Boletín 2 CemieOcéano

Año 1. No. 2
CEMIE-OCÉANO
Boletín Semestral Digital
Año 1. No. 2
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CEMIE-OCÉANO

CEMIE-OCÉANO
Boletín CEMIE-Océano

Año 1. No. 2
CENTRO MEXICANO DE INNOVACIÓN EN ENERGÍA - OCÉANO
CONTENIDO
¿Qué es el CEMIE-Océano? .................................... 4
Entrevista a Rodolfo Silva Casarín ........................... 6
Entrevista a Edgar Mendoza Baldwin ..................... 7
Entrevista a Angélica Felix Delgado ....................... 9
¿Qué es OTEC? ......................................................... 10
Course - Workshop OTEC ......................................... 12
Entrevista a Miguel Ángel Alatorre M. ..................... 14
Entrevista a Yasuyuki Ikegami .................................. 15
Entrevista a Luis Vega ............................................... 16
Una posible solución al Biodeterioro
del Concreto .............................................................. 18
Campaña de campo en Río Lagartos .................... 22
1er. Seminario sobre aprovechamiento
energético del gradiente térmico del
Mar Caribe mexicano .............................................. 27
Curso - Taller Energía por gradientes
salinos ........................................................................ 30
Comíté Editorial del
Boletín del CEMIE-Océano
Dr. Rodolfo Silva Casarín
Dr. Gregorio Posada Vanegas
Dra. Angélica Felix Delgado
M. en E. Jorge Gutiérrez Lara
EL Boletín CEMIE-Océano es publicado semestralmente
por el Centro Mexicano de
Innovación en Energía - Océano. Publica información
sobre todos los aspectos relacionados
con el Centro; incluye resúmenes de
investigación y proyectos, noticias, información
de publicaciones recientes, talleres de
trabajo, conferencias, simposios, cursos, resúmenes
de informes de reuniones y noticias
de investigadores y profesores. Los editores
invitan artículos cortos y revisiones; las opiniones
expresadas en un artículo firmado son
aquellos de los autores y no necesariamente
las del Centro. EL Boletín CEMIE-Océano se
distribuye gratuitamente de manera electrónica
desde el portal del Centro.
Publicación a cargo del Instituto EPOMEX,
Universidad Autónoma de Campeche
Portada: https://www.xtns.org/wp-content/uploads/2014/06/hotel-resort-delightful-cozumel-resorts-park-royal-cozumel-resorts-all-inclusive-cozumel-resorts-on-the-beach-cozumel-resorts-adult-only-cozumel-resorts-el-presidente-cozumel-resorts-that-offer.jpg
CEMIE-OCÉANO

Boletín CEMIE-Océano
¿Qué es el CEMIE-OCÉANO?
El Centro Mexicano de Innovación en Energía-Océano, por sus siglas CEMIE-Océano, es
el centro de investigación de energía del océano con mayor desarrollo de tecnologías
de impacto social e industrial.
Pero ¿Qué son los CEMIEs?
En el 2008, la “Ley para el Aprovechamiento de Energías Renovables y el Financiamiento de
la Transición Energética -LAERFTE” fue creada con el objetivo de regular el aprovechamiento
de las fuentes renovables de energía para la generación de electricidad, entre otros objetivos.
Para alcanzar estos objetivos, en el 2013 se otorga un apoyo para la creación de los Centros
Mexicanos para la Innovación de Energías Renovables (CEMIEs), cuyo propósito es incentivar y
promover las energías para el desarrollo y adecuación del plan de acción para abatir las barreras
y retos tecnológicos para el aprovechamiento de energías renovables.
Es así como en el 2014 se dio a conocer la convocatoria para la creación del CEMIE-Océano.
El Centro Mexicano de Innovación en Energía del Océano busca promover el aprovechamiento
de sinergias mediante el establecimiento de alianzas multidisciplinarias, participativas y
dinámicas, para abatir las barreras y superar los retos científicos y tecnológicos que enfrenta el
país para el uso de la energía del océano, todo esto, mediante el desarrollo de líneas de investigación
y acciones estratégicas en investigación aplicada, desarrollo tecnológico e innovación,
provenientes del desarrollo de mapas de ruta tecnológica que permitan definir los temas
estratégicos a abordarse. Todo ello con el propósito de expandir y fortalecer las capacidades
de investigación científica y tecnológica del país, fomentar la formación de recursos humanos
y vincular los esfuerzos del ámbito académico e industrial.
El CEMIE-Océano está compuesto por un Grupo Directivo, un Grupo Operativo y Equipos de
Ejecución Temáticos, estos serán los encargados de coordinar el avance técnico de cada
área temática:
Líneas Pilares
Líneas Transversales
CEMIE-OCÉANO
• Energía por oleaje
• Energía por corrientes y mareomotriz
• Energía por gradiente térmico
• Energía por gradiente salino
• Unidad de negocios
• Ecología e integración al ambiente
• Materiales. componentes y subsistemas
• Integración a la red eléctrica y manejo de recursos
energéticos
• Formación de recursos humanos y colaboración
internacional
• Difusión, divulgación y prensa
• Modelación física y numérica
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Año 1. No. 2
El CEMIE-Océano lleva a cabo la investigación aplicada, el desarrollo tecnológico y la innovación en
temas de energía del océano que busca impulsar el desarrollo económico, reducir la dependencia
en combustibles fósiles, disminuir la emisión de gases de efecto invernadero, fomentar un desarrollo
nacional sustentable y contribuir a la seguridad energética de nuestro país.
En la actualidad la investigación e innovación tecnológica en energías del océano es liderado principalmente
en Europa, de forma particular por el Reino Unido. En estos países se han creado importantes
centros de investigación, conformados por numerosas instituciones, para el desarrollo de tecnologías
y conocimiento científico enfocado en la explotación de las energías del océano.
