, podemos resolver estos retos si observamos y nos damos cuenta de que el océano que rodea las islas
o regiones costeras es la fuente potencial de la solución, debido a que se podría desarrollar un nuevo pilar económico
que ayude a estas regiones a satisfacer sus necesidades básicas a través de una industria o sector económico circular y
sostenible. El aprovechamiento de la humedad atmosférica es una oportunidad para mitigar el problema de la escasez
de agua de buena calidad, por lo que se recomienda incluso realizar pruebas de su implement
ación en la producción de cultivos locales en zonas donde se presenta disponibilidad reducida del vital líquido, para
mejorar las condiciones de vida.
Conclusiones
México presenta condiciones climáticas y oceanográficas que permiten el aprovechamiento de subproductos secundarios
derivados de la implementación de la tecnología OTEC; en este caso la tecnología de agricultura de agua fría y sus
actualizaciones. A pesar de los resultados que se han obtenido en otros países como Japón y Estados Unidos, en nuestro
país será importante y fundamental la investigación de la técnica con el fin de analizar los resultados y conocer si existen
cambios positivos en parámetros como crecimiento, desarrollo y rendimiento o, si con la ayuda de otras técnicas de
cultivo; pueden conseguirse tales objetivos. Por ahora, puede considerarse como una alternativa agrícola importante
en estudio para lograr avances en el combate contra la pobreza alimentaria y contribuir con el objetivo nacional de
alcanzar la soberanía en este sector.
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
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2o Congreso Internacional del CEMIE-Océano
Rosa Elena Torres Celbán, Enrique Alejandro Mangas Che,
Gregorio Posada Vanegas, Valeria Chávez Cerón
Instituto EPOMEX, Universidad Autónoma de Campeche
Instituto de Ingeniería, UNAM
Línea Difusión, Divulgación y Prensa
rtorresc@cemieoceano.mx
En la Ciudad de México se llevó a cabo, de manera híbrida (virtual y presencial) El 2o Congreso
Internacional del CEMIE-Océano, del 22 al 24 de agosto del 2022, dentro de las instalaciones
del Instituto de Ingeniería de la UNAM. 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 Estados Unidos
de América, Paises Bajos, Reino Unido y México.
En el congreso se abordaron las siguientes temáticas relacionadas con las energías marinas:
CEMIE-OCÉANO
1. Energía de corrientes y mareomotriz
2. Energía de oleaje
3. Energía por Gradiente Salino
4. Energía por Gradiente Térmico
5. Eólica marina
6. Otras fuentes de energía marina
7. Ambiente y sociedad
8. Emprendimiento
9. Integración a la red eléctrica
10. Materiales
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Año 5. No. 1
Se realizaron 82 presentaciones que estuvieron segmentada en Sesiones especiales y Sesiones Técnicas, también un
espacio para la presentaciones de posters. Como invitados especiales estuvieron: Andrea Copping (Pacific Northwest
National Laboratory’s Marine Sciences), Frank Neumann, Cameron Johnstone y Tim O’Doherty.
El total de asistentes fueron 120 personas aproximadamente, 90 asistentes presenciales y 30 de manera virtual.
La clausura del 2o. Congreso Internacional en Energía Marina del CEMIE-Océano estuvo a cargo del Dr. Rodolfo Silva
y estuvieron presentes la Mtra. Yutsil Guadalupe Sangines Sayavedra, Subdirectora de Transición Energética y Cambio
Climático del CONACYT y el M.I. Roberto Uribe, Director de Oceanografía de la CFE.
Al termino del Congreso se realizaron entrega de premios a las mejores tesis, presentaciones y proyectos.
Los ganadores a las mejores presentaciones en el 2o. Congreso Internacional en Energía Marina fueron:
• 1er. Lugar: Elier Sandoval Sánchez
• 2do. Lugar: Gerardo Cano Perea
• 3er. Lugar: Carlos Rubén Navarro Castillo.
Los ganadores del premio a mejor tesis de Licenciatura, Maestría y Doctorado fueron: Mención Honorífica tesis de Maestría
para: Monserrat Ortíz.
• 1er. Lugar Tesis de Licenciatura: Oscar Sierra y Cristian Carrillo.
• 1er. Lugar Tesis de Maestría: Estefanía García.
• 1er. Lugar Tesis de Doctorado: Erika Garduño.
También se realizó la entrega de un premio especial a Ing. Jesús Florido, otorgado por el patrocinador NORTEK.
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
Galería de Fotos
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Año 5. No. 1
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Campaña oceanográfica CEMIE-BCS
Estudio de sitios con potencial energético en
Baja California Sur
Cecilia Enríquez Ortiz ,Ismael Mariño Tapia
ENES-Mérida, UNAM
Línea Corrientes Marinas
cecilia.enriquez@ciencias.unam.mx
Del 3 al 9 de Agosto de 2022, se realizó la Campaña oceanográfica CEMIE-BCS “Estudio de
sitios con potencial energético en Baja California Sur”; abordo del buque “El puma” de la
UNAM.
Los propósitos principales de esta campaña fueron:
a) Batimetría con ecosondas MultiBeam, ecosonda de penetración TOPAS y ecosonda monohaz
EA600 en la franja cercana a la costa.
b) Muestreo ambiental: Estaciones de mediciones hidrográficas, toma de muestras de agua
y núcleos sedimentarios.
c) Muestreo de corrientes: Medición de corrientes continuamente durante ciclos de marea
en las zonas de interés, con mediciones hidrográficas.
Total derrotero, incluyendo estaciones y transectos de levantamiento: Aprox. 1500 km y participaron
en total 14 personas.
Listado de participantes científicos:
Cecilia Elizabeth Enríquez Ortiz, Ismael de Jesús Mariño Tapia, Giselle A. Chavez Salgado,
Carlos Francisco Rodríguez Gómez, Román Tzicuri Becerra Reynoso, Mariana Quesadas Rojas
, Misael Díaz Asencio, César Alberto Liera Grijalva, Miguel Angel Gómez Reali, Armando Trasviña
Castro, María Yesenia Torres Hernández, Luz Adriana Arredondo Godínez, Ivonne Martínez
Mendoza, Víctor Enrique Luna Gómez, Cecilia López Chávez y Jorge Isaac García López
Figura 1 Derrotero para estudiar los puntos de interés por su potencial como recurso energético.
