Revista Vector 52 Abril 2013

Presente y Futuro de la Energía Solar fotovoltaica en México

La energía nuclear: ¿la villana de la generación de electricidad?

Planta Solar 10

luz

la de Andalucia

El Aprovechamiento de la

Energía en México.-

Una Agenda Pendiente de Resolver

Los inicios de la

electricidad en México

Vector

Nº 52 Abril 2013 Costo

$ 50.00

Las perspectivas de gestión empresarial petrolera

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Indice

Vector Abril 2013

En portada

AMIVTAC

• Planta Solar 10: la luz de Andalucia/4

Instituto Mexicano de la Construcción en Acero

•Empresas y Empresarios — Presente y Futuro de la Energía Solar fotovoltaica en México./12 •Suplemento Especial — Las perspectivas de gestión empresarial petrolera/21 •Maravillas de la Ingeniería — La energía nuclear: ¿la villana de la generación de electricidad?/29— El Aprovechamiento de la Energía en México.-Una Agenda Pendiente de Resolver-/34 •Historia de la Ingeniería Civil — Encendiendo la ciudad. — Los inicios de la electricidad en México./44 •Libros —Energía Fotovoltaica, Energía Térmica, Energía Eòlica y Climatización/48

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Editorial Cozumel # 63-A • Col. Roma Norte C.P. 06700 México, D.F. Tel. (55) 5256 1978

Carlos Arnulfo López López Leopoldo Espinosa Benavides Roberto Avelar López Manuel Linss Luján Jorge Damián Valencia Ramírez Enrique Dau Flores CONSEJO EDITORIAL Raúl Huerta Martínez DIRECTOR GENERAL Daniel Anaya González DIRECTOR EJECUTIVO Patricia Ruiz Islas DIRECTORA EDITORIAL Daniel Amando Leyva González JEFE DE INFORMACIÓN Ana Silvia Rábago Cordero COLABORACION ESPECIAL Historia de la ingeniería civil

Alfredo Ruiz Islas CORRECCIÓN DE ESTILO Nallely Morales Luna DIRECTORA DE DISEÑO Iman Diseño

Ana B. Marín Huelgas Marissa Alejandro Pérez DISEÑO GRÁFICO

Ernesto Velázquez García DIRECTOR DE DISTRIBUCIÓN Escuela Digital WEB MASTER

Diversificación de las fuentes de energía Durante cientos de años —tal vez, milenios— antes de la invención del dinero, las distintas sociedades humanas desarrollaron su incipiente tecnología e, incluso, su primitivo comercio, con gran éxito —si bien mucho más lentamente que las modernas— a pesar de no contar con el estímulo y facilitador monetario.

Sin embargo, es posible que el hombre jamás hubiera logrado ir más allá de la fase tribal de no haber condeguido apropiarse de una fuente de energía adicional a la de sus propios músculos. Así pues, la energía es el elemento que, desde la domesticación del fuego, ha mantenido en movimiento las famosas “ruedas del progreso”.

A pesar de lo anterior, desde hace siglos —recordemos al “poderoso caballero” del poema de Francisco de Quevedo— se da por sentado que “el dinero mueve al mundo”. Aunque en parte, sin duda, es cierto, el peligro de esta noción es que oculta el hecho de que es más importante para el avance, y aun la supervivencia, de una sociedad saber administrar bien su energía antes que su dinero, en el sentido de que este último, aunque sea mucho, no rendirá casi nada si las reservas energéticas de un país son escasas, o si el combustible con el que cuenta es poco eficiente o muy contaminante.

Hasta el momento, una cosa, al menos, han dejado en claro los intensos debates en materia energética de la actualidad: la mejor —si no es que la única— solución es la diversificación. A ese respecto, por fortuna, en México se ha tenido el cuidado y buen juicio de explorar varias de las alternativas existentes para, si no suplir, complementar el uso de combustibles fósiles, incluyendo la generación nuclear. Pero la mera exploración no es suficiente, y es preciso apretar el paso para llegar a la aplicación industrial, aunque sea a nivel local, para evitar quedarnos irremediablemente a la zaga, un destino casi paradójico en un país con tantos recursos energéticos como el nuestro.

Carlos Hernández Sánchez DIRECTOR DE PROYECTOS ESPECIALES

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“La vida engendra vida. La energía crea energía. Consumiéndote a ti mismo es como llegas a ser rico”.

Sarah Bernhardt —1844/1923—, actriz.

REVISTA VECTOR, Año 6, Número 52, Abril 2013, es una publicación mensual editada, diseñada y distribuida por Comunicaciones La Labor, S. A. de C.V. Cozumel 63 – A, Col. Roma Norte, Delegación Cuauhtémoc, C.P. 06700, Tel. 5256 – 1978, www.revistavector.com.mx, daniel.anaya@revistavector.com.mx •Editor responsable: Daniel Anaya González. Reservas de Derechos al Uso Exclusivo No. 04-2011- 010512575900-102, ISSN: (En trámite) Licitud de Título y contenido: Certificado No. 15819 Expediente CCPRI/3/TC/13/19755, ambos otorgados por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Permiso SEPOMEX No. IM09- 0754. Impresa Por Dimensiona S. A. de C. V., Francisco Álvarez de Icaza No. 9, Col.Obrera, C.P. 06800, Delegación Cuauhtémoc, México, D. F., Tel. 5761- 5440. Este número se terminó de imprimir el 5 de Abril 2013 con un tiraje de 8,000 ejemplares. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Queda estrictamente prohibida la reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del Editor.

3 Punto de Origen

Herminia Piña González DIRECTORA COMERCIAL

Ingeniería Civil del Siglo XXI

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¿Qué tan antiguo es lo moderno?

Si se observa con un poco de cuidado la tecnología moderna, no es raro descubrir que muchos de sus avances más sorprendentes se basan en viejos –a veces, antiquísimos– principios. Por ejemplo, ¿acaso se puede encontrar un mejor símbolo de la modernidad que una computadora conectada a la red informática mundial? Pues bien, sucede que la fuente del virtualmente inagotable potencial de ambas maravillas tecnológicas es un sistema numérico –el binario– que debió de haber sido descubierto varios siglos antes de nuestra era, a juzgar por el grado de sofisticación con el que fue empleado por Pingala, un sabio hindú de reputación casi mítica que parece haber vivido en el siglo IV antes de nuestra era.

No contento con atisbar, a una distancia de un par de milenios, la actual “realidad virtual” hecha de unos y ceros, Pingala discutió en su obra Chanda–shastra —o Chanda Sutra— lo que siglos después se conocería como la Sucesión de Fibonacci y el Triángulo de Pascal.

Planta Solar 10:

luz

la de Andalucia Daniel A. Leyva

E

l campo de la generación de las energías alternativas es otro terreno rico en semejanzas alianzas entre lo nuevo y lo viejo. Al respecto, el ejemplo más llamativo es, con toda seguridad, el de las centrales termonucleares donde colaboran, por un lado, el adelanto científico que le dio su nombre a la Era Atómica –al menos, en lo que a su vertiente pacífica se refiere– y, por el otro, la venerable tecnología victoriana del vapor.

5 Ingeniería Civil del Siglo XXI

Sin negar lo notable de este contraste, no deja de parecer todavía más sorprendente el caso de las llamadas centrales termosolares, complejos de generación de electricidad limpia que se encuentran, hoy en día, en la frontera del desarrollo industrial y que, no obstante, basan su funcionamiento en algunas herramientas y procesos casi tan viejos como el mundo.

Ingeniería Civil del Siglo XXI

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Luces y espejos De acuerdo con ciertas evidencias arqueológicas —como la pareja de espejos de obsidiana descubiertos en el asentamiento neolítico de Çatalhöyük—, los artefactos reflejantes más antiguos podrían datar de hace seis mil años, cuando menos. Esto significa que uno de los dos componentes esenciales para la industria termosolar es tan viejo como la rueda misma. Sin embargo, la antigüedad del espejo no puede siquiera compararse con la edad de la “máquina” que hace posible esta forma de producción de energía eléctrica. Es decir, el Sol, ese gigantesco generador de fusión termonuclear que, desde hace 4,500 millones de años, mueve e ilumina a todo este sistema planetario.

—o muy despistado o excesivamente creativo—, la efectividad de los espejos para aprovechar la energía del sol a través de la concentración de sus rayos quedó demostrada en la década de 1970 con la construcción de las primeras “torres solares”.

Los trabajos iniciales en este campo se llevaron a cabo en Francia y luego fueron retomados en los Estados Unidos.

Sin embargo, fue en España —específicamente en Andalucía— donde, para sorpresa de muchos, la generación de electricidad a partir de un proceso termosolar fue llevada a cabo por primera vez a escala industrial, suceso marcado por la inauguración, el 30 de marzo de 2007, de la Planta Solar 10 —o PS10—, la primera central comercial de su tipo en el mundo.

De los rayos letales a la energía termosolar De acuerdo con una leyenda muy difundida, —que parece haber surgido en el primer siglo de nuestra era—, el famosísimo sabio griego del tercer siglo antes de nuestra era, Arquímedes, utilizó unos misteriosos espejos para incendiar las naves romanas que participaban en el bloqueo de su ciudad natal, Siracusa. Aunque la factibilidad de la anécdota es muy cuestionable1, al menos sirve para demostrar que, desde hace siglos, el ser humano ha sabido —o sospechado — que en los espejos está escondido el secreto para dominar el fabuloso poder del Sol. Si bien es casi seguro que los “espejos ustorios” de Arquímedes jamás existieron fuera de la imaginación de un cronista 1 El acalorado debate en torno a esta cuestión ha llegado hasta el presente, como lo demuestra el episodio dedicado al “rayo de la muerte” de Arquímedes de la popular serie Cazadores de mitos, producida por Discovery Channel.

En realidad, el temprano éxito español en el campo de la industria termosolar deja pronto de parecer una “anomalía” si se considera que la península tiene una larga historia de producción de espejos. Por ejemplo, en el siglo XI ya se fabricaban espejos recubiertos de vidrio traslúcido en la España morisca. Por otra parte, probablemente debido a la abundancia de horas de sol en el sur del país, desde principios del siglo XX se han formulado interesantes proyectos para aprovechar esa fuente constante de energía, como es el caso de la torre solar de tiro ascendente propuesta por el coronel Isidoro Cabanyes en 1903.

Nada tan “verde” como el sol En comparación con la generación de electricidad por medio de las famosas celdas solares, que funcionan a partir de un fenómeno de conversión energética llamado “efecto fotovoltaico”, la producción de fluido eléctrico en una central como la PS10 se lleva a cabo de manera harto convencional, casi prosaica. Básicamente, sus instalaciones están equipadas con un generador que transforma en corriente eléctrica la energía mecánica de una turbina movida por vapor de agua. Es decir, la misma clase de máquina que se puede encontrar en todas aquellas centrales que funcionan a base de combustibles fósiles o nucleares.

A pesar de que no es el tema de este artículo, es importante mencionar que España también ha descollado en el desarrollo y fabricación de paneles solares.

Para la gran fortuna de todos los seres vivos terrestres, el campo magnético del planeta, así como su atmósfera, no permiten que llegue a la superficie sino una fracción de las emisiones más peligrosas del Sol, aunque sí dejan pasar buena parte del espectro que es de mayor utilidad —como la luz visible, por ejemplo—. Y es esa clase de energía la que, día tras día, es “cosechada” por la torre central de la PS10, junto con sus 624 espejos.