El Centro de Energía Marina Europeo (EMEC), establecido en 2003 en las Islas de Orkney, Escocia, es
un centro de renombre internacional consagrado al desarrollo de la energía generada por el movimiento
de las olas y las mareas, que nació con el objetivo de impulsar la evolución de los dispositivos
de energía marina y guiarlos desde la fase de prototipo a la comercial.
Una de sus funciones es ofrecer a los promotores de la energía marina la oportunidad de probar los
prototipos de sus dispositivos a tamaño natural en condiciones de oleaje y mareas rigurosas.
De la misma forma, el Centro para la Investigación de Energías Marinas de Reino Unido (UKCMER),
fundado por el Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas del Reino Unido (UK Engineering
and Physical Sciences Research Council). Desde 2011 el UKCMER enfocó sus actividades a dos
líneas de trabajo principales:
i) desarrollo de modelaciones tridimensionales a gran escala para estimación de los recursos de
oleaje y marea, así como su impacto al ambiente; tecnología aplicada a dispositivos y monitoreo
ambiental, entendimiento de eventos extremos y su impacto en dispositivos individuales y granjas de
dispositivos;
ii) innovaciones, y futuros conceptos para la conversión de energía marina, con visión hacia el 2050,
considerando una nueva generación de materiales y su aplicación adicional en aguas profundas,
monitoreo y evaluación del rendimiento de granjas de gran escala y su impacto en el ambiente; instrumentación
contra condiciones extremas y predicción a futuro.
Actualmente existen centros con propósitos similares para el aprovechamiento de fuentes de energías
del océano como son: Fundy Ocean Research Centre for Energy (FORCE), Center for Ocean Renewable
Energy de la University of New Hampshire (UNH-CORE), Centre for Ocean Energy Research-
NUI Maynooth; Northwest National Marine Renewable Energy Center del U.S. Department of Energy
(NNMREC), SAS OCEAN ENERGY PAKISTAN, Centro de Energías Renovables (CER) a través de la intervención
del Ministerio de Energía de Chile y la Corporación de Fomento de la Producción (CORFO),
entre otros.
Así pues, el CEMIE-Océano constituirá un esfuerzo integrado y multidisciplinario que imprimirá un impulso
sin precedente en México a la aplicación del conocimiento científico en el desarrollo de técnicas
y tecnologías de punta para la extracción de la energía del océano, su conversión y distribución.
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Boletín CEMIE-Océano
Rodolfo Silva Casarín
Responsable Técnico del CEMIE-Océano
Ingeniero civil enfocado principalmente al área hidráulica,
con maestría en administración de empresas
e ingeniería oceanográfica y costera y doctorado en
ingeniería de caminos, canales y puertos. Se dedica
principalmente a la investigación de ingeniería costera
y ecosistemas, riesgo e infraestructura marítima.
Su trabajo en el CEMIE-Océano, se centra principalmente
en la coordinación general como responsable
técnico, trabajando con todos los coordinadores de las
diferentes áreas temáticas del centro; a su vez participa
coordinando las áreas que tienen que ver con la formación
de recursos humanos, colaboración internacional
y gestión administrativa.
“Parte de mi función es tratar de establecer las sinergias
para aprovechar las capacidades de mis colegas
investigadores y que ellos tengan una plataforma para integrar gente joven y se puedan generar
capacidades, primero humanas, y tomando como fundamento las capacidades humanas para empezar
a hacer desarrollos tecnológicos que eventualmente y en corto plazo puedan ser útiles para la
sociedad
Dentro de sus diversas actividades fuera del CEMIE-Océano, se encuentra la docencia en posgrados
de ingeniería, ciencias del mar, energía y ciencias de la tierra en la UNAM, así como en
otras universidades dentro y fuera de México.
De igual manera coordina el grupo de América Latina en un programa de colaboración para
transferencia tecnológica y generación de capacidades de países en vías de desarrollo, donde
participan cuatro continentes y más de 30 universidades.
¿Cómo visualiza en avance tecnológico en México, respecto a la energía renovable?
”
CEMIE-OCÉANO
“En casi todas las otras áreas de energía renovable ya la tecnología está desarrollada hablo del
tema de ingeniería hidráulica con empresas que desarrollo turbinas, ecólogos que saben evaluar
los impactos, la energía eólica y solar ya está establecida y a lo más que podemos aspirar como
país es a implementarlas.
En las que podemos tener impacto a su desarrollo tecnológica y no solo en el tema industrial
sino también en la generación de capacidades humanas en las energías marinas, entonces si
queremos ver como la producción o competencia nos tenemos que esperar 15 años para ser
competitivos en todas las áreas y sobre todo en la matriz energética nacional en un porcentaje
importante. Lo que queremos es generar capacidades en 15 años estar en la punta en lugar de
estar en la cola como estamos en otras este es el momento sobre todo de apoyar a la gente
Joven”, expreso el Dr. Silva.
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Año 1. No. 2
Edgar Mendoza Baldwin
Ingeniero Civil de profesión, con maestría y
doctorado en Ingeniería Hidráulica con enfoque
en ingeniería costera, investigador y académico
en el IINGEN, entre otras actividades.
Entre sus principales líneas de investigación se encuentran
el estudio de clima marítimo, los procesos costeros
con modelado y caracterización de costa, mar y un
poco en tierra.
Desde la conformación del CEMIE-Océano, se enfoca
en la extracción de energía de los diversos métodos que
ofrece el oceánico en todos los ámbitos de manera numérica,
laboratorio y campo.
Es coordinador de dos líneas de investigación del CEMIE-Océano, de la línea transversal de Modelación
física y numérica, y administrativamente de la línea de Gestión de Infraestructura.
“La línea transversal de Modelado, físico y numérico, tiene la gran virtud que tiene relación con todas
las demás líneas es decir no es independiente si no que trabaja en conjunto con todas las líneas”,
expresó durante la entrevista.