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
CEMIE-OCÉANO
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Año 5. No. 1
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Campaña de investigación oceanográfica
OTEC-1 del proyecto CEMIE-Océano
Alejandro García Huante, Francisco Ponce Núñez,
Juan Francisco Bárcenas Graniel, Erika Paola Garduño Ruíz,
Víctor Enrique Luna Gómez, Ricardo Efraín Hernández Contreras,
Luz Adriana Arredondo Godínez, Rogelio Joel Parcero Sánchez,
Cecilia López Chávez y Miguel Ángel Alatorre Mendieta
Centro Mexicano de Innovación en Energía del Océano
Línea Gradiente Térmico
alex_dodo@hotmail.com
Durante los días 9 al 20 de marzo de 2022, se llevó a cabo la Campaña Oceanográfica OTEC-
1 en el B/O “El Puma” de la Universidad Nacional Autónoma de México y auspiciada por el
proyecto CEMIE-Océano, con el fin de realizar investigaciones y monitoreos en campo que
corroboren los resultados teóricos de los análisis generados en los sitios de interés para la
implementación de la tecnología OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion), línea estratégica
que ha profundizado en la investigación y desarrollo de este sistema desde 2017 a partir
de la creación del centro, pero que desde 2007 se ha generado información sólida acerca de
los posibles beneficios e impactos de explotar el gradiente térmico oceánico para la generación
de electricidad y subproductos secundarios.
El grupo de investigación se conformó por 10 integrantes que cumplieron con diversas funciones
durante la travesía y los cuales fueron: el Dr. Miguel Ángel Alatorre Mendieta del Instituto
de Ciencias del Mar y Limnología como Jefe de Crucero, Dr. Alejandro García Huante
como participante del CEMIE-Océano para el uso del CTD y la elaboración de los mapas
batimétricos en las zonas de interés, M. en C. Erika Paola Garduño Ruíz como estudiante de
doctorado y participante del CEMIE-O para el uso del CTD y la elaboración de los mapas batimétricos
en las zonas de interés, M. en C. Víctor Enrique Luna Gómez como estudiante de
doctorado y participante del CEMIE-O para el proceso de instrumentación a bordo, M. en C.
Juan Francisco Bárcenas Graniel de la Universidad del Caribe para el uso del ADCP y la elaboración
de la boya a la deriva, Ing. Francisco Ponce Núñez del Instituto de Ciencias del Mar
y Limnología, M. en I. Luz Adriana Arredondo Godínez de la Coordinación de Plataformas
Oceanográficas y el estudiante Rogelio Joel Parcero Sánchez de la Facultad de Ingeniería de
la UNAM, como operadores de la ecosonda multihaz para la generación de datos de batimetría
en las zonas de interés, M. en C. Ricardo Efraín Hernández Contreras como participante
del CEMIE-O para la logística a bordo del buque y la Biol. Cecilia López Chávez como estudiante
de maestría y participante del CEMIE-O para apoyo en diversas actividades realizadas
a bordo, colaboración en la identificación de organismos colectados y como paramédico
(Figura 1).
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
Figura 1. Personal científico sobre la cubierta de
proa del B/O “El Puma”, en el puerto de Mazatlán,
Sinaloa
El sistema OTEC aprovecha la diferencia de temperatura entre el agua superficial y profunda del mar para generar electricidad.
Las zonas que cuentan con recurso térmico explotable son las regiones tropicales y subtropicales y México
presenta áreas que son propicias para la implementación de esta tecnología, siendo el Océano Pacífico mexicano uno
de los más importantes. De acuerdo con diversas investigaciones, existen varios puntos de interés para la implementación
de esta tecnología en el país, a partir de diferentes consideraciones: (a) la diferencia de temperatura entre las aguas
superficiales y profundas del mar debe ser igual o mayor a 20°C, con el fin de que la eficiencia térmica sea la adecuada
para la obtención de la energía eléctrica; (b) una distancia máxima de 10-15 km entre la línea de costa y el punto de
bombeo de agua fría, así como una pendiente topográfica entre 15° y 20°; (c) adecuada topobatimetría de la zona costera
para construcción; (d) baja probabilidad de eventos extremos; (e) una profundidad máxima para el bombeo de agua
fría de 1000 m; (f) así como una buena accesibilidad y baja probabilidad de daños ecológicos. En ciertos casos, además
de la producción eléctrica, se pueden obtener otros subproductos que pueden detonar el desarrollo social de la zona de
interés como el agua potable, aire acondicionado, acuicultura, maricultura y agricultura de agua fría, entre otros.
A partir de esto, se elaboró el derrotero de la campaña (Figura 2) con el fin de ubicar los puntos de interés donde se
realizaron diferentes análisis oceanográficos como la toma de datos de temperatura, salinidad y densidad, la velocidad y
dirección de corrientes superficiales, análisis de batimetría fina, obtención de muestras de agua y sedimentos y colecta
de organismos marinos. Las áreas monitorizadas fueron Bahía de Banderas, cerca de la zona de Mismaloya en Jalisco;
Petacalco, Guerrero, así como en otros puntos cercanos y Puerto Ángel, Oaxaca; a partir de una franja que va desde Santiago
Pinotepa Nacional hasta Playa Tangolunda, Huatulco.
Figura 2. Derrotero para la campaña oceanográfica
OTEC-1
CEMIE-OCÉANO
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Año 5. No. 1
Descripción de las acciones a bordo.Uno de los objetivos del crucero OTEC-1 fue realizar un mapeo batimétrico de los
sitios en estudio, para conocer con mayor detalle su morfología submarina y aterrizar su potencial para la instalación
de una planta OTEC. Esto se realizó por medio de una ecosonda multihaz y el perfilador de velocidad del sonido con los
que se revisó la parte batimétrica correspondiente a los 500 y 1000 m de profundidad, en las zonas de Petacalco, Bahía
de Banderas y Puerto Ángel, además de describir la columna de agua en las zonas de interés mediante los valores obtenidos
a través de calas de CTD (conductividad, temperatura y densidad) (Figura 3), determinar el vector de corrientes
superficiales durante el trayecto del crucero por medio de registros de ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler), que se
comparó con el vector experimental de la boya a la deriva que se lanzó en las zonas de Puerto Ángel y Acapulco (Figura
4) y establecer las bases para futuros análisis de muestras bentónicas obtenidas por medio del nucleador de caja Reineck
en los sitios caracterizados (tanto sedimentos como organismos) (Figura 5)
Figura 3. Instrumento colocado en el armazón
del CTD (izquierda). Perfilador de velocidad de
sonido MinosX (derecha).