7 Ingeniería Civil del Siglo XXI

La diferencia, por supuesto, es que una central termosolar no produce ninguno de esos desechos radioactivos que deben ser escondidos en las entrañas de la tierra, a un altísimo costo y siempre con la esperanza —jamás con la seguridad— de que desde ahí no podrán causar ninguna catástrofe ambiental o sanitaria, y tampoco genera esos gases contaminantes, causantes del efecto invernadero y de incontables enfermedades, que no hay manera de esconder en ninguna parte. Todo esto, gracias al hecho de que el “combustible” que alimenta su fuente primaria de energía� se concentra y consume a poco menos de 150 millones de kilómetros de la Tierra, en el núcleo del Sol.

Ingeniería Civil del Siglo XXI

8 El reino solar “Una catedral moderna dedicada a la adoración de alguna deidad olvidada”. Así es como la PS10 es descrita en un episodio de James May’s Big Ideas, programa de divulgación científica producido por la BBC. A pesar de lo pomposo del —levemente socarrón— comentario, las palabras de James2 no dejan de hacerle justicia al panorama que contempla el visitante que se aproxima al campo solar mientras maneja por la carretera que lo une a la capital andaluza: el de un campo inmenso ocupado por una congregación de relucientes gigantes plateados con sus rostros vueltos hacía un mismo punto: el extremo más alto e incandescente de un señero monolito de apariencia marmórea, que da la impresión de despedir rayos de luz que atraviesan e iluminan el polvo de las planicies sevillanas.

Esto último, por supuesto, es una mera ilusión, ya que, de hecho, son los espejos los que envían —o reenvían, mejor dicho— los rayos del Sol a lo alto de la torre. En ese punto, situado a cerca de 115 metros del suelo, se encuentra el “receptor”, un conjunto de tuberías que, a diferencia del dispositivo que disipa el calor de los motores de los coches, está diseñado para calentar el agua que circula por su interior. Debido a la intensidad del haz de luz concentrado en este “radiador inverso”, la temperatura del receptor puede llegar a los 400 grados centígrados, más que suficiente para producir el vapor necesario para mover las turbinas instaladas cerca de la base de la torre. Debido a los extremos de calor y presión a los que están expuestos los componentes del receptor, fue necesario utilizar aleaciones metálicas especiales en su fabricación.

2 Conductor del popular programa automovilístico Top Gear, también de la BBC.

Sanlúcar la Mayor, municipio de la provincia de Sevilla en Andalucía, es el lugar exacto donde se encuentra el Complejo Solúcar, del que forma parte la PS10. Como dato curioso, esta localidad, ubicada a dieciocho kilómetros de la capital andaluza, fue el asiento del título conferido por Felipe IV a su poderoso favorito —o valido, como se decía entonces— Gaspar de Guzmán, tercer conde de Olivares, quien, en virtud de ese acto, se convirtió en primer duque de Sanlúcar la Mayor, para pasar luego a la historia con el nombre de conde-duque de Olivares.

Set the controls for the heart of the sun Esos espejos, que más arriba fueron comparados —quijotescamente— con gigantes, reciben el nombre técnico de heliostatos. En el caso de la PS10, cada uno está compuesto por veintiocho rectángulos reflejantes, unidos a un bastidor que forma una placa de 120 metros cuadrados de superficie, la cual se apoya en un poste metálico.

La PS10 fue construida y es operada por Abengoa Solar, firma que forma parte de la compañía sevillana Abengoa, fundada en 1941 por dos ingenieros andaluces. Abengoa Solar también diseñó y fabricó los heliostatos de la planta.

El sufijo “stato” no significa que estos aparatos se mantengan siempre inmóviles.

En realidad, sus diseñadores eligieron el nombre para indicar que el propósito del instrumento es mantener la luz del Sol concentrada en un punto fijo —compensando el movimiento aparente del astro—. Para lograrlo, cada heliostato está equipado con motores dirigidos de forma remota desde una sala de control.

La mayor parte de este trabajo es realizado de manera automática por potentes computadoras, excepto las correcciones direccionales más finas, llevadas a cabo “a mano” —hasta donde eso es posible en este mundo ultra digitalizado— por un equipo de técnicos.

Una torre para capturar al sol Vista desde el aire, la PS10 ofrece una espectáculo más impresionante aún: sus más de seiscientos heliostatos, dispuestos en hileras semicirculares, forman las “gradas” de un anfiteatro de sesenta hectáreas de superficie en cuyo proscenio se alza la torre central, un edificio de concreto de cuarenta pisos de altura. El agujero romboidal ubicado a la mitad del cuerpo de la torre le da a la construcción una apariencia más ligera, además de permitirle resistir mejor los fuertes vientos de la región. Por su lado más angosto, la torre mide apenas ocho metros de ancho.

En su parte superior, como ya se ha dicho, se encuentra el receptor, empotrado al fondo de una cavidad rectangular de 14 metros de ancho. Esta disposición permite reducir lo más posible las pérdidas de calor por radiación y convección.

Al ser una planta comercial y no experimental, la PS10 no podía darse el lujo de dejar de generar electricidad una vez que el Sol se pusiera. Para resolver este problema, los ingenieros instalaron contenedores térmicos especiales que permiten mantener andando las turbinas cuando hay nubes e incluso de noche.

No todo lo que brilla…

La PS10, trabajando en condiciones óptimas, tiene una potencia de once megavatios y se calcula que puede llegar a generar 24.3 gigavatios al año, suficiente para abastecer de electricidad a seis mil hogares. Además, una torre solar más grande —la PS20— está en construcción justo al lado de la primera. Juntas, se espera que cubrirán las necesidades de toda la zona urbana de Sevilla. Todo, sin generar un solo metro cúbico de dióxido de carbono.

En vista de estos números, surge de manera natural la pregunta: ¿qué detiene a los inversionistas privados y a los gobiernos para empezar a “colonizar” las extensas zonas desérticas del planeta con torres solares? La respuesta es: en primer lugar, el monto de la inversión. A pesar de los avances tecnológicos, cuya efectividad ha quedado demostrada en Sevilla, los gastos de instalación y mantenimiento se traducen en una electricidad aproximadamente tres veces más cara que la generada a partir del petróleo o el carbón. Por otra parte, la generación termosolar requiere de mucha agua, tanto para alimentar las turbinas como para mantener limpios los espejos, un recurso que suele escasear donde la radiación solar es más abundante. Y en tercer lugar, las zonas áridas se encuentran, por regla general, lejos de los centros urbanos, que son los que más consumen electricidad, lo que significa colocar muchos kilómetros de tendido eléctrico y construir otras instalaciones.

Es decir, más gastos.

Estos inconvenientes han sido señalados por autoridades en el tema de la generación de energías alternativas, como Craig Shields, cofundador del sitio 2GreenEnergy.com quien, a pesar de todo, se declara convencido de que la PS10, junto con otras iniciativas semejantes que también se desarrollan en España, demuestran que la vía termosolar tiene un gran potencial para ayudar a sustituir la quema de combustibles fósiles en un futuro que, previsiblemente, no está muy lejano.

9 Ingeniería Civil del Siglo XXI

La más constante de las preocupaciones en la PS10 tiene que ver con el polvo de las planicies sevillanas al que ya se hizo referencia. A primera vista, podría no parecer un enemigo tan formidable, pero basta que una delgada capa de tierra se acumule sobre la superficie de un heliostato para disminuir su efectividad en un sorprendente —e inaceptable, a decir de sus constructores— diez por ciento. Por esta razón, camiones cisterna equipados con enormes cepillos patrullan constantemente el campo solar.

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El desarrollo de nuestros servicios de gerencia y administración de proyectos esta basado en estudios, análisis y supervisión para la elaboración de soluciones.

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Uno de Nuestros Proyectos El proyecto túnel sumergido bajo el río Coatzacoalcos Grupo Básico Mexicano ha sido desde el inicio de esta importante obra en el 2004, la Gerencia de Proyecto para la Construcción del Túnel Sumergido bajo el Río Coatzacoalcos, encargada de coordinar y supervisar el correcto desarrollo del propio proyecto durante su etapa de construcción hasta la puesta en marcha.

La obra está siendo ejecutado en la ciudad de Coatzacoalcos, Veracruz, ubicada en la desembocadura del propio río Coatzacoalcos con el Golfo de México. En esta región del Sur de Veracruz se localizan las Instalaciones de la industria petroquímica de Pemex más grande de América Latina.

En la actualidad se utilizan dos medios para cruzar de la ciudad de Coatzacoalcos a la zona industrial.

A través de panga para llegar a la congregación de Allende.

Por el puente Coatzacoalcos construido en 1958.

Con la construcción del túnel sumergido en el Río Coatzacoalcos se unirá la zona urbana de Coatzacoalcos con la congregación de Allende del mismo municipio, y es una alternativa urbana al actual cruce carretero que permitirá optimizar el servicio en materia de vialidades y transporte que fortalecerá y consolidará el desarrollo regional del sur de Veracruz pues traerá los siguientes beneficios.

1. Reducir los tiempos de traslado de la zona urbana a los centros de trabajo ubicados en los complejos petroquímicos Morelos, Pajaritos y La Cangrejera.

2. Eliminar los congestionamientos actuales en el Puente Coatzacoalcos.

3. Reducir la contaminación ambiental.

Especificaciones: •Longitud •Longitud •Longitud •Longitud

tramo sumergido: 805.00 metros. acceso Coatzacoalcos: 480.00 metros. acceso Allende: 243.00 metros. total: 1,528.00 metros.

Tipo de infraestructura:

•Túnel sumergido de concreto presforzado •Ancho de calzada: 4 carriles de 3.75 metros de circulación, dos en cada sentido separados por un túnel de servicios.

•Pavimento final: capa de concreto asfáltico sobre piso de concreto tanto en el propio túnel sumergido como en las vialidades de acceso.

BM México: Av. Insurgentes Sur No. 1809, 3er. Piso Col. Guadalupe Inn, C.P. 01020 México, D.F. Tels. 56 61 36 54 56 61 37 79 Fax: 56 62 88 75 56 61 36 54

BM Chile: Av. Providencia No. 2653, Oficina 902, Comuna de Providencia, Santiago de Chile.

Tel. (00-562) 2 32 9068

Empresas y Empresarios

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Presente y Futuro de la Energía Solar fotovoltaica en México.

México cuenta con condiciones naturales muy favorables para la aplicación de sistemas fotovoltaicos.

En muchas partes de su extenso territorio, la radiación solar promedio en nuestro país es más del doble, comparado contra países de Europa como por ejemplo Alemania, que actualmente es uno de los mayores mercados fotovoltaicos en el mundo. El inmenso potencial de México, la segunda economía más grande de Latinoamérica, ha sido escasamente explotado hasta ahora. Actualmente, el país tiene instalada, tan solo, una capacidad de aproximadamente 30.5 MWp de sistemas fotovoltaicos, comparados con una capacidad instalada de 17,370 MWp en Alemania.

figura 1.1. mapa de irradiación solar promedio a nivel mundial

Fuente: International Energy Agency (IEA) Photovoltaic Power Systems Programme (IEA PVPS)

México:

5.93 kW/m²

Europa:

1.9 - 3.9 kW/m².

Alemania:

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14 En conclusión, México capta 2.17 veces más energía solar que Alemania.

Debido al incremento en los precios de la energía y a la creciente conciencia pública sobre el impacto negativo de los combustibles fósiles, el sol, como fuente potencial de energía, ha despertado cada vez mayor interés en las autoridades mexicanas. En julio de 2007 el organismo regulador del sector de gas y electricidad en México (CRE - Comisión Reguladora de Energía) aprobó una resolución que ofrece a los inversionistas la posibilidad de instalar sistemas fotovoltaicos conectados a la red nacional en pequeña escala (hasta 10 kWp para hogares y 30 kWp para empresas).