Su trabajo durante la primera etapa del proyecto se enfocó más que nada en dos líneas:
Energía del Ojéale y Energía por Gradiente Salino:
“En la primera etapa usamos modelado numérico para las determinaciones y cálculo de la energía
teórica disponible en todas las costas de todo el país. Este trabajo nos ayudó a darnos una idea de
cuanta energía hay ahí, pero sobre todo que le dimos un enfoque de aplicación, es decir vimos la
manera de estimar no solo cuanta energía hay sino su distribución en las estaciones del año, e incluso
a la distribución horaria para que alguien pudiera decir cuantas horas al año un dispositivo va a funcionar”,
explicó respecto a su trabajo con la línea de energía del oleaje.
Con la línea de energía por Gradiente salino se avanzó en la fabricación de un dispositivo en pequeña
escala (laboratorio) para la generación de energía por electrodiálisis inversa, que se apoya principalmente
en la investigación, química, termodinámica y matemáticas. La principal característica
de éste dispositivo es que su fabricación será de tal manera, que pueda ir incrementando su escala
hasta convertirse en una pequeña planta que se instalará en Yucatán.
Respecto a la línea de Gestión de infraestructura comentó que su trabajo es sobre todo, la administración
de todos los equipos de campos, laboratorio, cómputo y maquinaria del CEMIE-Océano, así
como reportar sobre su uso y condiciones.
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Como académico del Instituto de Ingeniería de la UNAM (IINGEN), para él es muy importante la
docencia o formación de recursos humanos: “Yo creo que una universidad que no forma recursos
humanos, debería buscarse otro trabajo.”
Parte de su trabajo es la investigación de protección de costas, junto con la ecología y el uso de
elementos vivos.
También ha realizado publicaciones en Ingeniería Costera, redacción de manuales para el diseño
de diferentes tipos de infraestructura costera, así como colaboración con instancias de gobierno federal
para la redacción de normas oficiales mexicanas para la protección de la costa y ecosistemas
costeros, entre ellas la Norma Oficial Mexicana para la delimitación de la Zona Marítimo Terrestre, la
Norma Oficial Mexicana para la designación de playas limpias y la Norma Oficial Mexicana para los
criterios ecológicos y de seguridad para la infraestructura turística costera.
Pero ¿Cómo visualiza el avance tecnológico en México respecto a la energía renovable?
Para el Dr. Edgar Mendoza existen dos aristas importantes; la primera inicia en el CEMIE-Océano
con el desarrollo científico y tecnológico, donde se debe trazar un caminar para alcanzar la fabricación
de un mercado energético oceánico.
La segunda se refiere la obligatoriedad impuesta por las autoridades con respecto a los compromisos
adquiridos para la generación de fuentes de energías renovables para el 2025 y el 2050, es por
eso que el trabajo de los CEMIEs no puede quedarse en un tal vez funcione, se deben fijar metas y
objetivos para contribuir a esos compromisos.
“ Hay mucho trabajo por hacer, estamos aprendiendo de los expertos y colaborando con todos los
países que son líderes en cada una de las energías del mar, hemos tenido tratos muy cercanos con
gente europea, japonenses, coreados de quienes hemos aprendido mucho, más el empuje que tenemos
de un grupo grande y de grandes capacidades con gente valiosa y comprometida, en unos años
si vamos a lograr que esto arranque.
En todos los sistemas lo más complicado es que arranque, pero una vez que ya rompió la inercia es
un poco más fácil. Nos tomara tiempo y trabajo, pero veo buenas posibilidades de empezar a contribuir
a la red nacional con diferentes capacidades instaladas en las diferentes formas de energía que tiene
el océano. En resumen, creo que si lo vamos a lograr.
”
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Angélica Felix Delgado
Catedrática del CONACYT, integrada en el IINGEN
(Instituto de Ingeniería, UNAM) por la cátedra de Modelación,
flujo y dispositivo y Modelación numérica.
En el CEMIE-Océano se encarga del apoyo en la parte
central, gestión técnica y administrativa del centro,
así como en la parte ambiental generando normativas
y regulaciones para la protección del ambiente.
Oceanóloga, maestra en manejo integrado
de costas y mares e hidráulica
ambiental, y doctorado en hidráulica de
flujos biogeoquímicos y sus aplicaciones.
“Mi trabajo fuerte está en revisar modelaciones de
oleaje por viento, de toda la república para determinar
esta potencia en la que nos gustaría estar trabajando,
y estamos arrancando el modelo para hacer
modelaciones numéricas, flujo y dispositivo.”, expresó
al preguntarle por su trabajo en el CEmie-Océano.
Parte de sus actividades fuera del Cemie-Océano se enfocan al estudio a la potencia de
energía del oleaje alrededor del mundo.
“México no cuenta con potencia a lo largo del año, pero los alcanzamos en tormentas y huracanes,
estamos haciendo el análisis de hasta que potencia podríamos trabajar tomando en
cuenta alguno eventos extremos y pensando que los dispositivos lo soporten”.
Para la Dra. Angélica Félix, el futuro es muy inestable. Existen científicos que han estado trabajando
30 años, y que los avances, aunque son grandes no parecen ir tan rápido, sin embargo,
a últimas fechas la tecnología avanza tan rápidamente que, en algún punto, el proceso se
va a acelerar “todo depende de que estemos dispuestos a generar aprendizaje a la misma
velocidad para alcanzar a la tecnología”.
“ Yo creo que la tecnología ya se está moviendo a pasos agigantados, y si estamos dispuestos a acelerar ese
ritmo para avanzar con la tecnología puede ser que en 20 años se esté generando esa energía y que estemos
cumpliendo con las metas de milenio.
”
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¿Qué es OTEC?