Figura 4. Partes de la boya a la deriva; a) vela de
arrastre, b) mástil y tensores, c) lastre, d) flotador.
Figura 5. Operación del nucleador de caja
Reineck y algunas muestras de sedimento y
organismos marinos colectados.
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
Resultados.
BatimetríaLos mapas batimétricos para cada área de estudio se muestran en las Figuras 6 a la 8.
En Bahía de Banderas se observa que las profundidades de interés para la implementación de la tecnología OTEC se
encuentran entre 2 y 3 km de distancia con respecto a la línea de costa. Esto permitiría una disminución de los costos
de tubería y de energía para bombeo del agua profunda por lo que es una zona prometedora, por lo que ahora deben
realizarse estudios geomorfológicos detallados para saber las implementaciones de ingeniería pertinentes para la parte
hidráulica (Figura 6).
En el caso de Puerto Ángel y las zonas aledañas, la distancia más corta entre la línea de costa y la zona de bombeo se
localiza al oeste de la bahía (4 km) y el promedio en general de la zona cercana a la isobata de 1000 m es de 6.7 km. Si
bien esto representa un costo mayor en cuanto a la longitud de las tuberías y su montaje en la zona con respecto a Bahía
de Banderas, esta zona es de alto interés debido a que el gradiente térmico se mantiene durante todo el año, a pesar
de la estacionalidad climatológica. Esto permite que, incluso, el gradiente térmico se pueda obtener por debajo de los
1000 m de profundidad en algunas zonas, pero lo ideal para que se mantenga esta diferencia de temperatura es llevar
la tubería a la profundidad más alta (Figura 7).
Por último, la zona de Petacalco, Guerrero muestra zonas interesantes donde la distancia a la línea de costa llega a los
21 km para la instalación de tuberías. Sin embargo, al tener la planta termoeléctrica en la zona, se ha pensado que, para
disminuir costos por instalación de tubería, se realice un sistema OTEC inversa, donde se utilice el agua de salida de la
planta (máximo 9°C) como el agua fría y la zona superficial (entre 24 y 26°C) como si fuese el agua profunda para ser
utilizado en el ciclo de trabajo de la planta (Figura 8).
Figura 6. Batimetría de la zona de Bahía de
Banderas
CEMIE-OCÉANO
Figura 7. Batimetría de la zona de Puerto Ángel y
áreas aledañas
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Año 5. No. 1
Figura 8. Batimetría de la Bahía de Petacalco
CTD
Se realizaron ocho lances de CTD cubriendo desde las Islas Marías hasta Puerto Ángel. La profundidad de las mediciones
fue diferente en cada estación, siendo la menos profunda de 930 metros de profundidad correspondiendo a la estación
CTD09 en Bahía de Banderas y la más profunda de 2050 metros de profundidad en la estación CTD07. Las temperaturas
superficiales (a 5 metros de profundidad) estuvieron en el rango entre 19.5°C y 26.8°C., en Bahía Banderas y Puerto Ángel
respectivamente. Las estaciones más cálidas fueron CTD05 (Puerto Ángel), CTD06 (Pinotepa Nacional) y la estación
CTD08 (Petacalco) (Figura 9).
Figura 9. Perfil vertical de temperatura en cada
una de las estaciones analizadas
Los perfiles de salinidad (Figura 10) se mantuvieron entre los 34.3 UPS y los 35 UPS, siendo la haloclina en los 100 metros
de profundidad y donde por lo general se obtuvieron las mayores salinidades en todas las estaciones salvo en la
estación CTD02 (Islas Marías) donde la salinidad en superficie fue la mayor de toda la columna de agua medida (1500
metros de profundidad). A partir de estos datos se obtuvo el diagrama de masas de agua para todas las áreas de estudio
(Figura 11).
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
Figura 10. Perfil vertical de salinidad en cada una
de las áreas analizadas
Figura 11. Masas de agua para todas las áreas de estudio Nomenclatura:
Agua de la Corriente de California (CCW),
Agua Superficial Tropical (TSW), Agua del Golfo de California
(GCW), Agua subsuperficial subtropical (SSW), Agua Intermedia
del Pacífico (PIW) y Agua Profunda del Pacífico (PDW)
ADCP
El ADCP se instaló en el pozo de instrumentos el día 11 de marzo 2022 a las 14:54 horas y comenzó a mandar información
a la computadora a las 18:04 horas, Coordinated Universal Time (UTC) y a partir de ese momento se ajustaron los parámetros
de operación. El registro de bitácora indica que el ADCP empezó a funcionar el día 12/03/2022 a las 00:08 horas
y se generaron en total 546 archivos en el software VmDas. Los perfiles de vectores de velocidad y dirección para todo
el derrotero se observan en la figura 12. En general, en el derrotero de ida a Puerto Ángel se midió corriente superficial
a favor del derrotero hacia el SE. Estas mediciones se corroboraron con el Copernicus Marine Viewer (MyOcean Pro) en
donde se apreciaron dos núcleos de corriente superficial en donde las corrientes oceánicas estuvieron presentes desde
el día 4 de marzo, sintiendo aún los efectos de esta corriente el día 12 de marzo y hasta el 14 de abril llegando a Puerto
Ángel donde la corriente cambió de dirección debido a otro núcleo en el Istmo de Tehuantepec registrado igual con el
Copernicus Marine Viewer (MyOcean Pro). Las velocidades medidas con el ADCP están entre 0.3 m s-1 y hasta 1.4 m s-1.
Figura 12. Vectores de velocidad y dirección de
corriente para todo el derrotero
CEMIE-OCÉANO
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Año 5. No. 1
Despliegue de boya a la deriva
Se realizaron dos lances de boya a la deriva, uno diurno y otro nocturno por espacio de una a cuatro horas de deriva
desde el lance a la recuperación (Figura 13).
Figura 13. Boya a la deriva (vespertino y nocturno)
Descripción de organismos
irregular), poliquetos y cnidarios (plumas de mar) (Figura 14). Su identificación corrió por parte de personal del Instituto
de Ciencias del Mar y Limnología, unidades CU y Puerto Morelos, así como por parte de la tripulación científica del crucero.
Con estos resultados, se pueden hacer estudios de biología y ecología, en cuanto a qué organismos o grupos se
encuentran presentes, su hábitat, estudios poblacionales como densidad y distribución, así como parámetros geoquímicos
y de granulometría para profundizar en el tema de los posibles impactos que pueden presentarse al implementar
esta tecnología.