Esta interconexión, es regulada bajo el principio de Medición Neta de Energía (NetMetering) que permite compensar el costo de la electricidad utilizada con la energía aportada a la red nacional. Esta resolución genera oportunidades para un amplio uso de sistemas fotovoltaicos en México, más allá del uso de sistemas aislados y desconectados de la red eléctrica, que predominan actualmente. Como consecuencia, existe cada vez más, gente interesada en información respecto a la factibilidad financiera del uso de sistemas fotovoltaicos en conexión a la red eléctrica en México.

figura 1.2. elementos de un sistema solar fotovoltaico interconextado a la red

En los últimos diez años se ha potenciado el desarrollo de las Energías Renovables como consecuencia del constante aumento del precio del petróleo, de la incertidumbre política en los países productores de hidrocarburos y por la sensibilidad al medio ambiente. Hoy en día se están llevando a cabo grandes esfuerzos por parte de organismos públicos y privados para conseguir el mejor aprovechamiento de las Energías Renovables y con ello disponer de energías alternativas a las de origen fósil.

En México, no obstante el gran potencial de Energías Renovables con que cuenta, de 1993 al 2003 los hidrocarburos mantuvieron la mayor participación en la producción de energía primaria, mientras que las Energías Renovables tuvieron una contribución marginal. Sin embargo para el periodo 2005-2014 se esperan incrementos importantes, impulsados por la Secretaria de Energía (SENER) y la Comisión Federal de Electricidad (CFE).

Dentro del apartado de “Energía, Electricidad e Hidrocarburos” del Plan Nacional de Desarrollo (PND) que presentó el presidente Felipe Calderón Hinojosa en el año 2007, destacan indicaciones sobre la urgencia de inversiones, falta de tecnología, altos precios de los energéticos y electricidad. El diagnóstico del petróleo muestra que las reservas alcanzan para 9.3 años y 9.7 de gas natural, por supuesto hay más hidrocarburos, pero estas reservas se encuentran en aguas profundas lo que demanda tecnología avanzada que México no tiene y por tanto una dependencia tecnológica.

Los elevados precios del petróleo de entre tantas cosas provocan el encarecimiento del suministro eléctrico, también se están teniendo alzas en los precios debido a la importación de gas natural y por si fuera poco la calidad de la energía es mala. Debido a tales motivos, es necesario considerar las Energías Renovables y aprovechar las buenas condiciones con que México cuenta para que estas sean aprovechadas.

INGENIERÍA

CIVIL

2013

CONFERENCIAS Y EXPOSICIÓN

20 y 21 de junio

SEDE:

INFORMES:

Colegio de Ingenieros Civiles de México A.C. Camino a Santa Teresa No. 187 Col. Parques del Pedregal, Tlalpan México, D.F. C.P. 14010

52 12 20 12 52 56 19 78 conferencias@revistavector.com.mx

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16 En México hay un crecimiento gradual del mercado pero no al ritmo que está creciendo en otros lugares del mundo. Varios gobiernos estatales han establecido programas propios para la instalación de este tipo de sistemas. Por ello, estamos en espera de que la nueva Ley de “Energías Renovables y para la Transición Energética”. A pesar de ser una ley insuficiente, se espera que ayude a aumentar el uso y desarrollo de las fuentes renovables de energía en México.

En el siguiente gráfico se muestra la evolución de los sistemas solares Fotovoltaicos Instalada en México.

figura 1.3. Evolución del mercado fotovoltaico en México (1994-2010)

Fuente: International Energy Agency (IEA) Photovoltaic Power Systems Programme (IEA PVPS)

Mercado Potencial en México Sector Rural Las oportunidades de desarrollo en el Sector Rural son inmensas, basta con mirar los datos del INEGI donde hay más de 6,000,000 de personas sin energía eléctrica y sin posibilidades de tener este servicio por parte de la CFE. Si cada usuario pudiera instalar un sistema de sólo 200 Wp, el mercado sería de más 1.2 GWp. Su realización en el corto y mediano plazos fundamentalmente depende de las políticas nacionales para el desarrollo en el campo.

Sector residencial en zonas urbanas y las ciudades Este sector sólo crecerá mediante incentivos que fomenten el uso de las energías renovables y dependerá fuertemente de la conciencia ecológica de los grupos urbanos. Por lo tanto, su desarrollo será gradual y relativo a la población comparada con la que hay en otros países. Potencialmente representa un mercado de varios GWp. El gran mercado FV para México lo representa el mercado mundial ya que claramente los países con fuerte desarrollo económico tienen mayor capacidad para instalar los sistemas requeridos. Esa industria FV para ser competitiva debe establecerse en México en el corto plazo, pues de otra manera los niveles de inversión requeridos la harán menos factible. En sólo 10 años se requerirán inversiones de billones de dólares.

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18 En México hay un crecimiento gradual del mercado pero no al ritmo que está creciendo en otros lugares del mundo ya que el gran diferencial surge en las políticas adoptadas en estos países cuyo motor principal ha sido los programas lanzados por los gobiernos de Japón, Alemania y Estados Unidos principalmente.

Estos tres países instalaron el 88% del total instalado en el mundo durante el 2010, esto lo podemos observar en la siguiente tabla donde muestra el Reporte de la Potencia total instalada al año 2010 para miembros de la Agencia Internacional de Energía ( International Energy Agency IEA Photovoltaic Power Systems Programme IEA PVPS).

figura 1.4. potencia fv instalada mundial (mw)

Fuente: International Energy Agency (IEA) Photovoltaic Power Systems Programme (IEA PVPS)

El costo de celdas y módulos fotovoltaicos ha sido un asunto de gran atención hacia esta tecnología. Los costos de módulos fotovoltaicos continúan altos, sin embargo en la última década, los sistemas FV integrados a edificios han disminuido su costo por un factor de 2. Se espera que esta tendencia continúe en el futuro.

Otro tema que atrapa la atención de esta tecnología se refiere a la eficiencia de conversión de luz del sol a electricidad. En el laboratorio se han tenido avances muy importantes, sin embargo estos avances no se han aterrizado todavía a nivel del módulo fotovoltaico.

Instituciones como el Centro de Investigación en Energía de la UNAM y el CINVESTAV del Instituto Politécnico Nacional, continúan realizando investigación en materiales y películas delgadas.

Las principales Limitaciones de los Sistemas FV principalmente son que aun económicamente no son competitivos para la mayoría de las aplicaciones, especialmente en aplicaciones de escala intermedia y grande, para la manufactura de cierto tipo de celdas requiere el manejo de sustancias que pueden ser nocivas para el ambiente en caso de descargas accidentales. Las tecnologías de producción están controladas por los países industrializados.

Además existen fideicomisos por parte del gobierno federal como el FIDE, referentes a la necesidad de mantener o mejorar los incentivos económicos a las energías renovables, existen los modelos de interconexión para pequeña y

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mediana escala regulados y elaborados por la Comisión Reguladora de Energía (CRE) para promover e impulsar el desarrollo de proyectos con fuentes de energía renovable o sistemas de cogeneración, mediante instrumentos permiten realizar y mantener la interconexión entre el Sistema Eléctrico Nacional (SEN) propiedad de la Comisión Federal de Electricidad (CFE) y la fuente de energía renovable o el sistema de cogeneración en pequeña o mediana escala.

Los requisitos para realizar un contrato de interconexión en pequeña escala con CFE, son muy sencillos y consta de que se tenga un contrato de suministro normal en Media tensión, que las instalaciones cumplan con las Normas Oficiales Mexicanas y con las especificaciones de CFE, y que la potencia de la fuente no sea mayor a 500 kW para celebrar el contrato de Interconexión correspondiente.

A la vista de los resultados, se puede concluir que en el contexto actual, desde la implantación del nuevo sistema de tarifas impuesto por CFE, a pesar de que el costo de las celdas solares es alto y la eficiencia de la tecnología es baja, mediante este modelo de implantación del Parque solar es económicamente viable ya que los recursos dependen principalmente del gobierno federal, aunado a que las tarifas actuales de CFE son reguladas por la Comisión reguladora de Energía (CRE) y la Secretaria de Energía.

El siguiente gráfico muestra los requerimientos para el desarrollo de la industria Fotovoltaica en México.

figura 1.5. desarrollo industria fotovoltaica

Las perspectivas de

gestión empresarial

petrolera

Ing. Fernando Manzanilla Sevilla (†) Ing. José Luis Zaragoza Gutiérrez

El Sector de ENERGÍA es Estratégico para México, es la base fundamental de nuestra economía y factor importante de nuestras relaciones con el Mundo Globalizado, ya que también cumple con la función prioritaria de ser el motor de nuestro desarrollo.

El Sector de la Energía no puede tratarse de manera aislada del resto de la economía, su desarrollo explica en buena medida el comportamiento de las principales variables económicas: • • • •

Estabilidad en el tipo de cambio, Control de la inflación, Mayor Producto Interno Bruto, Incremento en las Reservas Monetarias

El crecimiento en la demanda de energía ha estado ligado fuertemente al crecimiento de la Población y al desarrollo económico de nuestro país, de ahí la importancia del SECTOR de ENERGÍA. Petróleo y Gas Natural continuaran siendo los elementos más significativos e importantes en la satisfacción de los requerimientos de Energía Primaria del país, con una aportación de 90% en conjunto, mientras que la energía producida a partir de fuentes renovables(eólica-solar; hidráulica y biomasa) representan 6.9%, la energía nuclear 0.7% y el carbón mineral 2.2%.

Suplemento

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Consideraciones Básicas del Diagnóstico 1. PEMEX es una de las petroleras más rentables del Mundo; la diferencia del costo de extracción y el precio Internacional del barril, hacen evidente esta afirmación.

2. EL enfermo NO es PEMEX así como tampoco lo es la CONSTITUCION. 3. No obstante a PEMEX, se le ha rodeado de instrumentos organizativos en adición a los que de suyo tiene convirtiéndola de facto en una Dirección de SENER con Asesores, Consejeros.... Estructura que le ha complicando la Toma de Decisiones.

4. Con la Reforma Energética de 2008, se dieron cause a importantes iniciativas para ampliar la participación empresarial ( exploración y desarrollo incentivado de campos, nuevos y maduros; construcción y rehabilitación de ductos, almacenamiento de combustibles, etc.) generándose serias -controversias - para ampliar la participación del capital empresarial en estas y otras tareas periféricas de PEMEX, en las cuales, para algunos estas medidas son inconstitucionales y han sido por tanto medidas inductivas de serios conflictos legislativos.

5. PEMEX tuvo en su momento de consolidación y de mayores éxitos un instrumento tecnológico de primera clase en el Instituto Mexicano del Petróleo (IMP), algunas decisiones e intereses desnacionalizadores han promovido su casi desaparición, incrementándose la dependencia de la asistencia técnica extranjera, cada vez más costosa; donde el ejemplo más representativo se tiene en el atraso de la investigación y desarrollo de la exploración y explotación de petróleo en aguas profundas, así como también en la reducción de iniciativas de investigación tecnológica en áreas de la refinación y la petroquímica (1) 6. Las modificaciones de la organización estructural de PEMEX de los 90’s, generó competencia entre las Subsidiarias apuntaladas como centros de negocios independientes, en vez de articularlas orgánicamente como centros de costo y de resultados sujetas a una administración orgánica corporativa congruente con metas de competitividad internacional.