La conversión de energía térmica oceánica (Ocean Thermal Energy Conversion ,OTEC) es una
tecnología de energía renovable que utiliza la diferencia de temperatura entre el agua cálida
del océano superficial y el agua fría de aguas profundas para alimentar un ciclo de Rankine
para generar electricidad. OTI utiliza un ciclo cerrado donde un fluido de trabajo con un punto
de ebullición bajo se vaporiza en un intercambiador de calor calentado por el agua superficial
tibia. El vapor se expande para impulsar turbinas que giran generadores para producir electricidad.
El gas de trabajo se vuelve a enfriar al estado líquido con agua fría en alta mar y el proceso
comienza de nuevo.
En 1870, Julio Verne introdujo el concepto de la conversión de la energía térmica oceánica (OTEC)
en Veinte Mil Leguas Bajo el Mar. En una década, se dice que
científicos estadounidenses, franceses e italianos han estado trabajando
en el concepto, pero al francés, el físico Jacques-Arsene
d’Arsonval, generalmente se le atribuye el concepto del uso de las
diferencias de temperatura oceánica para crear poder.
El estudiante de D’Arsonval, Georges Claude, construyó la primera
planta de energía OTEC en 1930 en Cuba, que produjo 22 kilovatios
de electricidad. Esto condujo a una planta de ciclo abierto en
tierra, con una tubería que se extiende hacia el mar. A pesar de
los problemas iniciales, se generó poder.
En la década de 1960, J. Hilbert Anderson y su hijo James Anderson
diseñaron una planta de energía OTEC de ciclo cerrado, destinada
a ser más práctica, compacta y económica. Este ciclo
bombea agua de superficie caliente a través de intercambiadores
de calor para hervir un fluido de trabajo en un vapor. El vapor
se expande para impulsar las turbinas y generar generadores. El
agua fría bombeada desde las profundidades del océano condensa el vapor nuevamente en
su estado líquido. El Embargo árabe del petróleo y el auge repentino de los precios del petróleo
a mediados de la década de 1970 despertaron un gran interés en los Andersons y otros modelos
OTEC.
Japón e India han investigado plantas de energía OTEC a menor escala y ambos continúan buscando
la tecnología. En 1979 y 1980, se construyeron Mini-OTEC y OTEC-1 de ciclo cerrado en el
Laboratorio de Energía Natural de la Autoridad Hawaiana (NELHA) para demostrar el concepto.
El Departamento de Energía de EE. UU. Consideró que OTEC era una fuente de energía viable
siguiendo los proyectos de Hawaii.
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Se está trabajando en los EE. UU., Japón, China, India y Corea para probar o desarrollar plantas
comerciales. La planta de Cayman propuesta será una de las primeras, si no la primera, planta de
energía flotante de OTEC comercial.
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Año 1. No. 2
¿Cómo se compara OTEC con otras tecnologías renovables?
OTEC es alimentado por un suministro infinito de energía solar almacenada en la capa superior
del océano. Incluso después de que el sol se pone, OTEC puede aprovechar la energía solar almacenada
y generar energía las 24 horas del día, los 365 días del año. Los suministros de energía
de fuentes renovables, como la solar y la eólica, no son consistentes y predecibles. La energía
geotérmica es muy específica de un sitio, y la energía renovable de biomasa consume recursos
agrícolas preciosos. Para áreas del mundo adecuadas para OTEC, es una parte importante de
una cartera de energía renovable. La producción comercial ahora es posible gracias a la aceleración
de la tecnología y las innovaciones de OTEC International en los últimos años.
(a) Ciclo abierto y (b) ciclo cerrado de sistemas OTEC.
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COURSE – WORKSHOP OCEAN TERMAL GRADIENT ENERGY
El Curso-Taller OTEC, se llevó a cabo del 30 de agosto al 1ro de septiembre del año en curso, en el
Instituto de Ciencias del Mar y Limnología (ICLMyL,UNAM) y el Instituto de Ingeniería (IINGEN, UNAM).
Organizado por el grupo de OTEC, liderado por el Dr. Miguel Ángel Alatorre Mendieta, se realizaron
diversas exposiciones y pláticas con expertos en el tema de OTEC de Estados Unidos, Corea del Sur
y Japón.
El primero en exponer sobre el trabajo de OTEC en Japón, fue el Dr. Yasuyiki Ikegami sobre “OTEC
en Japón”, seguido por el Dr. Hyeon Ju-Kim, de Corea del Sur con el tema “Technical Readiness of
OTEC Achive Sustaninable Development Goals” quien habló de los retos para OTEC en Corea del
Sur, y las técnicas para el desarrollo sustentable de OTEC.
Por último, el Dr. Luis Vega de Hawaii con “Marine renewable energy”, quien habló de su experiencia
en la investigación y trabajo respecto a las plantas OTEC que han desarrollado en la isla.
En el marco del curso-taller se tocaron temas como tuberías, evaporadores, materiales, plantas de
ciclo de vida, legislación, producción de hidrógeno y cambio climático.
A éste curso asistieron cerca de 50 personas del IINGEN, CICIMAR, UniCaribe, ICMyL, Instituto Epomex,
ESIQIE y la Unidad Académica Sisal de la UNAM, entre otras instituciones.
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“
Miguel Ángel Alatorre Mendieta
Licenciado en física, maestro en Ciencias
de la computación y doctor en
Ingeniería Hidráulica costera. Sus principales
de líneas de investigación son
la energía oceánica y la oceanografía física.
Es Investigador asociado en el Instituto de Ciencias
del Mar y Limnología de la UNAM y catedrático en la
maestría de Ciencias del Mar.
En el CEMIE-Océano, se encarga de coordinar la línea
estratégica de aprovechamiento de Gradiente Térmico,
la cual consiste en generar energía a partir de la
diferencia de temperatura en el océano.