Los organismos colectados que aparecieron libres al muestrear los sedimentos y fueron identificados son: Brisaster
townsendi o galleta de mar (erizo irregular) (1 ejemplar), Amphiura serpentina o estrella de mar (1 ejemplar), Amphiura
polyachanta o estrella de mar (tres ejemplares) del Phylum Echinodermata, Austrophyllum sp. o poliqueto (1 ejemplar)
del Phylum Annelida, Clase Polychaeta y Pennatula sp. o pluma de mar (1 ejemplar) del Phylum Cnidaria, Clase Anthozoa,
Orden Pennatulacea.
Figura 14. Organismos colectados por medio del
nucleador de caja en diferentes estaciones
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
Conclusiones
A partir del análisis batimétrico se pudo determinar la distancia más corta desde la línea de costa hasta la zona en la
que el agua profunda alcanza un gradiente térmico igual o mayor a 20°C. Con el mapeo realizado y visualizado en 3D se
pudo comprobar el tipo de fondo y el tipo de pendiente de cada sitio; esta información es de vital importancia para la
ingeniería básica en la propuesta de instalación y recorridos de las tuberías de una planta OTEC.
Con los datos obtenidos mediante las calas de CTD se puede identificar que el gradiente térmico entre el agua superficial
y el agua profunda supera los 20°C a partir de los 700 metros de profundidad en Puerto Ángel y Petacalco; y a partir
de los 900 metros en Bahía de Banderas. Por otra parte, los perfiles de salinidad se mantuvieron entre los 34.3 UPS y 35
UPS, siendo la haloclina en los 100 metros de profundidad. Los datos de oxígeno disuelto mostraron que en superficie
se encuentra la mayor variabilidad y, a partir de los 120 metros de profundidad aproximadamente, se comienzan a homogeneizar
las concentraciones.
Los avistamientos de organismos en el área de estudio son una primera aproximación para establecer un instrumento
eficaz para el diagnóstico integral de posibles afectaciones ambientales por la operación de una planta OTEC, así como
las mitigaciones y monitoreos frecuentes para resolver estos impactos.
Se puede afirmar que se han cumplido los objetivos propuestos, obteniendo datos contundentes que comprueban que
dentro de los tres sitios estudiados existen puntos específicos con gran potencial para la instalación de una planta OTEC.
Queda demostrado que, de acuerdo con su batimetría, las zonas con menor distancia de la toma de agua profunda a la
línea de costa son: (1) Bahía de Banderas, (2) Puerto Ángel, y (3) Petacalco; y de acuerdo con su temperatura, las zonas
de mayor gradiente térmico son: (1) Puerto Ángel, (2) Petacalco y (3) Bahía de Banderas. Los datos recabados en este
reporte, representan una base sólida para futuros estudios para lograr el éxito del despliegue de plantas de generación
de energía por medio de OTEC en el país.
Agradecimientos
Los autores agradecen a la Secretaría de Energía (SENER) y al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por
el patrocinio del proyecto CEMIE-Océano y el apoyo logístico para tal fin.
Al Centro Mexicano de Innovación en Energía del Océano (CEMIE-Océano), al Instituto de Ingeniería y al Dr. Rodolfo Silva
Casarín por las facilidades para la realización de este crucero oceanográfico y la confianza depositada en sus colegas
para la realización de las actividades conducentes.
Al Instituto de Ciencias del Mar y Limnología (ICMyL), a la Coordinación de Plataformas Oceanográficas (COPO) y a su
responsable, Dra. Ligia Pérez Cruz, a la Coordinación General de Posgrado y a la Coordinación de la Investigación Científica
de la UNAM, por otorgar las facilidades económicas y logísticas previo, durante y posterior a la realización de la
campaña oceanográfica OTEC-1.
A la Maestra en Ciencias Alicia de la Luz Durán González y a la Dra. Luz Verónica Monroy Velázquez, por su invaluable
ayuda y contribución para la identificación de los organismos marinos colectados durante el crucero oceanográfico en
la zona de Bahía de Banderas, Jalisco.
CEMIE-OCÉANO
A la tripulación del B/O “El Puma” por el apoyo logístico para el uso de las instalaciones del barco, el apoyo durante los
trabajos de lances de CTD y el nucleador de caja, la limpieza de los camarotes, la preparación de los alimentos para su
consumo en las horas disponibles y por las sugerencias para la realización de diversas tareas complementarias en el
crucero.
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Año 5. No. 1
...............................................................................................................................................................
Biota incrustante (Algas) en sustratos artificiales
a lo largo del tiempo
Monroy Velázquez Luz Verónica
LMonroy@iingen.unam.mx;
Prácticamente cualquier superficie sólida cuando se encuentra sumergida en agua de mar (u
otro fluido), queda expuesta a un fenómeno conocido como incrustación o incrustamiento
(fouling), que es la formación de depósitos no deseados que pueden ser cristales, materia
inorgánica precipitada, partículas en suspensión, depósitos de corrosión, etc (Bixler y Bhushan,
2012). Cuando la acumulación no deseada se trata de organismos marinos, el fenómeno
se conoce como bioincrustación o biofouling (Rittschof, 2001) y constituye uno de los
principales factores que influyen en los procesos de corrosión (de Messano et al. 2009).
La colonización de organismos marinos es un proceso complejo que involucra múltiples
etapas: los primeros colonizadores son bacterias, virus, hongos, diatomeas y protozoarios
(Graham y Cady, 2014) que empiezan a formar una biopelícula o biofilm, que es la agregación
de células con estructura tridimensional, mismas que se mantienen unidas mediante
polisacáridos adhesivos secretados por las mismas células. Los biofilms van alterando la micro
topografía y la propiedades fisicoquímicas de la superficie (Martín-Rodríguez et al. 2015).
Existen además, factores tales como la rugosidad de la superficie, la mojabilidad (repelencia
o atracción del agua), la topografía (Salta et al. 2013) incluso el color del sustrato (Dobretsov
et al. 2011; Vinagre et al. 2020) que influyen en la composición del biofilm. Estos biofilms
producen señales químicas para atraer (o disuadir) la llegada de colonizadores secundarios
y terciarios (Martín-Rodríguez et al. 2015), es decir, preparan el escenario para la posterior
colonización de algas y de larvas de invertebrados (Tran y Hadfield, 2011), estas últimas pueden
usar los componentes de la biopelícula como señales para los sitios de asentamiento o
reclutamiento apropiados (Hatfield, 2011).