Nota: ((1) Como ha sido también el caso de: Instituto de Investigaciones Eléctricas HE, Colegio de Graduados de Chapingo y el INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES FORESTALES Y AGROPECUARIA, INIFAP; instrumentos vitales de la Investigación y el Desarrollo Tecnológico Sectorial, instituciones que también han sido debilitadas desde el año2000 hasta la fecha,

7. PEMEX ha sido el a poyo funda mental del presupuesto federal (aportando 35 a 40%), lo que evidencia la debilidad de nuestro desarrollo económico, sustentado en recursos no renovables, situación que hace evidente la necesidad de diversificar los ingresos fiscales de la Federación, racionalizando los correspondientes cargos fiscales a PEMEX, de tal manera que se apoye su desarrollo como empresa.

No existe sector privado en el mundo que esté dispuesto a pagar 70/80% de impuestos, a partir de sus ingresos brutos como aportación al presupuesto federal.

Así como tampoco existen, Empresas Petroleras exitosas que soporten un mecanismo hipotecario como han sido los “PIDIREGAS”, instrumentos financieros que con el tiempo hacen insolventes a las empresas y paralizan su desarrollo.

8. En el aspecto Laboral, la relación PEMEX-Sindicato; ha sido fundamental en el desarrollo de la Empresa, sin embargo hoy día se demanda en ambas organizaciones una mayor delimitación de atribuciones para su mejor desarrollo (Sindicato -PEMEX y ESTADO - Miguel S. Wionczek) 9. CONSIDERANDO que el precio de venta del barril de petróleo crudo de exportación es 1.25 veces menor al precio de la gasolina importada y que su valor llega a multiplicarse por veinte al importarse como productos petroquímicos manufacturados; surge la premisa de priorizar el análisis de la construcción de un par de nuevas refinerías, agilizando de paso la Construcción de la Refinería del “Centenario” en el Estado de Hidalgo incluidas la Conversión profunda de Residuales para las Refinerías de Salamanca y Tula.

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24 Suplemento Especial

Planteamientos Fundamentales a. URGE revisar en detalle los ordenamientos legales que directa o indirectamente están relacionadas con la racionalización jurídica, operativa y fiscal de PEMEX, su estrategia se debe centrar en lo Presupuesta y Orgánico, Investigación, Desarrollo Tecnológico y Laboral; estos son los grandes RETOS para un PEMEX con calidad, competitividad Internacional y Eficiencia Operativa. b. URGE racionalizar la pesada estructura burocrática creada alrededor de PEMEX para otorgarle la autonomía necesaria, es imperativo reconvertir a la Organización de PEMEX en empresa orgánica, vertebrada con Divisiones Coordinadas (NO Subsidiarias) a fin de que estas se conviertan en Centros de COSTO, y NO de Utilidad. PEMEX debe ser una Empresa con AUTONOMÍA DE GESTION (respecto de la SHCP) para que la diferencia entre el costo de extracción del Petróleo y el precio internacional se reparta entre el presupuesto federal y los requerimientos de PEMEX para su evolución operativa, inversiones integradoras, investigación y desarrollos tecnológicos de punta, acciones orientadas a la búsqueda de la competitividad internacional, criterios lógicos de una empresa petrolera internacional. c. Lo antes expuesto hace necesario el análisis de la distribución del excedente Petrolero en el Marco del Interés Nacional, por que se sugiere necesario realizar una evaluación nacionalista, seria y soberana sobre el usufructo racional de nuestros recursos nacionales NO renovables d. Sera prudente reforzar a los Órganos de PEMEX en materia de Planeación Estratégica y de Análisis Prospectivos de la Industria Mundial, con el propósito de monitorear las condiciones Geopolíticas y enterar con oportunidad al Consejo y al Ejecutivo Federal.

Es necesario y conveniente fortalecer al IMP para re­ constituirlo en el centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico Petrolero a fondo, para habilitar y renovar las H-H Ingeniero perdidas y disminuidas, reactivando a la Ingeniería Mexicana para que en conjunto y en alianza Institucional con el Sector Empresarial se restituya al IMP con el carácter de promotor del renacimiento de las empresas de Ingeniería de Proceso y de Detalle, en coordinación y congruencia con las tareas que respalda CONACYT. e. PEMEX podrá alquilar o rentar la tecnología que sea de su interés, como es usual en la industria Petrolera Internacional. f. PEMEX requiere por los medios políticos a que haya lugar, la vertebración de sus objetivos con un sindicato patriota, transparente y democrático, vigilante de sus conquistas alcanzadas bajo los acuerdos obrero-patronales del Art. 123 de la Constitución y las exigencias del mundo Global altamente competido.

Hoy nos encontramos ante la mayor oportunidad histórica para que el Presidente Enrique Peña Nieto - re-escriba la historia de un México, que reafirme con decisión ser dueño soberano de sus recursos naturales, particularmente los finitos, mediante una Estrategia de ESTADO que aglutine el apoyo masivo de la población, para que se fortalezca el aprovechamiento de los recursos petroleros, con oportunidades EMPRESARIALES de mutuo provecho para los Sectores PÚBLICO y PRIVADO. No es indispensable ser condescendientes en exceso, hay suficientes argumentos económico-políticos para entablar relaciones de mutuo interés y de respeto con las economías altamente desarrolladas, con grandes ventajas; hoy es factible traducirlas en un modelo de “ganarganar “ político-económico, basado en sólidos principios e intereses soberanos.

IMPORTANCIA DEL SECTOR ENERGÉTICO El próximo Gobierno deberá otorgar al sector energético la mayor fortaleza e importancia y apoyar su crecimiento y desarrollo mediante la participación complementaria y estratégica constitucional del sector empresarial nacional.

Se requerirá de la atención prioritaria del Estado para que este garantice la soberanía energética nacional y contribuya al desarrollo productivo y social, a la educación, la salud y la creación de empleos.

Los RECURSOS ENERGETICOS deberán ser aprovechados racionalmente en beneficio de las presentes y futuras generaciones.

MODERNIZACIÓN, ACTUALIZACIÓN Y NUEVA POLITICA Se deberá dar atención prioritaria al SECTOR de la ENERGÍA, corrigiendo los rezagos que padece mediante la implementación de políticas y nuevas estrategias que permitan endentar y mejorar las ventajas competitivas del sector.

El sector energético nacional deberá fortalecerse y complementarse mediante la participación y ALIANZA ESTRATÉGICA DEL ESTADO CON EL SECTOR EMPRESARIAL para constituirse en conjunto en la palanca fundamental de la política económica.

Por ello, mediante DESARROLLO integral del Sector Energético se tiene la gran oportunidad histórica de potenciar, modernizar, actualizar y operar una nueva política que atienda los rezagos; mediante nuevas políticas públicas e iniciativas conforme a los criterios modernos y nacionalistas más experimentados.

ESCENARIO DE GESTION Y OPORTUNIDADES EMPRESARIALES PARA EL DESARROLLO DE ALIANZAS ESTRATEGICAS PUBLICAS – PRIVADAS

25 Suplemento Especial

BAJO EL ESCENARIO de ALIANZAS ESTRATEGICAS SERA IMPORTANTE DEFINIR AL SECTOR ENERGÉTICO (PETRÓLEO-GAS) como uno de los componentes esenciales para el desarrollo de la economía nacional y factores clave para contribuir al cambio productivo, educativo y social del País, la creación de empleos y la seguridad nacional.

26 PETRÓLEO y GAS NATURAL Suplemento Especial

RESERVAS PETROLERAS Sera fundamental garantizar la soberanía energética conservando las reservas petroleras, mediante la reposición anual del 100% de su extracción, para lograrlo deberán fortalecerse los trabajos de Exploración y Explotación en la sonda de Campeche, Yacimientos en tierra localizados en Chicontepec, Sureste, Tampico -Misantla, así como los de Aguas Someras y Profundas del Golfo de México y la reactivación de promisorios Campos Maduros en las distintas Regiones prospectivas del Territorio Nacional.

PRODUCCIÓN Y TRANSPORTE DE GAS NATURAL La creciente utilización del gas natural como energético limpio y materia prima petroquímica hacen obligatorio incrementar su oferta.

También es necesario ampliar la red de ductos para transporte de Gas natural, y cumplir con el suministro del energético a todo el país, actividad que podrá ser impulsada con la

mayor participación posible de los empresarios mexicanos, mediante la modernización, rehabilitación y crecimiento del sistema nacional de gasoductos.

REFINACIÓN de PETRÓLEO Se tiene que corregir a la brevedad el gran rezago que se tiene en la producción nacional de: gasolinas automotrices, diesel y turbosina; su déficit creciente ocasiona cuantiosas importaciones.

La falta de refinerías es patente, en el mediano plazo se necesitan cuando menos dos nuevas refinerías con capacidad de 300,000 B/D cada una, para tratar de corregir este problema.

Estamos expuestos al intercambio comercial de los petrolíferos con el mercado internacional, pero de ninguna manera deberemos depender del mismo.

PETROQUÍMICA Se ha descuidado la atención gubernamental al sector petroquímico nacionales factible reactivar a esta industria en conjunto con el sector privado nacional e Internacional, la clave será garantizar la disponibilidad por parte de PEMEX de las MATERIAS PRIMAS requeridas, con lo que se dará gran impulso a este sector Industrial.

TECNOLOGÍA Se requiere fortalecer la contribución tecnológica y de Capacidades laborales que necesita el sector de energía con el apoyo de: Instituto Mexicano del Petróleo, Instituto de Investigaciones Eléctricas, Centros de Educación Superior UNAM, IPN y UAM

INGENIERÍAS de PROYECTO Se deberá fomentar e impulsar a las empresas de Ingeniería hasta alcanzar la META de cubrir cuando menos el 50% de las necesidades actuales con capacidad local y restituir en el mediano plazo la capacidad de 15 millones de HorasHombre, (Actualmente se tienen menos de 5 millones H-H) CONSTRUCCIÓN / INFRAESTRUCTURA La mano de obra especializada para la construcción de los proyectos energéticos jugará un papel determinante en los programas de desarrollo.

El Presidente Enrique Peña Nieto deberá estar decidido y convencido para impulsar esta importante y fundamental actividad, considerando la repercusión que la misma tiene en la generación de empleos.

INTEGRACIÓN NACIONAL DE SUMINISTROS Sera necesario impulsar la mayor integración nacional de bienes y servicios en los proyectos del SECTOR de ENERGÍA revisando las disposiciones actuales y estableciendo políticas firmes con este propósito, mediante exigencias ciaras en las licitaciones y los contratos a fin de impulsar la FABRICACION NACIONAL con el desarrollo económico respectivo.

PROYECTOS VIABLES PARA POTENCIALIZAR A PEMEX CON PARTICIPACIÓN EMPRESARIAL PRIVADA MEXICANA EXPLORACIÓN / EXPLOTACIÓN

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• Construcción de ductos marinos, sistemas portuarios, sistemas de recolección petrolera marina y de tierra.

• Construcción de plantas eliminadoras de nitrógeno del gas proveniente de la producción directa de los Yacimientos contaminados.

• Proyectos para la rehabilitación de campos maduros-incentivados para elevar la producción petrolera de campos viejos sin inversiones importantes por parte de Pemex.

• Inversiones privadas en la Construcción de Plataformas Marinas para aguas someras y profundas según sea su prioridad de desarrollo y producción.

Suplemento Especial

28 AREA de GAS NATURAL

REFINACIÓN

• Análisis de la Posibilidad de la Participación del Apoyo privado, para el Desarrollo de Shale Gas de considerable potencial, para incrementar de la producción de gas natural en el Territorio Nacional.

• Construcción de Nuevos Ductos para transporte, e Instalaciones para Almacenamiento y distribución de Gas Licuado en todo el país, casos similares a los que ya se han desarrollado con alianzas entre PEMEX y los permisionarios del Gas Licuado; ejemplos: Sistema Burgos - Monterrey; Sistema Tuxpan - Atotonilco; Sistema de Occidente y el Pacífico Norte.