El Dr. Alatorre, junto con su equipo de trabajo del laboratorio
del ICMYL, fueron responsables de la coordinador
del curso-taller OTEC, donde actualmente ellos
están trabajando en la parte de construcción de prototipos
de plantas OTEC.
Estamos organizando en conjunto con otras instituciones como el CICIMAR, el IPN y Unicaribe
modelos a nivel laboratorio de plantas OTEC, perfeccionando el nivel escala, y ahora con el CEMIE
se pretende hacer un prototipo mayor, para dar el siguiente paso e investigar en los alrededores de
México cuales son los lugares más idóneos para construir una máquina de este tipo, entonces lo
primero que hicimos fue investigar en los alrededores de México lugares y ya tenemos dos lugares
que se están estudiando de manera más detallada.” . explicó.
El Dr. Miguel considera que las características principales que deben cumplir los lugares para que
se puedan construir este tipo de plantas son:
1. Que la deferencia de temperatura entre la superficie del mar y una capa profunda de unos
700m, sea de 20°, ya que, si es menor, la eficiencia de la máquina no valdría la pena.
2. Que el acceso al agua fría no esté lejos de la costa, y que sea zona de acantilados. Mientras
más lejos se encuentre de la costa, se producirá más perdida de energía.
“En México se han identificado varios sitios que cumplen con las condiciones para plantas OTEC,
como las costas de Jalisco, Oaxaca, Quintana Roo (frente a Cozumel) y Cabo San Lucas, en Baja
California Sur”, precisó el doctor Alatorre.
CEMIE-OCÉANO
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El Dr. Yasuyuki Ikegami fue uno de los invitados especiales
del “Course-Workshop Ocean Thermal Gradient
Energy (OTEC)”. Tuvo una gran participación como expositor
de la primera planta OTEC en Okinawa, Japón.
Esta, es la primera planta en el mundo en operar.
Es profesor asociado del Instituto de Energía del
Océano de la Universidad de SAGA en Japón, misma
donde se graduó como ingeniero mecánico. Ha investigado
la optimización del sistema OTEC, el intercambiador
de calor (el condensador y el evaporador) para
la conversión de energía térmica del océano (OTEC) y
el subproducto de OTEC para el Laboratorio OTEC en
la Universidad de Saga durante 26 años.
Recientemente ha estado investigando un sistema
OTEC que usa mezclas de amoníaco / agua como
fluido de trabajo. Ha colaborado en el proyecto con
varios países, incluida la República de Palou, India y
Corea.
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Dr.Yasuyuki Ikegami
El Dr. Ikegami es una pieza fundamental en el campo de la ingeniería de conversión de energía,
ingeniería termodinámica y transferencia de calor. Otros proyectos incluyen el antiincrustante del
intercambiador de calor, el desarrollo de la turbina y el sistema de control para el sistema OTEC.
Ha recibido numerosos premios, incluido el Hatakeyama Award de la Japan Society of Mechanical
Engineers y el Global 100 Eco-Tech Award. Es miembro de varias organizaciones, incluida la Sociedad
de Energía Solar de Japón, la Sociedad de Transferencia de Calor de Japón y la Sociedad
Japonesa de Energía y Recursos.
“Yo creo que México tiene un gran potencial en OTEC, considero que puede llegar a ser un líder
global y estoy muy contento de colaborar y contribuir con México en plantas OTEC.”
Expreso el Dr. Yasuyuki durante el curso taller.
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Dr. Luis Vega
Luis Vega es actualmente el gerente del Centro
Nacional de Energía Renovable Marina de
Hawaii (HINMREC) en HNEI. Estudió la licenciatura
en Matemáticas Aplicadas, tiene maestría y
doctorado en Ingeniería Aeroespacial y Ciencias
Oceánicas Aplicadas de la Academia Naval de
USA., CALTECH y la Universidad de California.
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Su experiencia profesional abarca desde estudios
analíticos hasta pruebas a nivel de laboratorio
y modelo de cuenca, así como pruebas en
el mar de equipos de energía renovable marina.
Dirigió el equipo que diseñó y probó una planta
experimental de Conversión de Energía Oceánica
Térmica (OTEC) que demuestra la producción
24/7 de electricidad y agua desalinizada y la obtención
de datos operacionales necesarios para
estimar los costos de producción realistas. También
ha trabajado en la electrificación de aldeas
remotas en las Islas del Pacífico Sur que utilizan
recursos solares y eólicos, y ha establecido una
empresa de servicios de energía rural en la nación
de Fiyi.
En el “Course-Workshop Ocean Thermal Gradient
Energy (OTEC)”, impartido en IINGEN,
UNAM, el Dr. Luis Vega fue uno de los exponentes
y nos explicó:
¿Qué son las plantas OTEC?
“En los océanos del mundo, en una profundidad
de 800 a 1000 mts, todo el año tiene una
temperatura de 4° a 4.5° Celsius. Hay lugares que
están entre 20° en latitud norte y sur, las corrientes
que están cerca del ecuador, el agua está a
una temperatura que varía entre 24 ° y 28° centígrados.
Entonces si tengo una fuente de frialdad,
que es el agua profunda de 4° y tengo agua de
la superficie con una temperatura de 24°, hay
una diferencia de 20 grados.
Hay dos formas de hacerlo: Una es como lo
hacen aquí en México, hay unos fluidos que sean
para hacer hielo, refrigerantes le llamamos working
fluids,
si lo presurizas con una bomba y le aumentas la
presión a ese fluido y después lo unes a través de
un intercambiador de calor, pones la temperatura
de 24 grados, esta se evapora, entonces ese
vapor lo puedes forzar para que vaya a una turbina,
tienes que tener una manera de que haya al
otro lado de la turbina una presión más baja, entonces
usas el agua profunda de 4 a 4.5 grados
a través del intercambiador de calor haces que
puedas enfriar el working fluid. Le llamamos close
cycle (ciclo cerrado) porque el working fluid está
cerrado y nunca se escapa.