Para evaluar las propiedades anticorrosivas y antivegetativas en sustratos artificiales, en la
localidad de Puerto Morelos se están llevando a cabo pruebas en campo para la caracterización
de la biota incrustante. El 8 de marzo del 2021 se instalaron en el fondo marino (6m
de profundidad) sobre laja, cerca de la barrera arrecifal de la Bocana Chica, siete sets consistentes
cada uno en siete cupones de acero inoxidable (5x5cm) seis de ellos con diferentes
recubrimientos acrílicos más su respectivo control (sin recubrimiento). Aproximadamente
cada dos-tres meses se ha recuperado de forma aleatoria un set de cupones, y en el laboratorio
cada cupón es fotografiado por ambas caras para una caracterización preliminar de la
biota incrustante.
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
Para ejemplificar la biota observada en los cupones, a lo largo del tiempo, se incluyen solamente las imágenes de
aquellos recubiertos con Polimetilmetacrilato y Óxido de Silicio. (Archivo zip adjunto). Las fechas de recuperación son
las siguientes: 28/04/2021 (46 días sumergido), 28/06/2021 (112 días), 24/09/2021 (204 días), 16/03/2022 (381 días) y
23/06/2022 (472 días) donde se pueden observar distintos grupos morfológicos, básicamente consistentes en algas
(Tabla 1).
Tabla 1. Grupos morfológicos de algas que generalmente se encuentran presentes
en los cupones
CEMIE-OCÉANO
34

Año 5. No. 1
Referencias
Bixler GD, Bhushan B (2012) Biofouling: lessons from nature. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical,
Physical and Engineering Sciences 370:2381-2417
de Messano LV. Sathler L, Reznik LY, Coutinho R (2009). The effect of biofouling on localized corrosion of the stainless
steels N08904 and UNS S32760. International Biodeterioration and Biodegradation 63:607-614
Dobretsov S, Teplitski M, Bayer M, Gunasekera S, Proksch P, Paul VJ (2011) Inhibition of marine biofouling by bacterial
quorum sensing inhibitors. Biofouling 27:893-905
Graham MV, Cady NC (2014) Nano and microscale topographies for the prevention of bacterial surface fouling. Coatings
4: 37-59.
Hadfield MG (2011) Biofilms and marine invertebrate larvae: what bacteria produce that larvae use to choose settlement
sites. Annal Review of Marine Science 3:453-70. doi: 10.1146/annurev-marine-120709-142753. PMID: 21329213.
Martín-Rodríguez AJ, Babarro JMF, Lahoz F, Sansón M, Martín VS, Norte M, et al. (2015) From Broad-Spectrum Biocides to
Quorum Sensing Disruptors and Mussel Repellents: Antifouling Profile of Alkyl Triphenylphosphonium Salts. PLoS ONE
10(4): e0123652.
Rittschof, D (2001) Natural product antifoulants and coatings development. Marine Chemical Ecology 1: 543
Salta M, Wharton JA, Blache Y, Stokes KR, Briand JF (2013) Marine biofilms on artificial surfaces: structure and dynamics.
Environmental Microbiology 15:2879-2893
Tran C, Hadfield MG (2011) Larvae of Pocillopora damicornis (Anthozoa) settle and metamorphose in response to surface-biofilm
bacteria. Marine Ecology Progress Series 433: 85-96
Vinagre PA, Simas T, Cruz E, Pinori E, Svenson J (2020) Marine biofouling: A European database for the marine renewable
energy sector. Journal of Marine Science and Engineering 8:495
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
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Curso: Python para el análisis de termofluidos
enfocados a OTEC
Jessica Tobal Cupul
UNICARIBE
Línea de Gradiente Térmico
140300172@ucaribe.edu.mx
Del 04 al 08 de julio, Jessica Tobal Cupul y Jesús Florido Ortega, integrantes de la Línea Estratégica
de Energía por Gradiente Térmico (G-LE) impartieron el curso “Python para el análisis
de termofluidos enfocados a OTEC” a investigadores y estudiantes de la Universidad del Caribe.
El objetivo del curso fue proporcionar las herramientas para que los asistentes puedan
realizar análisis de termofluidos utilizando las ventajas competitivas que ofrece el lenguaje
Python.
Tanto Jessica Tobal como Jesús Florido han utilizado el lenguaje Python para sus respectivos
temas de investigación, especialmente la librería CoolProp y iapws, por su versatilidad para
realizar cálculos termodinámicos. Jessica Tobal utiliza este lenguaje y librerías para el análisis
del funcionamiento del prototipo OTEC-CC-MX-1kWe, mientras que Jesús los utiliza para el
desarrollo de su tesis de maestría sobre la instalación de una planta OTEC de ciclo abierto en
la isla de Cozumel.
Figura 1. De lado izquierdo: Jesús Florido Ortega y de lado derecho: Jessica Tobal Cupul
CEMIE-OCÉANO
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Año 5. No. 1
Teniendo en cuenta la ventaja competitiva de esta herramienta, se creó un taller de 20 horas impartido de manera presencial
en la Universidad del Caribe. Este curso estuvo compuesto por una introducción a Python donde se incluyó la
explicación de las diferentes estructuras de datos de Python, el manejo de bases de datos y la creación de funciones. En
la segunda sección del curso se exploró el uso de CoolProp para cálculos termodinámicos y el uso de iapws para cálculo
de propiedades de agua de mar. Por último, se realizaron las ecuaciones de balance de masa y energía de una planta
OTEC de tipo ciclo cerrado y ciclo abierto.
Los asistentes fueron los investigadores de la línea G-LE de la Universidad del Caribe y estudiantes de la carrera de
Ingeniería Ambiental e Ingeniería Industrial de la Universidad del Caribe, quienes al final recibieron una constancia de
participación al taller.
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
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Exposición: “La corriente de Cozumel:
una fuente de energía limpia”
Valería Chávez Cerón
II-UNAM
VChavezC@iingen.unam.mx
Los días 19 y 20 de agosto de 2022, se llevó a cabo la exposición “La corriente de Cozumel:
una fuente de energía limpia” en el Parque Quintana Roo, en Cozumel. La exposición tuvo
como objetivo dar a conocer a la comunidad el potencial de la corriente de Cozumel para
brindar energía eléctrica a la isla y cómo puede aprovecharse por medio de turbinas, además
de los estudios que se realizan respecto a los posibles impactos en el ambiente de este
aprovechamiento.