• Construcción de Nuevos Ductos para incrementar la red de distribución de Gas Natural en el país; principalmente en las zonas de consumo aún no cubiertas, ejemplo: del Litoral del Pacífico - Norte, Área Sureste; Área - Centro y las interconexiones para exportación o importación en la frontera Norte.

• Producción de Hidrógeno a partir de Gas Natural para tratamiento de Combustibles con alto contenido de compuestos con azufre, con plantas ubicadas fuera de los límites de batería de las REFINERÍAS) • Construcción de Redes de Ductos para transporte de Petrolíferos.

• Construcción de Nuevas Terminales de Almacenamiento: • Nueva terminal del Valle Metropolitano de la ciudad de México • Nueva Terminal Zona del SURESTE Yucatán - Quintana Roo • Nueva Terminal Monterrey, N. L; • Otras Terminales soporte del sistema nacional de Distribución y Reparto.

• Suministro de agua tratada de Origen municipal a Refinerías donde hay escasez de Agua.

• Flota de apoyo a la flota petrolera de PEMEX. • Sistema especializado de Acopio de Coque del petróleo producido por PEMEX para distribución nacional o exportación.

AREA de PETROQUÍMICA Alianzas estratégicas / Maquila de Productos para Complementación de Cadenas Petroquímicas de PEMEX con el SECTOR EMPRESARIAL

La energía nuclear: ¿la villana de la generación de electricidad?

Patricia Ruiz Islas

L

Tras el embargo petrolero de 1973, algunos países cayeron en la cuenta de que la dependencia energética no era una posibilidad. Carecer de recursos propios, aunado a la volatilidad de las relaciones de Occidente con los países árabes, principales productores y abastecedores de petróleo, llevaron a Francia a considerar, no la posibilidad o la viabilidad, sino la urgencia de emplear energía nuclear para satisfacer sus necesidades de electricidad. Porque Francia no únicamente carecía petróleo: sus reservas de carbón estaban ya prácticamente agotadas. No fue solo “hacer de necesidad, virtud”: con unos cuantos kilos de uranio se tenía suficiente “combustible” para proporcionarle energía a toda una ciudad durante un año. También, entonces, se vio que la energía nuclear era conveniente al ser una fuente, digamos, “compacta” de energía, amén de que, al hablar de costos de producción, resultaría ser ligeramente más barata.

29 Maravillas de la Ingeniría

a energía nuclear es controvertida, ni quien lo dude. En cuanto se le menciona, imágenes de Hiroshima y Nagasaki acuden a la mente de quien escucha e imagina a la par muerte y destrucción a escalas casi impensables. O quizás, de manera no menos trágica, se piensa en los accidentes —recientes y no tanto— ocurridos en las plantas nucleares de generación de energía, como el de Chernobyl en 1986 o, más fresco en la memoria, el de Fukushima. Las imágenes transmitidas por los noticieros, dantescas de por sí, no son nada comparadas con los temores que quedan en la imaginación del público, que se ven alimentados, a su vez, por pequeños recordatorios de las secuelas, aparentemente infinitas, de esos accidentes, entre los que la contaminación por materiales radioactivos es la más considerable, la más temida. En la memoria colectiva rondan imágenes de tierras inutilizadas e inutilizables debido a la radioactividad, que convierte en pueblos fantasmas todo lo que toca y cuyos largos tentáculos tienen alcances que aún no se conocen del todo. Abandono, enfermedad y deformidad son ideas que, cual si de película de trama posapocalíptica se tratara, se asocian de inmediato a las plantas nucleares de generación de energía. La pregunta, entonces, no puede dejarse fuera: si la energía nuclear es tan peligrosa, ¿por qué se sigue utilizando?

Maravillas de la Ingeniería

30 Por supuesto que la puesta en marcha del programa de generación nuclear de energía no hubiera sido posible sin la aceptación del público. El espectro de las bombas y sus secuelas aún flotaban en el ambiente, de modo que las autoridades se dieron a la tarea de convencer a la ciudadanía de que las ventajas de la energía nuclear eran muchas y sus riesgos pocos. Quizás el panorama que les pintaron fue bueno ya que, hasta el año 2010, la energía nuclear gozaba de popularidad y aceptación entre dos tercios de la población francesa, aunque cabe mencionar que también había un dicho bastante popular en ese momento: “no hay petróleo, no hay gas, no hay carbón, no hay de otra”. De hecho, la primera planta nuclear empezó a operar en 1962 pero, en esta ocasión, se trataba ya de aliviar una crisis y lo que, se pensaba, podía convertirse en una amenaza permanente al abastecimiento de electricidad en Francia, a nivel tanto doméstico como industrial.

Electricité de France SA es la compañía que se encarga de abastecer de energía eléctrica a los pobladores del territorio francés, surgida a raíz de la nacionalización de varias pequeñas productoras de electricidad privadas en 1946 y que hoy en día se encarga de operar cincuenta y ocho plantas, que proporcionan 78 % de la energía

que consume Francia. No solo esto sino que, además, es la compañía de generación de energía operada por el Estado más grande del mundo. En 2011, el 22 % del total de la energía producida en la Unión Europea provino de esta compañía, generada, en su mayor parte, con energía nuclear.

Por si fuera poco, las plantas nucleares generan trece veces menos emisiones contaminantes que las granjas eólicas.

La pregunta, entonces, es: ¿qué está sucediendo que Francia tiene planes para reducir su capacidad de producción al 50 % en los próximos treinta años?

Como se mencionó anteriormente, la generación de energía eléctrica a partir de reactores nucleares gozó, desde un principio, de gran aceptación. Solo a finales de la década de 1980 surgió el único enfrentamiento grande entre la energía nuclear y el público, y se debió al manejo de los desechos y al planteamiento oficial al respecto. Las autoridades francesas jamás pensaron que el manejo de desechos radioactivos fuera a ocasionar problema alguno: se había llegado a un punto en el que, por ejemplo, los desechos que produciría una familia de cuatro personas que empleara energía eléctrica durante veinte años equivaldrían, en volumen, a un encendedor de gas, gracias a un agresivo programa de

reutilización y reciclamiento de materiales radioactivos. Como fuera, por mínimo que resultara el volumen de desechos, siempre habría algo y ese algo tendría que depositarse en alguna parte, para lo cual las autoridades eligieron alejarlos de las ciudades y llevarlos a la Francia rural. Como era de esperarse, los pobladores de estas zonas no enloquecieron de felicidad al enterarse de que se convertirían en algo así como un cementerio radioactivo, o sea, un lugar en donde se enterrarían los desechos radioactivos y ahí se alojarían para siempre, olvidados de todos menos de sus vecinos de la superficie, quienes no dejarían de verlos con recelo esperando que, en cualquier momento, sus emanaciones tóxicas comenzaran a afectar la superficie. El recelo respecto a los

efectos de los desechos era comprensible, pero también se puso de manifiesto otro antagonismo: el que suele enfrentar al campo y a la ciudad. Así, los habitantes de los potenciales vertederos radioactivos no tardaron en expresar su descontento hacia los “parisinos que consumen electricidad y nos arrojan sus desechos”. Resultó un tanto incómodo buscar una solución al problema porque, si bien comunidades como Civaux, al suroeste de Francia, habían acogido con deleite la idea de convertirse en hogar de una planta nuclear, ya no veían con tanto agrado el que esas plantas generaran desechos que tendrían que depositarse en alguna parte, muy probablemente en su subsuelo. El programa de manejo de desechos radioactivos, sin embargo, estaba mal planteado: lo que se buscaba era algo así como almacenar los desechos para reprocesarlos y volverlos a utilizar y, cuando esto ya no fuera posible, almacenarlos, ahora sí, de manera permanente.

Aparentemente superado el obstáculo, las cincuenta y ocho plantas nucleares que abastecen a Francia de las dos terceras partes de la energía eléctrica que consume continua-

ron funcionando sin mayores contratiempos. Entonces, vino Fukushima. El desastre ocurrido en la planta japonesa causó mucha más alarma incluso que Chernobyl porque hizo evidente que al menos cuatro de los generadores franceses ya llevaban, justamente, casi cuarenta años de operación y que el hecho de que siguieran funcionando en óptimas condiciones iba a requerir una inversión casi tan grande como la requerida por su construcción. Aparte, trajo nuevamente a la memoria que los alcances de la contaminación por materiales radioactivos, después del desastre en la ex Unión Soviética, no se conocían aún del todo —a este respecto, se cree que partículas contaminantes habrían podido llegar a suelo francés, pero se desconoce hasta este momento en qué proporción—. Y otro jugador entró en liza para dificultar todavía más la ya de por sí crítica situación de las plantas nucleares: el esquisto bituminoso y el gas pizarra.

Ha sido precisamente la extracción a gran escala de estos, conocidos también como hidrocarburos no convencionales, la que ha puesto a Estados Unidos otra vez en un plano de prominencia en cuanto a producción de combustibles fósiles. Con trescientas un mil toneladas métricas de esquisto bituminoso en reserva y una producción de gas pizarra que aumenta año con año, Estados Unidos ha conseguido reavivar su industria, para la que disponer de energéticos a precios accesibles es vital. A un tiempo, la extracción a gran escala de gas pizarra y petróleo de las rocas ha lanzado a los países que cuentan con reservas de esquisto bituminoso a explotar una fuente de hidrocarburos que los lleve a, quizás, ser más independientes cuando de importaciones de petróleo o gas se trata. En algunos casos, como el de Polonia, la extracción de gas pizarra ha ayudado a la economía de este país a aflojar la dependencia de energéticos que tiene con respecto de Rusia. Si bien, a primera vista, parece que los combustibles fósiles se “renuevan” — justo cuando parecen a punto de terminarse—, aliviando las inminentes crisis que su falta produce en el estilo de vida

31 31 Maravillas de la Ingeniería

El combustible más común de las centrales termonucleares es una variante —o isótopo— del elemento uranio, cuyo núcleo atómico tiene la particularidad de dividirse en dos al absorber un neutrón libre, lo que libera, a su vez, dos o tres neutrones, junto con una considerable cantidad de energía que es utilizada para producir vapor de agua capaz de poner en movimiento una turbina.

Este fenómeno se conoce como fisión, término que tiene la misma raíz que la palabra “fisura”.

Aunque el uranio–235 es naturalmente inestable, es necesario “bombardearlo” con neutrones para acelerar su ritmo de decaimiento y, en consecuencia, aumentar la cantidad de energía resultante. Una vez que el proceso de fisión ha sido puesto en marcha, el número de núcleos de uranio divididos empieza a crecer de manera geométrica, lo cual es muy peligroso ya que el combustible puede alcanzar rápidamente la temperatura suficiente para atravesar las paredes del reactor y contaminar el medio ambiente. Por esa razón, la fisión se controla con una combinación de materiales que absorben cierta cantidad de neutrones y un fluido refrigerante, como el agua. A pesar de lo difícil que puede resultar manejar los desechos de esta industria, la generación termonuclear sigue siendo la alternativa más rentable al uso de combustibles fósiles para producir energía eléctrica.

Maravillas de la Ingeniería

32 moderno, tampoco se puede negar que la obtención de estos recursos podría exigir un costo aún más alto que el que representa usar petróleo o gas natural.