Ahora el ciclo abierto (open cycle), el agua
que está a 24° o 25°, si la pones en una cámara
de vacío, cuando bajas la presión en la cámara
a 2.6% de la presión atmosférica, parte de esa
agua se convierte en vapor y del otro lado de la
turbina, la fuente fría hace que el vapor pase por
la turbina, mueve la turbina y creas electricidad,
lo bueno de esto que ese vapor que se forma es
agua pura, agua destilada entonces puedes producir
no solo electricidad a través del turbo generador
sino también agua destilada y tienes dos
productos.”
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Año 1. No. 2
Para el Dr. Luis Vega, lo que lo motiva trabajar en las plantas OTEC, es el hecho de que la sociedad
hoy en día depende mucho de los hidrocarbonos, El cree que quedan de 50 - 70 años de
petróleo, 100 años de carbón, 70 años de gas natural, por eso considera que es muy importante
rescatar las energías renovables.
¿Cuál es su opinión sobre las investigaciones que se realizan en México, con respecto
a la implementación de plantas OTEC?
“Estoy muy impresionado con el nivel de las personas que he conocido, tienen
el requisito de intelecto mexicano, lo que no sé es si tienen las fábricas para
que puedan construir el equipo y lo más importante si tienen el apoyo económico
del gobierno para poder desarrollarlo, los primeros 5 años no va a ver ganancia
porque será de experimento, hay que ver la manera de divulgarlo para
convencer al país para obtener el desarrollo. Tienen la suerte que gracias a la
madre naturaleza tienen el recurso térmico del océano todo el año.” Expresó
durante la entrevista.
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Luis A. Vega, Ph.D.
Hawaii, USA
luisvega@Hawaii.edu
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Una Posible Solución al
Biodeterioro del Concreto
Luis Emilio Rendon Díaz Mirón y Samantha Kerberina Rendón Lara1 Universidad
Internacional de Cuernavaca (UNINTER)
Solución y Gestión Regulatoria Especializada S. de R.L. de C.V.
RESUMEN
En la actualidad no se conoce material alguno que permanezca completamente inerte al intemperismo, los
cambios químicos, bioquímicos, y que sea inmune al deterioro físico.
El concreto no es la excepción, pero bajo lo que pueden considerarse condiciones normales de trabajo tiene
una larga vida; el concreto hecho por los romanos antiguos a partir de cementantes naturales sigue hoy en
excelentes condiciones. Tomando esto como ejemplo en la actualidad se desea que los concretos modernos
sean más resistentes al intemperismo o proceso de meteorización; descomposición de minerales y rocas que
ocurre sobre o cerca de la superficie terrestre cuando estos materiales entran en contacto con la atmósfera,
hidrosfera y la biosfera bajo el efecto de ciertas bacterias.
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INTRODUCCIÓN
El ejemplo más preclaro del biodeterioro del
concreto es el estropicio que se presenta en los
sistemas de drenaje hidráulicos:
Una explicación sobre simplificada del fenómeno
reza como sigue: [Martínez, 2007]
“El agua de drenaje suele contener sustancias
ácidas, salinas o muy corrosivas que penetran en
las grietas o micro-grietas que suelen darse en el
concreto. Al penetrar la humedad acidificada y
hacer contacto con el acero se reduce la alcalinidad
del concreto, dejando al acero desprotegido
y se inicia la oxidación. Al oxidarse el hierro
se expande porque los óxidos de hierro son mucho
más voluminosos que el hierro. Las fuerzas expansivas
de los óxidos de hierro aumentan notablemente
el tamaño de las grietas en el concreto,
y en consecuencia la penetración del agua de
drenaje se facilita más. Se produce entonces
un proceso muy grave que lleva al desmoronamiento
del concreto reforzado con acero. Se ha
encontrado que la parte superior del entubado
es la zona más vulnerable del drenaje profundo,
debido a que muchos de los agentes ácidos del
drenaje tienden a evaporarse y condensarse en
la parte interna superior del entubado.
Las evidencias reportadas del daño estructural
del drenaje profundo son los trozos de concreto
desprendidos por el efecto expansivo de la corrosión
de las barras de refuerzo principalmente
en la parte superior del drenaje profundo. Las barras
de refuerzo que quedan expuestas al agua se
van disolviendo y acaban con la integridad de la
estructura”.
Esta explicación tendría que ser más amplia,
pues no dice qué sucede cuando el concreto no
está reforzado con varillas de fierro. Por mucho
tiempo el biodeterioro del concreto en los sistemas
de drenaje se explicó como una reacción
química del concreto con los sulfatos. Los expertos
en cemento y concreto hablan del cemento
resistente a los sulfatos. Existe una gran variedad
de sulfatos en las aguas residuales; uno que está
siempre presente en ellas es el sulfato de calcio,
que es parcialmente soluble. La reacción de este
sulfato con el aluminato de calcio hidratado del
cemento forma ettringita, un sulfo-aluminato de
calcio que se expande al hidratarse provocando
el desmoronamiento del concreto. Pero se
requiere una gran cantidad de sulfatos solubles
para producir este efecto, lo cual no es muy frecuente.
18

Año 1. No. 2
Además, en el proceso de deterioro del concreto
en los drenajes hay desprendimiento de sulfuro
de hidrógeno y presencia de azufre elemental,
de manera que se necesita algo más que una reacción
entre el aluminato de calcio hidratado y
los sulfatos para explicar el deterioro de los sistemas
de drenaje de concreto; se trata entonces
de un fenómeno que es más complejo.
¿Es el deterioro del concreto un ataque
químico directo?
El mecanismo del biodeterioro
En el fondo de los tubos de drenaje, donde se encuentran
residuos sólidos (azolve) sumergidos en
un agua residual con una mínima cantidad de
oxígeno disuelto, es posible encontrar sulfatos. En
este ambiente anaerobio las bacterias reductoras
de sulfatos (BRS), como la del género Desulfovibrio,
reducen estas sustancias y producen sulfuros
(sulfuro de hidrogeno, figura 1).