Figura 1. Grupo de expositores
CEMIE-OCÉANO
El grupo de expositores estuvo compuesto por Carlos Arjonilla y Valeria Chávez del Instituto
de Ingeniería UNAM; Ismael Mariño, Cecilia Enriquez, Jesús Aragón y Orlando Cuen de la
ENES Mérida - UNAM; Stephanie Ordoñez y Cameron Johnstone de la Universidad de Strathclyde
(Escocia); y Tim O’Doherty de la Universidad de Cardiff (Gales). La exposición, liderada
por el proyecto CEMIE-Océano, contó con el apoyo de CONACYT y Newton Fund a través
del proyecto “Technology development towards sustainable marine current energy harvesting
for coastal communities in Mexico”, además de organizaciones sociales y tomadores de
decisiones de Cozumel: el Rotary Club Cozumel, Rotarac Cozumel, Planetario de Cozumel,
Fundación de Parques y Museos de Cozumel, y del Ayuntamiento de Cozumel.
38

Año 5. No. 1
En la exposición se mostró a niños, jóvenes y adultos, un prototipo de una turbina helicoidal desarrollada en el Instituto
de Ingeniería UNAM - diseñada para operar de manera óptima en el Canal de Cozumel, un equipo para medición de
corrientes en sitios y se compartieron infografías y un video informativo. Te invitamos ver el video informativo en este
enlace: https://cemieoceano.mx/Corriente-Marina-de-Cozumel.html
Figura 2. Exposición “La corriente de Cozumel: una fuente de energía limpia”
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
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Dinámica de la circulación superficial de la
Bahía de La Paz, México
Maria Yesenia Torres Hernandez
CICESE
ytorres@cicese.edu.mx
La Bahía de La Paz (BLP) es el cuerpo costero más grande y profundo del Golfo de California
(GC). Los factores que pueden influir en el flujo de nutrientes en esta zona costera son
múltiples: el viento local, la marea, la batimetría, la forma de la costa y la influencia de las
estructuras de mesoescala del GC. En particular, la literatura reporta la presencia de remolinos
ciclónicos en la zona más profunda de la bahía. El análisis de escala de esos remolinos
es consistente con la influencia de fenómenos de escalas temporales y espaciales más pequeñas,
su radio de deformación interno de Rossby teórico es mayor al presentado por las
estructuras in situ. En este trabajo, exploramos la influencia de los fenómenos sub-mesoescalares
(SbM) en la dinámica de la bahía por medio de dos casos particulares de remolinos.
Estos procesos son capaces de inducir mezcla vertical y fertilización de la capa superficial
de la bahía. Presentamos el balance de fuerzas en la capa superficial para el caso de dos períodos
de observación en 2004, usando flotadores lagrangeanos. Estos flotadores describen
trayectorias en sentido antihorario y muestran que el movimiento persiste en el interior de
la bahía por unos 30 días (fig. 1).
Nuestro balance dinámico destaca que el movimiento del flotador esta influenciado por tres
forzantes: Coriolis, marea y viento (fig. 2). Lo que nos indica que el movimiento de esta circulación
corresponde a SbM. Procesos de SbM con esta persistencia son un factor que necesariamente
tendrá un impacto muy significativo en la composición del océano superior de
la BLP. La mayor parte del tiempo estos forzantes cierran el balance de fuerzas descrito por
los flotadores. Solamente cuando hay advección intensa, acompañada de fuertes gradientes
de densidad, nuestro tratamiento de los datos de los flotadores subestima el gradiente de
velocidad y la advección (fig. 3).
Figura 1
CEMIE-OCÉANO
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Año 5. No. 1
Figura 3
Figura 2.
Cita: Torres-Hernández, María-Yesenia, Armando Trasviña-Castro, Alida-Rosina Rosales-Villa, y Alejandro Jose Souza.
«Dynamics of the Surface Circulation of La Paz Bay, Mexico». Continental Shelf Research 235 (febrero de 2022): 104664.
https://doi.org/10.1016/j.csr.2022.104664.
Te invitamos a leer el artículo completo “Dynamics of the surface circulation of La Paz bay, Mexico”, descarga desde el
enlace: https://doi.org/10.1016/j.csr.2022.104664.
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
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Artículo: “An Assessment of the Financial Feasibility of
an OTEC Ecopark: A Case Study at Cozumel Island”.
Jessica Tobal Cupul
UNICARIBE
Línea de Gradiente Térmico
140300172@ucaribe.edu.mx
En abril del 2022, colaboradores de distintas líneas del CEMIE-Océano, estudiantes de la
Pan-America Ocean Studen Network (POES), y estudiantes del Thayer School of Engineering
del Dartmouth College realizaron una publicación titulada “An Assessment of the Financial
Feasibility of an OTEC Ecopark: A Case Study at Cozumel Island” en la revista sustainability
del MDPI.
Este trabajo se realizó como producto de la competencia Concurso Colegiado de Energía
Marina 2021 (MECC, por sus siglas en inglés), organizado por el Laboratorio Nacional de
Energía Renovable del Departamento de Energía de los Estados Unidos (NREL, por sus siglas
en inglés), en la que los estudiantes participaron en abril del 2021. El grupo multidisciplinario
de jóvenes estudiantes estuvo conformado por estudiantes de Darmouth College, de la
Universidad Nacional Autónoma de México, la Universidad Autónoma del Estado de México
y de la Universidad del Caribe, quienes realizaron este trabajo utilizando los conocimientos
adquiridos como colaboradores del CEMIE-Océano.
El objetivo de este artículo fue mostrar como un Ecoparque OTEC puede proveer de energía
sustentable y productos de calidad para satisfacer las necesidades de las comunidades
costeras en México. Se realizó un caso de estudio de un Ecoparque centrado en una planta
OTEC tipo híbrida de 60 MW localizada en la isla de Cozumel. Un análisis financiero, y revisión
bibliográfica para consultar los aspectos técnicos y los riesgos socio-ambientales fueron algunos
de los puntos que se tocaron en este artículo.
Figura 1. Ubicación del área de estudio.