Al gas pizarra, a pesar de que parece haber enormes reservas de él, se le tiene casi que forzar fuera de su yacimiento, al fracturar la roca del subsuelo para introducir una mezcla de agua, arena y químicos que ayudarán a desplazar al gas. El impacto ecológico de esta práctica se ha medido poco, pero mucho se teme que no sea de despreciar, ya que se está violentando al subsuelo a profundidades considerables. En Inglaterra, por ejemplo, en años pasados se intentó la extracción de gas con este método; coincidencia o no, no se sabe, pero al poco tiempo se registró un temblor en la zona que, huelga decir, detuvo toda la operación. Puede no ser tan descabellado asociar tan directamente un movimiento telúrico con la extracción del gas pizarra, más si se toma en cuenta lo dicho anteriormente sobre la profundidad de las perforaciones. Como si esto no fuera bastante, también está el problema de la contaminación. Esta técnica de extracción, conocida como fracturación hidráulica —fracking, en inglés—, desplaza al gas, pero también empuja los químicos que se emplean al subsuelo, contaminando los mantos freáticos y liberando gases tóxicos a la atmósfera.

No menos problemática es la extracción del petróleo de esquisto bituminoso, que se lleva a cabo por medios químicos y su producción y uso generan más gases de efecto invernadero que cuando se emplea petróleo común. Además, se utilizan grandes cantidades de agua para su obtención: cinco barriles de agua por un barril de petróleo obtenido de esta manera. El costo ecológico, entonces, resulta ser lo suficientemente alto como para que algunos países hayan prohibido la explotación de este recurso. Australia, a pesar de ser el país que cuenta con las mayores reservas de esquisto bituminoso, ha prohibido su explotación. Y Francia

también se encuentra entre los países donde no se permite la extracción de este hidrocarburo no convencional.

A pesar de que tanto el gas pizarra como el petróleo de esquisto bituminoso han representado, para varios países, la materialización del tan acariciado sueño de la independencia energética, no se puede negar su impacto ecológico, mismo que han reconocido aquellos países que se niegan a explotar este recurso. En el caso francés, hay presiones hacia el gobierno para que se levante la prohibición: el argumento más fuerte es que estos recursos bien podrían ayudar a Francia a salir de la crisis energética en la que se encuentra y quizás podría regresar al primer puesto en producción de electricidad, más aún después del anuncio del presidente François Hollande de reducir la producción de electricidad con energía nuclear al 50 %.

En este sentido, hay quienes piensan que en los hidrocarburos no convencionales está la solución para llenar con creces el hueco producido por esta reducción que, se espera, se complete para el año 2020. El gobierno francés sostiene que con fuentes renovables de energía se puede suplir el faltante. De hecho, se proyecta la construcción de varias granjas eólicas y se ha avanzado en el desarrollo de generación de electricidad por biomasa. Pero estos desarrollos avanzan lentamente: el año pasado, simplemente, Francia hubo de importar de Alemania, por primera vez, electricidad durante todos los meses del año.

Alemania se está perfilando como uno de los productores más importantes de electricidad para la industria en la Unión Europea. Tras el desastre de Fukushima, Alemania se apresuró a dar de baja sus generadores nucleares para generar energía a partir del carbón, lo que no ha sido impedimento para que estén en posibilidad de ofrecer el megawatt/hora en treinta y seis euros, en tanto que, en Francia, la industria ha de pagar diez euros más. ¿Qué sucedió con la competitividad francesa, con el país que

De cualquier manera, los críticos han empezado a hacerse escuchar: a raíz del cierre de las plantas nucleares en Alemania y en Japón, así como del plan francés de reducir drásticamente su capacidad de generación de electricidad, mucho se ha hablado de que estas economías están tomando decisiones de marcado corte político, ya que si se detuvieran a pensar en términos de impacto ambiental, no estarían considerando el cierre de sus plantas. Francia es el país que al parecer, tiene más que perder en todo esto: mucho de idiosincrásico tenía el uso de energía nuclear, ya que para los franceses significaba una muy apreciada independencia energética. Por razones históricas, la relación de los franceses con la radioactividad ha sido, aparte de larga, sumamente significativa: basta con recordar los nombres Curie o Becquerel para entender por qué la energía nuclear casi forma parte del ADN francés. Pero, a raíz de los accidentes en las plantas nucleares, tanto de generación de electricidad como de tratamiento de desechos radioactivos —en la propia Francia ocurrió un accidente de esta naturaleza en una planta situada en Marcoule, al sur de Francia, en septiembre de 2011—, el símbolo amarillo con las tres aspas negras invoca, actualmente, más temores que seguridades. ¿Será ahora que la energía nuclear es tan cuestionable como el mismo petróleo? ¿O, peor aún, como el gas pizarra o el esquisto bituminoso, más contaminantes y más gravosos con el ambiente? Tal vez debería de contemplarse nuevamente sus ventajas y reconocer que, si bien las consecuencias de un accidente pueden ser de consideración, estos acontecimientos suelen ser poco frecuentes y quizás, cuantitativamente, durante la vida útil de un reactor, la contaminación generada es mucho menor que la que produciría una planta que trabaje con carbón aunque, a un tiempo, debería admitirse que la solución al problema del manejo de los desechos radioactivos dista mucho de ser la ideal todavía, ya que apenas en los últimos años se ha empezado a barajar la idea de construir depósitos subterráneos —o ubicados en el lecho marino— para que dichos desechos queden lo más lejos posible del ser humano y sean lo menos susceptibles a los embates de un desastre natural que, por ejemplo,

haría que estos desechos se filtraran al ambiente. En Finlandia, un depósito de este tipo entrará en operación apenas en el año 2020, en tanto que en Francia se contempla para 2025.

Con ejemplos como este, parecería que una generación de energía limpia y que no represente una amenaza, ni para el ser humano ni para su entorno, queda todavía muy lejos. Tanto, que más se asemeja una utopía que un proyecto con vistas a realizarse algún día, por lejano que fuera.

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otrora fuera la avanzada en cuanto a energía nuclear para propósitos civiles? Lo más probable es que sus reactores hayan ido envejeciendo con poco mantenimiento y, también, con poca inversión para renovarse.

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El

Aprovechamiento de la Energía en México.

-Una Agenda Pendiente de Resolver-

Jorge Sánchez Gómez

INTRODUCCIÓN. Todo lo que ocurre cotidianamente, como el crecimiento de las plantas, el movimiento de los seres vivos, así como el trabajo que realizan los equipos y las máquinas, tienen como común denominador el concurso de la energía. La energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza como son los cambios físicos y los químicos. Se puede decir que energía es vida.

La energía puede manifestarse de diferentes maneras: en forma de movimiento (cinética), de posición (potencial), de calor, de electricidad, de radiaciones electromagnéticas, etc.

Entendida como un recurso natural, la energía no es un bien por sí misma, sino un bien intermedio, ya que posibilita la satisfacción de ciertas necesidades cuando se produce un satisfactor o se oferta un servicio.

La energía, dependiendo de la fuente donde se origina, puede denominarse como energía no renovable la que proviene de fuentes agotables (como la procedente del petróleo, el carbón, los biocombustibles o el gas natural); mientras que la energía renovable es virtualmente infinita, como la eólica, la solar y la geotérmica.

Es importante mencionar que la energía, es indispensable para el logro de casi todos los grandes desafíos y oportunidades que enfrentamos actualmente. En ese sentido y a pesar de las oportunidades que nos brinda el mundo actual, para satisfacer nuestras necesidades energéticas, una de cada 5 personas, carece de los satisfactores básicos para cubrir sus mínimos requerimientos energéticos.

Por otro lado, alrededor de 3 millones de personas dependen de la biomasa tradicional, como la madera y los residuos de plantas animales, para atender sus necesidades básicas energéticas de manutención y sustento.- Así mismo, el consumo energético contribuye al cambio climático, representando alrededor del 60% del

total de las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel mundial.

Es por ello que las Naciones Unidas, encabezan la iniciativa denominada “Energía Sostenible Para Todos”, con la que se pretende asegurar el acceso universal a los servicios de energía modernos, mejorar el rendimiento energético, aumentar el uso de fuentes renovables y reducir la intensidad de las emisiones de carbono. Se puede decir que hoy en día, se está produciendo un gran auge de las mencionadas energías renovables; y es que la utilización de ellas contribuye a que dejemos de explotar las fuentes tradicionales (particularmente los hidrocarburos) que contaminan y lesionan gravemente la sustentabilidad del planeta y por ende, afectan el bienestar del ser humano.

El razonamiento sustentable que acompaña esta propuesta, es que se opta por una energía que aprovecha fuentes naturales inagotables, como sería el caso de la luz del Sol, el viento y la geotermia. De la misma forma también apuesta por una energía que es capaz de regenerarse de modo natural y que por tanto, no causa ningún daño al medio natural; de hecho, casi todas las fuentes renovables, están sometidas a ciclos que se mantienen de forma más o menos constante en la naturaleza.

35 Maravillas de la Ingeniería

El actual concepto de la energía, deriva de la relatividad física, teoría propuesta por Einstein, en donde la energía y la masa son manifestaciones de una propiedad única. Así, la energía puede pasar a otros estados e incluso convertirse en masa, y a la inversa. Einstein, afirmó que toda clase de energía tiene masa determinada y demostró que masa y energía son equivalentes; la propiedad llamada masa, es simplemente energía concentrada. En otras palabras, materia es energía y energía es materia.

Maravillas de la Ingeniería

36 EL CONTEXTO ACTUAL. Se puede decir que hidrocarburos y electricidad, son los únicos ejes de la política nacional en materia energética. Así mismo, la modernización del sector petrolero no es fácil, sin tecnología y sin alianzas público privadas; por lo que una verdadera reforma petrolera es uno de los grandes retos del México actual.

En cuanto a la electricidad, las mejoras que se proponen son apenas pálidos intentos, puesto que será muy difícil lograr un aprovechamiento energético sustentable, sin la eliminación de subsidios y/o el pago de primas por Kw/h de electricidad de origen renovable y sin una apertura franca a la inversión privada, a la par de una red interconectada moderna y de amplia cobertura.

El servicio público de energía eléctrica en nuestro país, sólo puede ser atendido por el Estado, significándose como una especie de monopolio dispendioso oficial, como el existente en materia de hidrocarburos, ambos consagrados por la Constitución.

A lo anterior hay que agregar que por tal dispendio energético, casi el 70% de las emisiones totales de gases de efecto invernadero del país, provienen de la producción y consumo de energía.

Es de hacer notar que los costos de los equipos fotovoltaicos han caído en picada en los últimos años, en una tendencia que sin duda continuará en el futuro. En cuarenta años, el costo de un kilowatt de potencia instalada ha disminuido de casi 100,000 USD a menos de 3,000. No obstante las tarifas eléctricas aumentan sin cesar en nuestro país. Los consumidores domésticos en casas habitación de clase media alta para arriba, pagan hoy en día más de $3.5 pesos por kilowatt hora (energía) en tarifas de alto consumo, lo que les llega a significar varios miles de pesos de factura eléctrica al mes. La industria paga tarifas menores (alrededor de $1.40 pesos por kilowatt hora en promedio) pero crecientes, lastrando su competitividad (Gabriel Quadri de la Torre, reporte para El Economista, 2012.)

Por otro lado, los subsidios a los combustibles son un factor decisivo de ineficiencia energética y de emisión excesiva de gases de efecto invernadero, además de significar una carga brutal para las finanzas públicas, representando hasta el 10% del presupuesto total del Estado. Además, los combustibles automotrices, principalmente la gasolina, representan un formidable instrumento de recaudación fiscal, amén de ser el factor más relevante de emisión de gases de efecto invernadero en México.