¿Hay en el agua del drenaje sustancias ácidas,
salinas o muy corrosivas suficientes para provocar
un ataque químico directo? Esta pregunta nos
lleva a otra explicación muy popular del deterioro
del concreto. Las industrias descargan ácidos
y sustancias corrosivas en grandes cantidades,
las cuales corroen directamente la superficie del
concreto. Como señala Lorenzo Martínez en su artículo,
los “agentes ácidos en el agua del drenaje
tienden a evaporarse y condensarse en la parte
interna superior del entubado”, lo que deteriora
la corona interior de los tubos. No obstante, por
alarmante que sea, esta situación no es muy común,
o al menos no tan común como el deterioro
de los sistemas de drenaje de concreto, por esta
razón hay que buscar otra explicación.
Deterioro microbiológicamente inducido
La Agencia para la Protección Ambiental de
Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés) ha
reconocido el fenómeno que denominó corrosión
microbiológicamente inducida del concreto.
Esto significa que existen bacterias que disuelven
el concreto de la infraestructura hidráulica para
agua residual. Son bacterias que generalmente
forman una película gelatinosa que se pega en
la parte seca de los tubos de drenaje, la llamada
corona interior, y generan ácido sulfúrico que
disuelve el concreto. Para que esto ocurra, se necesita
una porción seca del tubo de manera que
las reacciones bioquímicas de generación de
ácido sulfúrico se lleven a cabo de una manera
protegida y así no se lave ni disuelva el ácido sulfúrico
biogenerado.
Figura 1. Ilustración del mecanismo del biodeterioro, (1) Tubo de
concreto (2) torrente de agua residual (3) bio-película con bacterias
anaerobias reductoras de sulfatos, (4) atmósfera interna
saturada de H2S que se desprende del torrente y (5) bio-película
con bacterias oxidantes de azufre (BOA).
Los sulfuros generados se disuelven parcialmente
en el torrente y se desprenden de éste por
la turbulencia; entonces se difunden en la atmósfera
interior del tubo de albañal, donde parte de
ellos son oxidados a azufre elemental que se deposita
en la superficie del tubo y en los respiraderos
del drenaje (figura 2).
En la atmósfera interior del tubo el sulfuro de
hidrógeno en forma de gas, así como parte del
azufre elemental suspendido como polvo muy
fino, penetran la bio-película de las bacterias oxidantes
de azufre (BOA) en la corona del tubo, en
donde son oxidados a ácido sulfúrico; con este
ácido biogenerado, las bacterias disuelven el
concreto y extraen una nueva cantidad de sulfatos
y minerales de azufre.
Figura 2. Pared del pozo de visita cubierta con azufre elemental.
CEMIE-OCÉANO
19

Boletín CEMIE-Océano
El concreto que se desprende, rico en minerales
de azufre y sulfatos, cae al fondo del tubo (figura
3), con lo que provee a las bacterias reductoras
de sulfatos (BRS) de nueva materia prima
rica en sulfatos para producir más sulfuros.
Son tres los criterios que normalmente se siguen
para diagnosticar el biodeterioro en los drenajes:
a) La medición de un pH ácido en las paredes
de los pozos de visita.
b) La detección de bacterias neutrófilos del
azufre en los tubos.
c) La presencia de depósitos de azufre elemental
en las paredes de los pozos de visita de
los drenajes.
Figura 3. Corrosión de la corona del tubo, (6) derribos de tubo
de concreto que caen al fondo del tubo y enriquecen los
azolves con sulfatos.
Es necesario mencionar que el adelgazamiento
de la corona del tubo también provoca un debilitamiento
estructural.
La figura 4 muestra la imagen de un video tomado
en el interior de un drenaje, en ella puede
corroborarse que el biodeterioro afecta principalmente
a la corona interior del tubo.
Figura 4. Apariencia de los Tubos de concreto cuando son afectados
por el biodeterioro.
La EPA se ha dedicado con ahínco a tratar de
determinar el cómo se desarrolla este fenómeno,
al caracterizar mediante técnicas genéticas los
consorcios bacterianos responsables de la corrosión
del concreto, y dilucidando los mecanismos
que lo hacen posible. Sin embargo, dado que el
concreto es un producto manufacturado la respuesta
a esta problemática debe enfocarse en
el por qué; así, las preguntas las preguntas obvias
son: ¿por qué se corroe el concreto? y ¿qué debemos
hacer para mitigar este biodeterioro?
La respuesta a la primera pregunta es que el
concreto se corroe porque contiene una importante
cantidad de compuestos de azufre. Estos
compuestos y los sulfatos se consideran esenciales
en la composición del concreto y pueden clasificarse
como: sulfato de calcio añadido como
coadyuvante del fraguado y minerales de azufre
que naturalmente se hallan presentes en las materias
primas utilizadas para fabricar el cemento
Portland, como arcanita (sulfato de potasio), aftitalita
(sulfato doble de potasio y sodio), singenita,
langbeinita, thenardita y un sinnúmero de minerales
que contienen sulfatos.
CEMIE-OCÉANO
¿Azufre para tiempos de escasez?
En los pozos de visita de los drenajes es común
encontrar azufre elemental depositado (figura
2). Pareciera que los microorganismos guardaran
azufre para tiempos de escasez.
Este fenómeno, que se origina por la oxidación
del sulfuro de hidrógeno a azufre elemental, puede
muy bien ser un tipo de simbiosis de bacterias
como la Beggiatoa, la Chromatium o la Chlorobium
para que toda bacteria que necesite azufre
lo use, mostrando así su preferencia por las reservas
de azufre sólido insoluble.