CEMIE-OCÉANO
Este artículo es de acceso libre, te invitamos a leerlo: https://doi.org/10.3390/su14084654
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Año 5. No. 1
Congresos
CEMIE-Océano
2017 2018
2018 2019
2021
2022
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
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Participación en PAMEC 2022 y en el 2o. Congreso
Internacional
Diego Fernando Bernal Camacho
Es Maestro en ingeniería civil, actualmente es estudiante de doctorado en el Instituto de
Ingeniería de la UNAM y participante en el CEMIE-OCEANO.
Del 19 al 22 de junio del 2022 participó en American Marine Energy Conference, PAMEC
Energy Association 2022, que tuvo lugar en Ensenada, Baja California. Durante su participación
presentó un poster relacionado con la dinámica de una plataforma flotante para turbinas
eólicas en condiciones marítimas del golfo de Tehuantepec. También participó en el 2°
Congreso Internacional sobre Energía Marina, llevado a cabo del 22 – 24 de agosto del 2022
en la ciudad de México. Su participación consistió en una presentación oral de 15 min sobre
la evaluación de las condiciones marítimas del Golfo de Tehuantepec y la instalación de una
turbina eólica flotante.
CEMIE-OCÉANO
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Año 5. No. 1
M. en C. Pamela A. Flores Balbuena
Es Maestra en Ciencias y participó en el congreso organizado por Pan American Marine Energy Conference, PAMEC
Energy Association 2022, su participación consistió en la elaboración de un Poster en el que presentó una parte del proyecto
que esta desarrollando como estudiante de doctorado del Instituto de Ingeniería de la UNAM y como integrante
del CEMIE-O. El proyecto consiste en la propuesta de una nueva metodología, basada en lógica difusa, para realizar
evaluaciones probabilísticas de Impactos Ambientales para platas de energía renovable marina, para esta investigación
se tomará como caso de estudio el Canal de Cozumel, Quintana Roo, México. El poster fue exhibido durante los 4 días
que duró el congreso.
También participó en el 2° Congreso Internacional sobre Energía Marina CEMIE-Océano, en esta ocasión con una presentación
oral.
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
M.I. Selef García Orozco
Estudiante de Doctorado en Ingeniería en Energía de la UNAM. Durante el 2o. Congreso Internacional presentó su
investigación de doctorado titulada: “QUALITY FUNCTION DEPLOYMENT METHODOLOGY FOR SUSTAINABLE DESIGN
OF HYDROKINETIC TURBINE BLADES” con los coautores el Dr. Gregorio Vargas Gutiérrez del CINVESTAV Saltillo; la Dra.
Stephanie Ordóñez Sánchez, de la Universidad de Strathclyde; y el Dr. Rodolfo Silva Casarín del Instituto de Ingeniería
de la UNAM.
En esta presentación se habló sobre la importancia del diseño sostenible en las etapas tempranas de desarrollo tecnológico
y la metodología propuesta con base en la Función Despliegue de Calidad (QFD, por sus siglas en inglés), así
como también presenté los resultados de escenarios de materiales propuestos para álabes de una turbina hidrocinética
que aprovecha las corrientes marinas, en donde el mejor material en cuanto a menor impacto ambiental fue la fibra de
vidrio. Como trabajo futuro se tiene implementar escenarios de economía circular, los costos asociados a la manufactura
de estos elementos y su viabilidad tecno-económica y ambiental.
En el Congreso PAMEC 2022, presentó a la red de voluntarios POES Energy como parte de una de las actividades de difusión
para abrir el diálogo con los presentes e impulsar a la red para futuras colaboraciones y promover la participación
de más jóvenes investigadores en la región Panamericana. Ella actualmente es la titular de Marketing y Redes Sociales.
El título de la presentación fue “POES: United for the development of Ocean Energy in Pan-America
CEMIE-OCÉANO
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Año 5. No. 1
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Participación en el 1er. Congreso Internacional
Armando Trasviña Castro
atrasvina@gmail.com
Armando Trasviña participó en el 1er Congreso Internacional con la presentación de poster.
Observaciones in situ de
corrientes en el sureste de la
Península de Baja California
J. J. González Rejón 1 , Armando Trasviña Castro 2 , Rodolfo Silva Casarín 3
1 CEMIE, 2 CICESE-ULP, 3 II-UNAM
Resumen
En este trabajo se realizó una recopilación de registros de corrientes en el sureste de la península de Baja California generados por derivadores superficiales y anclajes de
ADCP en El Bajo Espíritu Santo y al oeste de Isla Cerralvo, BCS. En general, las magnitudes observadas por los derivadores no fueron mayores a los 0.5 ms -1 . Algunas
magnitudes más intensas se observaron al sureste de Cabo Pulmo, el oeste del Bajo Espíritu Santo y entre la península de Baja California y la Isla Cerralvo, aunque
generalmente no superaron los 0.6 ms -1 . Las mediciones observadas en el ADCP en el monte submarino El Bajo Espíritu Santo, mostraron dos periodos en los que las
corrientes alcanzaron magnitudes de hasta 0.7-0.8 ms -1 (8% del tiempo registrado), a mediados de julio y finales de noviembre de 1999, sin embargo, en el resto del tiempo
las magnitudes no superaron los 0.5 ms -1 . Otras mediciones con correntímetros se han realizado entre la Isla Cerralvo y la península en la que se observaron algunos
periodos con incrementos importantes de la velocidad (por encima de 1 m/s) y que prevalecieron hasta el 16 % del tiempo observado (3 meses), registros que faltan por
analizar su potencial eléctrico.
Introducción
Datos
La península de Baja California es una región árida en la que satisfacer los Se analizaron las observaciones en un anclaje en el Bajo Espíritu Santo entre julio y
requerimientos eléctricos de forma tradicional resulta complicado, costoso y muy diciembre de 1999 y uno al oeste de la Isla Cerralvo frente a la península de Baja
contaminante. Con los compromisos internacionales por la disminución de las emisiones California entre noviembre 2020 y febrero 2021, así como 492 observaciones históricas
de gases de efecto invernadero generados por la producción tradicional de energía de derivadores superficiales en el golfo de California entre 1998 y abril de 2018 con una
eléctrica, es ineludible la necesidad de explorar otras fuentes de energía eléctrica más resolución temporal de 6 h. Los derivadores superficiales pertenecen al Programa
sustentable.
Global de Derivadores de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica y a un
El objetivo principal del trabajo consistió en una revisión de los registros de corrientes en
conjunto de trayectorias observadas por derivadores construidos en CICESE Unidad La
el golfo de California para integrar un inventario de corrientes con potencial de
Paz.
aprovechamiento para la generación de electricidad en el sureste de la Península de
Baja California.
