PLANEACIÓN / PROSPECTIVA DE LA INFRAESTRUCTURA ENERGÉTICA Y LAS NUEVAS GENERACIONES DE INGENIE-

Riesgo cárstico del Tramo 5 Sur del Tren Maya Playa del Carmen-Chemuyil Ejidal Playa del Carmen Playacar

México Riviera maya

Km

Esri, FAO, NOAA, USGS Paamul Fraccionamiento Puerto Aventuras

Leyendas

Cenotes afectados Distancia al eje del trazo (m) 100 200 250

N Cuevas afectadas Distancia al eje del trazo (m) 100 200 250

0 2.25 4.5 9 13.5 18 km Cuevas de Quintana Roo (100 m) Cenotes (100 m buffer) Tren Maya tramo 5 (100 m)

Esri, NASA, NGA,USGS, CONANP, HERE, METI/NASA, EPA, USDA Figura 6. Puntos de intersección del trazo del Tramo 5 Sur del Tren Maya con alguna cueva conocida. Se estiman al menos 70 puntos en la zona mostrada entre Playa del Carmen y Chemuyil.

de prácticas asociadas a construcción y desarrollo de infraestructura. Cuando se modifica la cobertura vegetal natural, se induce infiltración concentrada con obras de drenaje en sitios particulares y se fomenta la disolución de la roca, lo que puede generar nuevos colapsos. El peso de la maquinaria durante la construcción y el peso de las estructuras también promueven nuevos colapsos.

Los colapsos pueden tener impactos estructurales locales y también generar efectos regionales en el agua subterránea al transportarse largas distancias. Otro efecto potencial es la obstrucción parcial o total del conducto y por tanto la modificación del volumen, dirección del flujo y drenaje local superficial y subterráneo.

Debido a que una dolina no es una característica aislada sino un componente de un sistema integrado por flujos de aguas subterráneas y superficiales, es esencial el conocimiento de la geología e hidrología local en la selección de herramientas de gestión y opciones de remediación adecuadas. Los efectos adversos incluyen inundaciones, colapsos adicionales y contaminación del agua subterránea.

Para el Tren Maya, el principal reto técnico por superar consiste en garantizar la seguridad de pasajeros e infraestructura al tiempo que se garantice la protección y conservación de estos importantes sistemas de cuevas mediante la aplicación de buenas prácticas de construcción en el karst.

Las cuevas y cenotes no se formaron en el pasado únicamente; los colapsos siguen ocurriendo y los procesos de karstificación permanecen activos. Algunos ejemplos extraídos de medios periodísticos locales sobre casos de colapsos que han afectado infraestructura en años recientes se pueden observar en la figura 5.

Equipos de buzos y espeleólogos especializados de la región han presentado mapas del Tramo 5 Sur del Tren Maya, donde se encuentran los más grandes sistemas de cuevas, y manifiestan su preocupación al estimar que entre Playa del Carmen y Chemuyil existen al menos 70 puntos de intersección de alguna cueva conocida con el más reciente trazo de las vías férreas (véase figura 6). Para Tulum, calculan otros 30 puntos de intersección del trazo con el imponente sistema Sac Aktun, que constituye la cueva subacuática más larga de nuestro planeta.

Resulta indispensable para el desarrollo del proyecto del Tren Maya, o cualquier otro, aprovechar el conocimiento que se tiene del sistema hidrogeológico y los procesos de karstificación, para proponer soluciones de ingeniería adecuadas, con visión ecológica y perdurables en el tiempo.

Buenas prácticas de construcción en el karst

En otros países, de manera general, los planes de manejo y mitigación en zonas kársticas orientados a evitar la inducción de colapsos por actividades antrópicas, como la construcción de vías de comunicación terrestres, incluyen la recomendación de alejarse lo más posible de cuevas con “techo delgado” y de estructuras kársticas de grandes dimensiones (largo, ancho o profundidad). Las cuevas con “techo delgado” son aquellas en que la extensión vertical de la roca encima de ellas es menor a tres veces el ancho del pasaje. Esta condición es común en los grandes sistemas de cuevas.