En cuanto al marco legal, quedan tareas pendientes por instrumentar como es la eliminación de los subsidios a los combustibles automotrices, la promoción y el fomento de las energías renovables; además de cancelar la restricción que confina a la participación de la inversión privada solamente al autoabastecimiento, así como aperturar la comercialización de la electricidad generada, actualmente condicionada de manera obligatoria a la Comisión Federal de Electricidad (CFE) por parte de productores independientes en condiciones de precio que son taxativas a las fuentes renovables; además de promover la creación de créditos fiscales y primas (Feed in Tariffs) por kilowatt hora, a los productores.

LAS OPCIONES POSIBLES. a). Los Biocombustibles.

Los biocombustibles de origen agrícola (etanol y biodiesel) son más caros que la gasolina y el diesel, por lo que requieren de subsidios cuantiosos. Hay en el mundo petróleo suficiente para varias décadas, así como abundancia de gas natural para el resto del siglo.

Por otro lado, los biocombustibles en lugar de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero las incrementan significativamente, si consideramos que la relación entre las emisiones de carbono debidas a los combustibles fósiles, no son nada comparables con las del N2O (El óxido nitroso es un gas de efecto invernadero 300 veces más potente que el CO2), debido al uso de fertilizantes utilizados para la producción de los biocombustibles, además del consumo energético asociado a su ciclo de producción (Fargione, J. 2008. “Land Clearing and the Biofuel Carbon Debt”. Science).

Maravillas de la Ingeniería

38 Por otro lado, el fomento del uso de los biocombustibles, induce la deforestación y compiten por la tierra contra los alimentos, la biodiversidad y el almacenamiento de carbono en ecosistemas forestales (World Bank. 2010. The Impacts of Bio-fuel Targets on Land Use and Food Supply. Policy Research Working Paper); es decir, este tipo de energéticos, va en contra de mantener nuevas reservas de tierra para alimentar a una población creciente (10,000 millones en el planeta y 150 millones en México hacia el 2050).

Además, la producción de biocombustibles agrícolas disparará la demanda de agua para riego, el agotamiento de recursos hídricos, así como la contaminación de suelos, ríos y mares con fertilizantes y plaguicidas; amén de que en el futuro cercano, se prevén importantes reducciones en el uso de motores de combustión interna (dependientes de este tipo de combustibles), debido a la popularización de los motores eléctricos.

En promedio, alrededor de 100 litros de agua son necesarios para producir un litro de etanol en tierras irrigadas, y en términos energéticos, el etanol consume entre 2 y 8 millones de litros por Mw/h, ¡cien mil veces más que la refinación de petróleo!. Más aún, una instalación industrial típica para la producción de 400 millones de litros de etanol al año consume suficiente agua como para abastecer a una población de 5,000 habitantes. Esto, sin contar la aguda contaminación y eutroficación de cuerpos de agua continentales y aguas costeras por fertilizantes. Además, las emisiones de efecto invernadero asociadas con la producción de los biocombustibles, provoca una abultada e impagable deuda de carbono. Por lo demás, los biocombustibles son más costosos y exigen subsidios (Gabriel Quadri de la Torre, Biocombustibles/Demencia, para El Economista, 2012.)

Podrá argumentarse que los vehículos eléctricos también tienen emisiones de gases de efecto invernadero, atribuibles a las plantas termoeléctricas que los alimentan. Sin embargo, esto depende de la estructura de generación de electricidad en cada país; es decir, qué tanto contribuyen los combustibles fósiles como el gas natural, el carbón o el combustóleo, con respecto a la energía nuclear, eólica, hidroeléctrica y otras renovables. Por ejemplo, en Brasil que ha optado por la hidroelectricidad y en Francia donde la energía nuclear es dominante, las emisiones indirectas de un vehículo eléctrico son casi despreciables. Pero aún en el peor de los escenarios, la eficiencia termodinámica de un motor eléctrico es superior a la de un motor de combustión interna, por lo que sus emisiones son menores. Lo anterior, independientemente de que hay una tendencia a que se incremente relativamente la generación de electricidad con gas natural (bajo en carbono) y con fuentes renovables.

Todo ello hará que se reduzcan aún más las emisiones de un vehículo eléctrico.

b). La Energía Nuclear.

La energía derivada del uso de los reactores nucleares, es sin duda una opción más ante el agotamiento o encarecimiento de combustibles fósiles y por las emisiones altamente tóxicas del carbón y desde luego, ante el calentamiento global. Sin embargo, para muchos, existe el temor que la opción nuclear abrume y ahogue el desarrollo pleno de las energías renovables o que sus costos reales y las garantías que demanda, sean una carga inaceptable para las finanzas públicas. Sin embargo, no hay duda de que la energía nuclear puede ser una opción inevitable como respaldo firme para el desarrollo de las energías renovables, que en su mayoría son intermitentes, en especial si se pretende tomar en serio el reto que representa el cambio climático.

La energía nuclear siempre ha sido estigmatizada por sus opositores, con razón, al no haber resuelto el problema de cómo disponer de manera segura los residuos radioactivos de vida muy larga. También, por los impactos ambientales asociados a la minería del uranio, por el costo alto e incierto de las plantas y la necesidad de cuantiosos subsidios y/o garantías gubernamentales, y porque al final, las reservas de uranio también son limitadas. Pero el flanco más débil de la energía nuclear han sido sus riesgos potencialmente catastróficos, ahora acreditados por Fukushima.

Hay quienes dicen que en la actualidad, la electricidad nuclear puede ser más barata que la convencional, en niveles inferiores a 2 centavos de dólar por Kw/h; considerando que es posible generar electricidad en plantas de gas de ciclo combinado a costos superiores a 3 centavos por Kw/h. No obstante, la experiencia señala que las plantas nucleares siempre sobrepasan, incluso varias veces, los costos de inversión originalmente estimados y los tiempos programados de construcción.

En cualquier caso, la discusión en México en torno a la energía nuclear no debe eludirse, sino abordarse desde una fría racionalidad, a la luz de los datos duros y las experiencias reales del desempeño nuclear.

Maravillas de la Ingeniería

40 c). La Radiación Solar.

d). Otras Opciones.

México es un territorio privilegiado en cuanto a disponibilidad de radiación solar, sólo equiparable al suroeste de los Estados Unidos, el norte de Argentina y Chile, el Sahara y Australia. Recibimos gratuitamente en promedio 5 kilowatts hora por metro cuadrado al día, recurso desaprovechado y desperdiciado, que pondría a nuestro país en una posición envidiable en términos energéticos a escala mundial, amén de preservar nuestras reservas de hidrocarburos, para las generaciones futuras. Este tipo de energía, la produce el Sol como resultado de reacciones nucleares, llegando a la Tierra en forma de radiación a través de los fotones, que interactúan con la atmósfera y la superficie terrestres.

Otras opciones energéticas posibles, con importantes posibilidades de ser aprovechadas, aunque con menos oportunidades de encontrar un desarrollo pleno, por las inversiones requeridas y porque su disponibilidad se concentra solo en algunas regiones, son la energía eólica, la geotermia y la hidroelectricidad

La energía solar es generada por la llamada fusión nuclear que es la fuente energética de todas las estrellas del universo. La intensidad de la radiación solar en el borde exterior de la atmósfera, equivale a 2 cal/min/cm2. La intensidad de energía real disponible en la superficie terrestre, es menor que la constante solar disponible, debido a la absorción y a la dispersión de la radiación que se deriva de la intensa interacción de los fotones con la atmósfera.

El escenario actual respecto al aprovechamiento de la energía solar, se caracteriza por un territorio favorable en grandes condiciones fisiográficas para su aprovechamiento; que aunado a los avances tecnológicos, el desarrollo acelerado de tecnologías competitivas de auto-generación in situ, las elevadas tarifas eléctricas que seguirán incrementándose por el aumento en el precio de los hidrocarburos, el fomento de nuevas formas de autoconsumo establecidas por la Comisión Reguladora de Energía (CRE); con toda seguridad, favorecerá el incremento de la generación de energía eléctrica a partir de otras fuentes, particularmente vía la radiación solar. De hecho, puede decirse que la electricidad solar, ya es más barata que la suministrada por CFE, a los usuarios domésticos que pagan tarifas de alto consumo; pudiéndose recuperar la inversión en apenas 5 o 6 años.

La energía eólica, es la energía producida por el viento. Esta opción, no genera emisiones contaminantes de gases de efecto invernadero, sin embargo no es continua, ya que depende de la dirección y de la permanencia de las condiciones de viento; por lo que mayormente es necesario utilizar acumuladores para producir electricidad, cuando el viento no sople.

Otra característica de la energía producida por el viento, es su infinita disponibilidad en función lineal a la superficie expuesta a su incidencia. En los parques eólicos, cuantos más molinos haya, más potencia se puede desplazar. Las únicas limitaciones al incremento del número de molinos son las urbanísticas.

El principal impacto de esta opción energética, se da principalmente sobre las aves, al impactarse contra las hélices y las estructuras de soporte; además de modificar los comportamientos habituales de migración y anidación.

La geotermia, propone aprovechar la temperatura de la Tierra, la cual se incrementa conforme aumenta la profundidad.

Algunos países como Islandia o Nueva Zelanda, utilizan muy eficazmente esta fuente de energía para cubrir sus necesidades energéticas; debido a que se ubican en zonas en las que a poca profundidad, hay temperaturas muy altas en el subsuelo.

Otros países están aumentando el uso de esta fuente de energía, aunque la producción mundial sigue siendo muy pequeña.

Desde el punto de vista ambiental, la geotermia tiene varios problemas. Por una parte el agua caliente extraída del subsuelo, es liberada en la superficie, lesionando los ecosistemas con las aguas vertidas, al aumentar su temperatura natural. Por otra parte el agua extraída asciende con sales y otros constituyentes disueltos que impactan la calidad de cuerpo receptor donde son vertidas.

En cuanto a la hidroelectricidad, las posibilidades de desarrollarse en México son cada vez más remotas, debido a la carencia de carbón y gas en volúmenes significativos.

Descartando a la energía nuclear, habrá que importarlos en buena medida en un horizonte de largo plazo o apostar decididamente por las energías renovables. Sin embargo, la construcción de una matriz energética con un alto componente de fuentes renovables tendrá una onerosa contraparte.

Sobre todo, cuando se espera una mayor demanda de electricidad, por el auge que tendrán los vehículos eléctricos, así como los medios de transporte colectivos de alta velocidad.

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UN FUTURO COMPLICADO PERO PROMISORIO. Es indudable que el calentamiento global del planeta, el agotamiento previsible del petróleo y las ventajas enormes que ofrece el territorio nacional en cuanto a energías renovables; obligarán a nuestro país, a tomar otro rumbo en materia energética, que debe significarse por su eficiencia y sustentabilidad. No nos queda otra alternativa. Una estrategia energética inteligente, tendría como pilares la seguridad, la eficiencia, la sustentabilidad y la calidad en el suministro; y desde luego, sería indiferente a medidas populistas y mediáticas, así como a atavismos ideológicos.

Port otro lado, estamos haciendo a un lado la enorme ventaja que tiene el aprovechamiento energético renovable en cuanto a la generación de empleos, (30,000 por cada 1,000 millones de USD de acuerdo a estudios recientes), con respecto a los que se pueden alcanzar con las inversiones en sectores tradicionales. También soslayamos el fuerte estímulo sobre el crecimiento económico que tendrían a través de un elevado multiplicador fiscal de corto plazo – que el Fondo Monetario Internacional calcula entre 0.6 y 1.4 – (para gasto fiscal en inversiones convencionales el multiplicador es entre 0.3 y 0.8).