Resultados
Figura 1. Promedio de las corrientes observadas con
derivadores entre 1998-2018, en una malla de 0.25°.
Figura 2. Arriba a la derecha: Diagrama Hovmöller de la magnitud de la velocidad registrada en un correntimetro anclado en el Bajo Espíritu
Santo. Abajo a la derecha: Series de tiempo correspondientes a las mediciones entre los 12 y 50 m de profundidad. Los eventos donde las
velocidades superan los 0.5 m/s representan el 8% del tiempo observado. Ubicación del monte submarino El Bajo Espíritu Santo (EBES), la
posición del ADCP se indica con un cuadrado amarillo en el mapa a la izquierda. Los contornos negros indican la batimetría. Imagen tomada
de Trasviña-Castro et al. (2003).
Figura 3. Trayectorias de derivadores en los que se observó aumento de magnitud
de la velocidad de la corriente al noreste de la Isla Espíritu Santo, entre Isla Cerralvo
y la península de Baja California (izquierda) y en el sureste de la península
(derecha), señalados con círculos azules.
Resumen y trabajo en proceso
Figura 4. Arriba: serie de tiempo de corrientes medidas en la capa superficial entre noviembre de 2020 y febrero 2021
en un anclaje al este de Isla Cerralvo. Abajo: Mediciones de las corrientes en el mismo anclaje entre el 21 de enero y
el 5 de febrero de 2021.
De la base de datos histórica de observaciones de derivadores superficiales, ubicamos áreas interesantes para enfocar la búsqueda de corrientes con potencial eléctrico, siendo estas el canal entre la Isla
Cerralvo y la península, el Bajo Espíritu Santo y el sureste de la península de Baja California, frente a Cabo Pulmo. Se esperaba que las mediciones en el Bajo Espíritu Santo mostraran periodos más
largos con corrientes por encima de los 0.5 m/s, contrario a lo encontrado donde solamente en el 8 % del tiempo observado (6 meses) se cumplió esta característica.
Las mediciones entre Isla Cerralvo y la península mostraron algunos eventos en los que las velocidades incrementan por encima de 1 m/s y el 16 % del tiempo observado fue mayor de 0.5 m/s en la capa
superficial, aunque el potencial eléctrico de las corrientes marinas en esta región aún está por evaluarse.
Por otro lado, se sugiere la realización de 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, y no hay registros
que indiquen que esta condición prevalece en el tiempo.
Agradecimientos Al Proyecto CEMIE-Océano del Fondo Sectorial SENER-CONACYT y CEMIE-Océano, A.C. por el financiamiento y apoyos otorgados.
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano No. 9
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Reconocimientos a estudiantes miembros de la
línea de Gradiente Térmico: GLE-2
Estela Cerezo Acevedo
UNICARIBE
ecerezo@ucaribe.edu.mx
Feria Estatal de Ciencias, Ingenierías e Innovación del Estado de Quintana Roo
El proyecto “Implementación y pruebas de un prototipo de planta OTEC para la generación
de energía eléctrica a través del aprovechamiento del gradiente térmico del mar Caribe
Mexicano”, presentado por miembros de la línea G-LE2: Ing. Daniel Alejandro Amaro Rosas
egresado de Ingeniería Industrial y el estudiante de Ingeniería Ambiental de la Universidad
del Caribe, Leandro Daniel Balan Pool, dirigido por la Dra. Estela Cerezo, obtuvo el 2o lugar
en el área de Ciencias Ambientales en la Feria Estatal de Ciencias, Ingenierías e Innovación
del Estado de Quintana Roo, logrando de esta forma pasar a la etapa nacional.
Feria Mexicana de Ciencias
En la etapa nacional se obtuvo el primer lugar en la Feria Mexicana de Ciencias en el área
de Ciencias de la Tierra, Energía Física. Se contó con la colaboración del M.C. José Francisco
Martínez Ortega para la evaluación del riesgo y con el Dr. Miguel Ángel como el científico
experto. La premiación se llevó a cabo en la ciudad de Torreón, Coahuila el 24 de junio del
presente año. Este reconocimiento es otorgado por la Red Nacional de Consejos y Organismos
Estatales de Ciencia y Tecnología (REDNACECYT), para reconocer la labor de los jóvenes
estudiantes de nivel medio superior, superior, de varios Estados del país.
El objetivo de este proyecto fue implementar el prototipo de planta OTEC de ciclo cerrado
para validar la factibilidad de generación de energía eléctrica a partir del gradiente térmico
del mar Caribe Mexicano, considerando la instalación y caracterización de los componentes
para una potencia eléctrica de 1 kW. La prueba piloto se realizó exitosamente, comprobándose
los parámetros termodinámicos.
CEMIE-OCÉANO
Figura 1. Leandro Daniel Balan Pool y Daniel Alejandro
Amaro Rosas, 1er lugar en la Feria Mexicana de Ciencias e
Ingenierías 2022.
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1er Concurso de Tesis del CEMIE-Océano
Los egresados de los Programas Educativos de Ingeniería Industrial e Ingeniería Ambiental de la Universidad del Caribe,
Oscar Sierra Llanes y Cristian Alan Carrillo Martínez, asesorados por el Dr. Víctor Manuel Romero Medina, obtuvieron el
1er lugar a nivel licenciatura en el 1er Concurso de Tesis de CEMIE-océano con el trabajo “Simulación Numérica de una
Bomba Centrífuga para un Prototipo OTEC de 1 kWe en el Mar Caribe Mexicano”, así mismo este fue presentado en el
2o Congreso Internacional de Energía Marina del CEMIE-Océano. El objetivo principal de este proyecto fue realizar la
simulación del comportamiento del fluido de trabajo (R-152a) a su paso por la bomba comercial de flujo axial, la cual
impulsa al R-152a durante el ciclo OTEC Cerrado del prototipo de planta OTEC-CC-MX-1kWe. De acuerdo con los resultados
obtenidos, las condiciones de operación de la bomba, evaluadas en la simulación, se aproximan en gran medida
a las reales, con un margen de error de 7.53% de flujo. Con este modelo validado se podrá anticipar posibles problemas
de la bomba como la cavitación.
Figura 2. Oscar Sierra Llanes, Cristian Alan Carrillo Martínez y
Víctor Manuel Romero Medina, 1er lugar nivel licenciatura en el
1er Concurso de Tesis de CEMIE-Océano.

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