Conclusiones

En el contexto del karst tropical de la Península de Yucatán, se deben extremar precauciones y adoptar una postura más conservadora que la que dictan los criterios generales, ya que el clima tropical propicia mayor disolución y, al tratarse de un acuífero costero, la zona de mezcla entre el agua dulce y marina es el principal agente de disolución de la roca.

Los programas de mitigación de impacto ambiental deben incorporarse con el enfoque del karst, y centrarse en la ocurrencia de nuevos colapsos, en la calidad del agua y en la biodiversidad más vulnerable a cambios en la calidad del hábitat.

Al mejorar nuestra comprensión de los procesos del subsuelo, flujos de agua subterránea, colapsos y hundimientos que constituyen un riesgo geológico significativo en el karst, la generación moderna de ingenieros de la construcción podrá diseñar estructuras y edificios que se mantendrán seguros en este difícil terreno, que significa mucho más que “agujeros en el suelo”

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Prospectiva de la infraestructura energética y las nuevas generaciones de ingenieros

La construcción de un sector energético sostenible puede llevar a México a ofrecer a sus juventudes un futuro muy atractivo, que podría propulsar al país al sitio número uno de la sostenibilidad energética mundial.

JOSÉ LUIS FERNÁNDEZ ZAYAS Ingeniero civil con doctorado. Ha sido empresario privado, funcionario público y miembro de organizaciones de la sociedad civil. Profesor de la Facultad de Ingeniería e investigador del Instituto de Ingeniería de la UNAM. Los expertos en energía aseguran que es difícil predecir el futuro, pero lo cierto es que el sector energético se verá significativamente diferente dentro de 20 años. Las diferencias ya se manifiestan en los países centrales y en los periféricos del sistema económico mundial, entre estos últimos México, y se han hecho evidentes desde hace varios lustros. Las razones que explican estas diferencias son de muchos tipos, pero varias se derivan de una adhesión generalizada a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), que han sido suscritos por casi todos los países del mundo. Los países ricos impulsan poderosamente esta convicción, que ha dado lugar a un gran crecimiento de la industria energética alternativa, como la eólica y la solar, aunque no lo necesario todavía de la nuclear y la hidráulica, que son probadamente limpias y constantes (véase figura 1), a diferencia de la eólica y la solar, que tienen la limitación de ser intermitentes por depender de las condiciones climáticas de vientos de determinada potencia y de radiación solar, en cada caso.

El compromiso con la sostenibilidad

Cuando se aprecian los elementos tecnológicos del futuro sector energético, los ingenieros suelen adoptarlos como juguete nuevo: por ejemplo, en la medida en que más autos eléctricos híbridos participan en el mercado, surge la popularidad de los autos completamente eléctricos, que para muchos tienen más sentido; en el ámbito político suele simplificarse más esta idea. En otras palabras, el estudio del futuro de la energía en México es más bien un pretexto para evocar conceptos populares y gozosos, pero no siempre entraña una reflexión seria que lleve a planear un mejor futuro.

Los verdaderos ODS en realidad no influyen en la planeación mexicana, y la razón de esa omisión es la escasa atracción política de los compromisos mundiales con la sostenibilidad. Cuando los políticos mexicanos se refieren al futuro de la energía, no lo hacen en serio; en seguida se ofrecen algunos argumentos más finos al respecto.