En materia legal, se debe seguir avanzando para eliminar los candados ideológicos que nos hacen tan poco competitivos. Un buen ejemplo es el Reglamento de la Ley para el Aprovechamiento de Energías Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética, recién aprobado por la COFEMER, el cual no ha capitalizado en toda su magnitud; sin embargo está claro que la apertura de la red eléctrica y el pago de primas adecuadas por energía producida, son la base de un régimen exitoso de fomento a la electricidad renovable.

No basta con propuestas superficiales, aparentemente equitativas como aquella que induce a “Instrumentar de manera gradual esquemas tarifarios que reflejen costos de oportunidad de todos los energéticos e incentiven el uso eficiente de la energía, protegiendo a la población de escasos recursos mediante programas de subsidios focalizados”; más bien, necesitamos eliminar los subsidios, para lograr la seguridad energética, la eficiencia y sustentabilidad de los procesos y la calidad en los servicios.

Otro buen ejemplo, lo ha dado la CRE, al establecer esquemas de interconexión muy interesantes, en donde los usuarios pueden producir electricidad solar en el día y exportar los excedentes a la red pública; para en la noche tomar de ella lo que necesiten, pagando solo las diferencias netas registradas en medidores bi-direccionales.

No hay que olvidar que México, está obligado a contribuir seriamente en la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, más allá del discurso mediático; situación complicada ya que el consumo de gasolina es la principal fuente de emisión en México, combustible subsidiado que representa una sangría insostenible para el erario. Para complicar este escenario, la industria automotriz internacional, multiplicará masivamente su oferta de vehículos eléctricos en los próximos años.

Por todo lo anterior, es de esperarse que a lo largo de este siglo, las energías renovables no sólo serán claves de soberanía, sostenibilidad y de lucha contra el cambio climático, sino motor del desarrollo tecnológico, de la inversión productiva y del crecimiento económico. Serán los trazos, también, de una nueva geometría de relaciones geopolíticas y hegemonías en el mundo. (Gabriel Quadri de la Torre, reporte para El Economista.)

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Historia de la Ingeniería Civil

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la ciudad.

Los inicios de la electricidad en México.

Ana Silvia Rábago Cordero

P

ensar en modernidad en México remite innegablemente al porfiriato.

Es decir, al periodo en el que mayor progreso material se logró desde el inicio de la vida independiente del país.

Dentro de todo su magno plan modernizador, uno de los objetivos del gobierno porfirista era ubicar a la Ciudad de México a la altura de las europeas o estadounidenses, para lo cual, además del trazo de nuevas colonias y la construcción de edificios con un estilo singular, era necesario introducir y mejorar la calidad de los servicios, entre los que se encontraba la luz eléctrica.

La primera planta termoeléctrica mexicana se instaló en León, Guanajuato, en 1879, y no tuvo como finalidad abastecer electricidad para uso doméstico, sino únicamente para la fábrica textil La Americana . Durante los primeros años en los que se usó la electricidad fueron solo las fábricas las que se vieron beneficiadas por la misma pues, aunque ya comenzaba a utilizarse para alumbrado en las calles, solo apareció en muy pocas. El 15 de septiembre de 1880, coincidiendo con el quincuagésimo cumpleaños de Porfirio Díaz, se colocaron las tres primeras lámparas incandescentes en el zócalo. La iluminación comenzó por el centro de la ciudad y poco a poco se extendería a las calles cercanas, hasta llegar a Chapultepec, Río Consulado y Paseo de la Reforma.

En 1881, el alumbrado público por fin fue un hecho. En la Ciudad de México, la Compañía Mexicana de Gas y Luz Eléctrica se encargó de dar servicio de alumbrado en las casas, haciéndose responsable, al mismo tiempo, de asegurar el abasto de gas que alimentaba la iluminación y que llegaba a través de tuberías. El mismo, año la compañía Knight instaló las primeras lámparas incandescentes. Para 1885, la prensa anunciaba que los tubos de gas para alumbrado público cubrían cien kilómetros en la capital del país. Además existían más dos mil faroles de gas, cerca de cincuenta focos de luz eléctrica y quinientos faroles de aceite que se colocaron en los lugares más alejados del centro de la ciudad.

A mediados de la década de 1880 existían algunas plantas generadoras de electricidad para abastecer a la industria que, además de contar con otros avances científicos y técnicos, recibió el impulso necesario para producir en grandes cantidades y estar así en condiciones de abastecer tanto al mercado interno como las exportaciones. De este modo, la economía mexicana comenzó a mejorar, sin olvidar el papel que las inversiones extranjeras tenían en ese mismo proceso.

se anunció que toda la Ciudad de México se encontraba iluminada con electricidad y se habían eliminado las lámparas de gas.

La llegada de la electricidad no solo marcó el progreso económico del país: además, significó cambios importantes en la sociedad pues, antes del porfiriato, la vida nocturna no era común. La mayoría de la población no salía de sus casas después de las diez de la noche, no había adonde ir, las fondas y las boticas cerraban sus puertas a esa hora. El alumbrado público permitió la creación de nuevos estilos de vida, aunque solo para los que vivían en las colonias que se hallaban iluminadas, entre las que estaban Bucareli, San Rafael, San Cosme y Escandón, las cuales eran parte de los proyectos modernizadores de la vivienda planeados en el porfiriato. En las colonias pobres se pedía que, por lo menos, se iluminara con farolitos de gas.

Las compañías abastecedoras de luz eléctrica cobraban por la cantidad de lámparas incandescentes y el tiempo que permanecían funcionando. Por ello, en los primeros años que se ocuparon, el gobierno ordenó que se encendieran de siete a doce de la noche. A pesar de lo benéfico de la nueva iluminación, la prensa de la época casi a diario comentaba los problemas que se tenían con el alumbrado: la luz de la mayoría de los focos variaba constantemente, las bombillas

45 Historia de la Ingeniería Civil

A partir de 1887 y hasta el final del porfiriato, varias ciudades con industrias importantes instalaron plantas generadoras de electricidad, de las que en total se crearon ciento noventa y nueve. En 1889 comenzó a operar la primera planta hidroeléctrica en Batopilas, Chihuahua, cerca de la frontera con los Estados Unidos. A partir de entonces, la generación de electricidad ya no respondió sólo a las necesidades del sector industrial: ya podía pensarse en el abastecimiento de alumbrado público y residencial aunque no a todas las viviendas, sino solo a aquellas que pertenecieran a los estratos sociales más altos. Ese mismo año

46 Historia de la Ingeniería Civil

Compañía Mexicana de Electricidad era controlada por la empresa canadiense, que también manejaban la Compañía Mexicana de Gas y Luz Eléctrica y a la Compañía Explotadora de las Fuerzas Eléctricas de San Idelfonso. Un año después, la Mexican Light and Power Company obtuvo del gobierno de Díaz nuevas concesiones para operar en los estados de México, Michoacán, Hidalgo y Puebla, al tiempo que adquiría la planta hidroeléctrica del Río Alameda así como las compañías de Luz y Fuerza de Cuernavaca, Toluca y Temascaltepec.

La compañía canadiense incrementó la capacidad y la productividad de la hidroeléctrica de Necaxa y modernizó las plantas de Nonoalco y Tepéxic. La mayor parte de la producción de electricidad, el control de las plantas hidroeléctricas y el abastecimiento de alumbrado dependía de la compañía canadiense, la cual invirtió fuertes sumas de dinero para magnificar el rendimiento de las hidroeléctricas y mejorar el servicio de electricidad. Con lo anterior, se convirtió en una de las empresas extranjeras más poderosas y su estancia se extendió hasta la década de 1960, cuando fue nacionalizada por el gobierno mexicano.

se apagaban durante varios días o no alumbraban lo suficiente, lo cual hacía que, casi a diario, algunas personas cayeran o tropezaran en la calle. En 1890 existían 2,054 luces de todas las clases existentes; sin embargo, solo 300 eran de luz eléctrica.

La inversión extranjera no solo se enfocó en la construcción de ferrocarriles sino que, al mismo tiempo, se adentró en el sector eléctrico, por lo que terminó por consolidarse como un servicio público. Inicialmente se colocaron lámparas de arco las cuáles, según algunos artículos de periódico, no eran muy funcionales . Después se colocaron cien focos en la Alameda y se iluminó el Paseo de La Reforma, en el cual se construían casas de las más bellas de la época, habitadas por los personajes más importantes del régimen.

Entre las empresas extranjeras que se instalaron en el país estuvo la Mexican Light and Power Company, proveniente de Canadá, la cual llegó a la capital en 1898 y poco a poco se extendió a otros lugares del territorio nacional. En 1903, Porfirio Díaz le otorgó la concesión para la explotación de la caída de las aguas de los ríos de Tenango, Necaxa y Xaltepuxtla. La planta de Necaxa, en el estado de Puebla, fue el primer gran proyecto hidroeléctrico del país, con seis unidades y una capacidad instalada de 31.5 Mw en 1905, año en el que comenzó a llevar el fluido eléctrico de Necaxa a la Ciudad de México. Para ese entonces, la

En 1910, la Ciudad de México se engalanó para los festejos del centenario de la independencia. El 15 y el 16 de septiembre se colocaron cien mil lámparas incandescentes que alumbraban la catedral y el Palacio Nacional, en lo que se constituyó como la demostración de la cumbre del progreso y de las mejoras logradas por el gobierno de Porfirio Díaz. La celebración del centenario era marco ideal para mostrar al mundo que México estaba a la par que los países más avanzados, que había logrado en treinta años todo lo que no se pudo consolidar durante los cincuenta años anteriores de vida independiente.

Para finales del porfiriato, el 80 % de la electricidad que se producía era generada por la Mexican Light and Power Company. A principios del siglo XX, el gobierno trató de reglamentar la producción de electricidad y creó la Comisión Nacional para el Fomento y Control de la Industria de Generación y Fuerza, que se convertiría en la Comisión Nacional de Fuerza Motriz. Sería solo hasta la década de 1920 que la compañía canadiense tendría competencia debido a la llegada de la empresa estadounidense American and Foreign Power Company, que se estableció en el norte, mientras que en Jalisco se instaló la Compañía eléctrica de Chapala, cuya sede se encontraba en Guadalajara.

La llegada de la electricidad a México significó el ingreso de un aspecto más de la modernidad. De hecho, la Ciudad de México fue una de las primeras en América en contar con alumbrado eléctrico, lo que sería una más de las innumerables herencia dejadas por el porfiriato a la capital del país.

Libros

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Guía del Instalador de ENERGÍAS RENOVABLES ENERGÍA FOTOVOLTAICA ENERGÍA TÉRMICA ENERGÍA EÒLICA CLIMATIZACIÓN

Tomás Perales

L

as energías denominadas térmica, eólica y fotovoltaica, entre otras formas de aprovechamiento de la energía del sol, agrupadas bajo el término Energías renovables, constituyen una alternativa a las energías tradicionales que degradan la atmósfera y el espacio habitado. Ante la tendencia mundial de administrar de mejor manera el aprovechamiento de estas energías renovables, en la obra se explica la situación de las energías renovables en el contexto global, se describen las características y fundamentos de dichas energías, así como su clasificación, aplicaciones y datos técnicos y se explica detalladamente la forma en la que se instalan los dispositivos y demás componentes

necesarios para lograr una instalación eficiente. Cada tipo de energía incluye las especificaciones técnicas correspondientes y los diagramas de instalación. Los anexos constan de una tabla de unidades de energía, una relación de sitios web de interés y la bibliografía.

CONTENIDO: - Situación de las energías renovables.- La fuente energética.- Energía solar fotovoltaica.Energía eólica.- Instalaciones solares generadoras de electricidad.- Energía solar térmica.- Instalaciones de energía solar.- Instalaciones de climatización.- Anexos de Unidades de energía, Radiación y Web de interés para los instaladores.

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