Por Yassir Zárate Méndez –
El reto energético es global, sentencia el Dr. Alberto Arancibia Bulnes, secretario académico del Instituto de Energías Renovables (IER) de la UNAM. En entrevista para El faro en línea, efectuada en la sede de esta entidad académica, en Temixco, Morelos, ofrece detalles sobre las líneas generales de investigación, vinculadas estrechamente con varios desafíos que enfrenta la sociedad contemporánea, para asegurarse el suministro de energía.
Larga tradición
De entrada, Arancibia Bulnes destaca que el Instituto cuenta con una “larga existencia”, que se manifiesta en líneas de investigación muy diversas. Todas, evidentemente, giran en torno a las energías renovables, que es un tema muy dilatado, porque hablamos de un amplio espectro, que incluye a las energías solar, eólica, geotérmica, bioenergía y la que producen las mareas.
En este rompecabezas, sobresalen varios asuntos. En primer término, destaca el hecho de que, si bien el abanico de opciones de energías renovables es amplio, lo cierto es que todas están en desarrollo, con sus respectivos problemas. Por ello, se requiere de investigación básica, pero también de respuestas articuladas desde la ingeniería, con la mente puesta en diseñar e implementar dispositivos tecnológicos.
Es así que “la investigación que se hace en el Instituto va desde la parte de la ciencia básica, hasta la parte de la ingeniería, pensada ya para el desarrollo tecnológico”, resume el también académico.
Diversidad de energías renovables
Tradicionalmente, el Instituto ha centrado su interés en la investigación sobre energía solar, tanto en la parte solar térmica de calentamiento a diferentes niveles de temperatura, como la sección fotovoltaica, con la producción de electricidad mediante celdas solares.
En ambas líneas tiene una larga historia. Por ejemplo, el trabajo en celdas solares de manera natural ha llevado al desarrollo de materiales, que se han aprovechado en este campo y, por colaboraciones, se ha extendido su uso en otros sitios.
Como se ha visto en otros artículos de El faro en línea, la ciencia de materiales permite responder a necesidades puntuales y por demás diversas. Por ejemplo, en el caso del IER, se ha logrado la producción de dispositivos de control de ventanas inteligentes, que incluyen sensores para una gran variedad de aplicaciones, “porque la ciencia de materiales no conoce fronteras en sus usos”, explica Arancibia Bulnes.
En la parte solar-térmica, hay numerosos proyectos en temas que tienen que ver con energía de baja temperatura, como el calentamiento solar de agua o el secado solar, es decir, la deshidratación. También asuntos como la refrigeración solar y la producción solar de energía eléctrica y de combustibles. “Abarcamos una amplia gama de temas”, asienta el investigador.
Agrega que en tiempos más recientes se fueron desarrollando otras líneas de investigación, como la relacionada con la energía geotérmica y sobre aspectos que tienen que ver con identificar las características de los pozos geotérmicos y el potencial que tienen, que requiere también investigación básica.
Por último, menciona que en tiempos más recientes se ha fomentado el estudio para el aprovechamiento de la energía eólica, incluyendo los tipos de dispositivos que se utilizan para su aprovechamiento.
La intermitencia de las energías renovables
Uno de los principales inconvenientes de las energías renovables es la intermitencia. ¿Esto qué quiere decir? Pues que prácticamente ninguna de ellas genera un flujo energético constante.
Las energías renovables, en general, dependen de aspectos climáticos, y de ciclos naturales del planeta. Es muy clara la influencia del ciclo día-noche en la energía solar, que es la que más volumen genera para los sistemas de distribución. La energía que obtenemos de nuestra estrella con fines utilitarios, depende de la hora del día, pero también de variaciones climáticas, como las estaciones del año; la duración del día cambia mucho entre invierno y verano, lo que implica una variación importante.
Las lluvias también presentan una gran diferencia entre temporada de secas y la temporada de lluvias y de un día a otro, en una misma semana; estas variaciones ocasionan acumulamientos diferenciados de energía. “Podemos tener valores muy diferentes de energía solar disponible. Un día podemos tener la mitad de energía que al día siguiente”, acota el secretario académico del IER.
Esto implica que para la energía solar hay dos opciones de aprovechamiento. O respaldamos la que se pueda captar, es decir, si bien la mayor parte del tiempo usamos energía solar, debemos tener, por ejemplo, calderas de gas o de algún otro combustible, para suplirla cuando ya no la tengamos; o bien inventamos formas de almacenar la energía solar, ya sea de manera térmica o eléctrica.
Otro caso donde hay una intermitencia importante es la energía eólica, que tiene todavía más variabilidad que la solar, y en menor escala se encuentra la geotérmica, que es mucho más estable a lo largo del tiempo.
Más retos
Por otra parte, el Dr. Arancibia apunta que el ejemplo más simple de almacenamiento de energía térmica es un calentador solar de agua que tiene un termotanque aislado para almacenar el agua caliente, “y así poder bañaros en la mañana”. Asimismo, externa que hoy en día una de las energías principales que consumimos es la energía eléctrica. Y almacenar energía eléctrica es caro. Tener las baterías costosas, duran poco, son pesadas, voluminosas y no son muy amigables con el ambiente en muchos casos.
La ruta, al menos de forma momentánea, es la “mezcla de diferentes energías. No podemos tener una sola fuente de energía y esta mezcla requiere que unas se soporten a otras. Una solución inteligente entre usar la energía que está disponible en cada momento y también apoyarse en el almacenamiento de energía”, expone.
El desarrollo de combustibles a partir de la energía solar es una línea de investigación importante en el Instituto, añade el secretario académico del IER. Y asociadas a todas esas energías y líneas de investigación, que van directamente hacia la tecnología de aprovechamiento de renovables, está una serie de aspectos básicos que también son importantes, que tienen que ver con la investigación de procesos térmicos, termodinámica, trasferencia de calor, mecánica de fluidos, física de materiales, es decir, toda una serie de aspectos que se requieren para el aprovechamiento de la energía.
Otra línea que está faltando mencionar es el de utilización racional de la energía, vinculado en el diseño y construcción de edificios. “El diseño bioclimático de edificaciones, el disminuir los costos que se requieren para acondicionar los espacios, tanto calentamiento de espacios, como enfriamiento de espacios, disminuir los costos a través de un mejor diseño de las edificaciones, esa es otra línea también muy importante”, acota el Dr. Arancibia.
Es así que el ahorro de energía a través de sistemas más eficientes es una línea que también en diferentes épocas también se ha colaborado con otras instituciones.
Para concluir, apunta que hacer que nuestro sistema energético mundial transite hacia algo sustentable es un reto urgente “y esa es la meta, el objetivo de nuestro Instituto”.