El primero es una mejor definición de “sector de la energía”. Sin ninguna duda, la mayor parte de los mexicanos asocia ese concepto con riqueza, pujanza, desarrollo con empleo. Las experiencias de los motores del desarrollo que han representado las refinerías petroleras de Veracruz, por ejemplo, son contundentes. Sin ellas no tendríamos Poza Rica, ni Coatzacoalcos, ni muchas poblaciones que surgieron como parte de la estrategia energética del país (véase figura 2). La muy infrecuente reflexión sobre los daños ambientales que resultan de quemar combustóleo, ese inevitable residuo de nuestro petróleo pesado, no conmueve a nadie a cambiar el

Figura 1. La nuclear es una energía probadamente limpia.

SHUTTERSTOCK

rumbo. Si ya hemos quemado combustóleo durante los últimos 40 años, nos dicen, qué necesidad habría de ya no hacerlo.

Por cierto, es necesario recordar que varias de las potencias mundiales promotoras de las energías limpias son las principales contaminantes energéticas (véanse figura 3 y tabla 1), aunque no sólo las potencias, sino, en general, los países que cuentan con importantes reservas de hidrocarburos. ¿Por qué habrían de querer “desaprovecharlas”? (véase tabla 2). Con una participación promedio del 33% del consumo energético mundial, el petróleo es actualmente la principal fuente de energía en el mundo. Un dato relevante es que también es un recurso natural determinante como materia prima no energética. Junto con el gas natural, es la principal materia prima para la industria petroquímica, la cual produce miles de productos necesarios para la economía, por ejemplo la agricultura (fertilizantes, plaguicidas, etc.), los servicios, el comercio, la industria, la electrónica (computadoras, celulares) y, obviamente, en la vida cotidiana servicios y productos contienen este recurso, más allá de lo energético.

Según estimaciones de organismos y expertos del sector, el petróleo (actualmente número uno) y el carbón (número dos) van a caer al segundo y tercer lugar, respectivamente, para cederle el primer lugar al gas natural (hoy tercero en la clasificación), que conservará su preeminencia hasta el año 2040 para ceder, seguramente varias décadas después, su liderazgo a otra fuente de energía.

Nuestro sector de la energía abarca, por tanto, los desarrollos urbanos, así como los negocios turísticos de buena parte del país, la más populosa, entre otras contribuciones al valor nacional. Engloba todos los sectores imaginables; comienza con la oferta de comida callejera a los técnicos de Pemex encargados de las primeras etapas de la exploración, por ejemplo, y termina con la oferta callejera de comida en las colonias donde se concentran los talleres de reparación de autobuses y automóviles. De algún modo toca a todos, y es bien sabido que los aumentos de precio de la gasolina impulsan la inflación que nos daña a todos. Así, el discurso oficial suele omitir los daños a la salud y a la imagen internacional. Ni siquiera se suele admitir que debemos quemar combustóleo (no tenemos de otra), por la sencilla razón

Figura 2. Las experiencias de los motores del desarrollo que han representado las refinerías petroleras son contundentes. Figura 3. Toneladas anuales de CO2 por habitante en el mundo. de que dicho residuo no lo quiere nadie, ni siquiera la industria mexicana.

Las otras vertientes de la energía

Otro ángulo que se omite con frecuencia es que el sector de la energía no es sólo el combustible o la fuente de generación de energía eléctrica. Se omite casi siempre que este sector incluye, de manera sobresaliente, la transmisión y la distribución de electricidad. Estas dos funciones a menudo se confunden con “la red”, y no lo son; las redes verdaderas deben tener una planeación nodal que facilite y promueva la redundancia, la que es indispensable para asegurar una buena y confiable oferta de servicio. Las líneas mexicanas más parecen tubos eléctricos que redes. Reflexionar sobre la importancia de las redes para el futuro sostenible resulta ya impostergable. La evidencia publicada revela que el progreso tecnológico de las

CO2

> 20 10-20 5-10 2.5-5 1-2.5 < 1

Tabla 1. Datos de emisiones de CO2 fósil por país Países CO2 totales (Mt) CO2 (t per cápita)

Kuwait 89.974 20.91

Emiratos Árabes Unidos 203.136 20.70

Australia Canadá Estados Unidos Rusia Japón Irán China Noruega Alemania Nueva Zelanda Italia Reino Unido

386.439 542.787 4,535.301 1.674,228 1,061.774 690.241 11,680.416 42.182 636.876 33.034 297.352 313.729 15.22 14.43 13.68 11.64 8.39 8.26 8.20 7.74 7.72 6.83 5.03 4.66

España Chile 214.847 84.556 4.62 4.58

Francia Argentina México 279.991 176.510 407.695 4.26 3.88 3.05

Venezuela Brasil Colombia

88.952 451.801 90.252 2.68 2.11 1.80

Bolivia 20.640 1.79

India 2,411.733 1.74

Se incluyen fuentes del uso de combustibles fósiles (combustión, quema), procesos industriales (cemento, acero, productos químicos y urea) y uso de productos. Fuente: Muntean, M., et al., Fossil CO2 emissions of all world countries.

u La mayoría de los mexicanos asocia el concepto de “sector de la energía” con riqueza, pujanza, desarrollo con empleo. Las experiencias de los motores del desarrollo que han representado las refinerías petroleras son contundentes. Sin ellas no tendríamos Poza Rica, ni Coatzacoalcos, ni muchas poblaciones que surgieron como parte de la estrategia energética del país. La muy infrecuente reflexión sobre los daños ambientales que resultan de quemar combustóleo no conmueve a nadie a cambiar el rumbo. Si ya hemos quemado combustóleo durante los últimos 40 años, nos dicen, qué necesidad habría de ya no hacerlo.

redes inteligentes se traduce en un mejor servicio al usuario (más confiable y económico) y, por tanto, en un mejor mercado. El empleo de la inteligencia artificial en la gestión de redes ofrece muchísimas oportunidades de innovación, lo que trae consigo mejores niveles de salario y mayor progreso, entre otras ventajas (véase figura 4). Los negocios que ya florecen en muchos países ricos por innovar con redes inteligentes inevitablemente llegarán a México, como llegaron la computadora portátil y el teléfono celular.

Desventajas que son oportunidades

Con la discusión sobre las partes generalmente olvidadas del sector de la energía surgen muchas otras oportunidades de progreso. Por ejemplo, suele decirse que el principal problema de las fuentes de energía eólica y solar es su intermitencia. Sin embargo, si equipamos unas redes con los sistemas que contienden con las intermitencias (almacenes de energía, capacitores, conmutadores) se crea un nuevo negocio, sumamente competitivo. A manera de ejemplo, supongamos que se toma una presa y se instalan generadores solares o eólicos para rebombear el agua que llegó abajo y devolverla arriba. El embalse se convierte entonces en un espléndido almacén de energía, que se puede usar para generar electricidad muy rápidamente cuando se quiera. También se han propuesto presas de agua marina en el noroeste mexicano para fines similares. Estas discusiones transforman el “defecto” de algunas fuentes de energía renovables en un gran negocio, que puede implantarse en México con la modalidad de generación distribuida, por ejemplo. Hay además una gran riqueza potencial en los posibles diseños de nuevas redes, más automatizadas y mejor controladas, como el surgimiento del negocio del hidrógeno verde, que cada día se antoja más para este país.

Tabla 2. Comparativa de reservas de petróleo

Países Fecha Reservas de petróleo (millones de barriles)

Venezuela 2021 303,806.0

Arabia Saudita 2021 258,600.0

Irán Canadá Irak 2021 2021 2021 208,600.0 170,300.0 145,019.0

Kuwait Emiratos Árabes Unidos Rusia Libia Estados Unidos Nigeria Kazajstán China Catar 2021 2021 2021 2021 2020 2021 2021 2021 2021 101,500.0 97,800.0 80,000.0 48,363.0 47,107.0 36,890.0 30,000.0 26,022.6 25,244.0

Brasil Argelia 2021 2021 12,714.6 12,200.0