En consecuencia, la respuesta a la segunda
pregunta, ¿qué debemos hacer para mitigar el
deterioro?, es eliminar toda traza de azufre de la
composición del concreto. Sin embargo, corregir
la composición del cemento Portland y la del
concreto no es trivial, sino algo muy complicado
por dos razones; la primera, que el fabricante
de cemento está convencido de que el azufre
es benéfico para el cemento y la segunda, que
retirar todo compuesto de azufre de la materia
prima puede ser difícil y costoso.
20

Año 1. No. 2
¿Existe un concreto resistente al biodeterioro?
Hasta ahora no se conoce material alguno
que permanezca completamente inerte ante los
cambios químicos o bioquímicos, y que sea inmune
al deterioro físico. El concreto (mezcla de un
cemento y agregados pétreos) no es la excepción;
bajo lo que pueden considerarse condiciones
normales de trabajo, el concreto tiene una
larga vida. Hay concreto hecho por los antiguos
romanos a partir de cementantes naturales que
sigue en excelentes condiciones.
Los principales factores que influyen en la durabilidad
del concreto son: su resistencia a la compresión,
densidad, absorción, contenido y tipo de
cemento (composición del cemento), características
de los agregados, alcalinidad total, espesor
de la cubierta de concreto sobre el refuerzo y los
aditivos. Para lograr el mejor desempeño del cemento
Portland, cuando se anticipa la exposición
del concreto al deterioro característico de las
aguas residuales, usualmente se recomienda utilizar
cemento tipo RS, esto es, resistente al ataque
de los sulfatos. El concepto de “resistente al ataque
de los sulfatos”, referido en la norma oficial
NMX-C-414-ONNCCE-1999, especifica:
“Se consideran cementos resistentes al ataque
de los sulfatos, aquellos que por su comportamiento
cumplan con el requisito de expansión
limitada de acuerdo con el método de prueba
establecido”.
Sin embargo, como este cemento también
contiene sulfato de calcio y compuestos de azufre,
no resiste el biodeterioro.
Se recomienda revisar la norma
La norma mexicana NMX-C-414-ONNCCE
(2004) para la fabricación del cemento tipo
Portland no toma en consideración alguna la
variable del biodeterioro ni el mecanismo por el
que actúa. Además, recomienda utilizar indistintamente
cemento ordinario, cemento puzolánico
y cemento compuesto (que la misma norma
considera similares en su resistencia al deterioro
en aguas residuales), sin tomar en cuenta que
el cemento compuesto contiene grandes cantidades
de calcita altamente reactiva al ataque
del ácido biogénico, por lo que es fácilmente
disuelta.
Es interesante notar que cuando la contaminación
del agua residual llega al extremo de
impedir la proliferación bacteriana, difícilmente
hay biodeterioro del concreto. Por el contrario,
cuando el agua residual es rica en materia
orgánica y además permite la proliferación de
consorcios bacterianos, el biodeterioro se presenta
en todo su esplendor y parece claro que
los compuestos de azufre en el concreto son su
principal fuente de energía.
Motivados por la gran problemática que representa
el mantenimiento de los túneles del sistema
de drenaje del Distrito Federal, nos abocamos a
obtener un cemento y un concreto resistente al
biodeterioro. Para ello se formularon varios cementos
sin sulfatos ni compuestos de azufre; después
de varios años de investigación, el resultado
fue una patente ya otorgada con el título #
282541
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CEMIE-OCÉANO

Boletín CEMIE-Océano
Campaña de campo en Río Lagartos, Yucatán:
del grupo gradiente salino
Vanesa Papiol, Jesús Aragón, Óscar Reyes, Cecilia Enríquez
Unidad Académica Yucatán-Sede Sisal, UNAM
Al noreste de la Península de Yucatán, limitando con la costa norte de Quintana Roo, se extiende
el sistema lagunar costero de Río Lagartos (Figura 1). Con una superficie aproximada a los 100 km2 es
uno de los más grandes de la región. Debido al largo tiempo de residencia, la escasa profundidad y el
exceso de evaporación sobre precipitación, la salinidad del agua al interior de la laguna alcanza valores
mucho mayores a los marinos; el mar tiene una salinidad de alrededor de 35 gramos de sal en un
litro de agua, mientras que los valores registrados en la laguna tienen, en promedio, 57 y pueden ser
mayores a 150. Al mismo tiempo, en zonas del sistema lagunar existen descargas de agua continental
subterránea, que son características de Yucatán y de otros sitios en el mundo donde la geología es
kárstica. La presencia de estas distintas masas de agua (agua marina, dulce-salobre e hipersalina)
permite que esta laguna presente elevados gradientes de salinidad, mayores que los que se generan
en las bocas de ríos. Dado que en los gradientes salinos existe un potencial significativo para obtener
energía, estos sitios con diferencias de salinidad altas pueden considerarse como potenciales recursos
energéticos. La laguna Río Lagartos, además de presentar estos gradientes salinos, también alberga
una gran diversidad de flora y fauna y es parte esencial de la Reserva Especial de la Biosfera Ría
Lagartos, requiriendo de un enfoque interdisciplinar en su evaluación como recurso energético, que
compatibilice la producción energética y la conservación ambiental.
Considerando de manera integral el concepto de energía renovable y limpia, del 25 de septiembre
al 7 de octubre del 2017 se realizó una campaña de campo en la laguna Río Lagartos con el fin
de caracterizar el gradiente salino y su entorno físico y ambiental, como parte de los objetivos planteados
en la línea estratégica S-LE1, del CEMIE-Océano, Gradiente Salino. El diseño de muestreo se
planteó para establecer asociaciones espaciales y temporales entre los componentes físicos (corrientes,
patrones de distribución de temperatura y salinidad, flujos e intercambios entre la laguna y el mar)
y biológicos, por lo que se espera obtener un análisis integral que incluya la evaluación del potencial
energético y sus limitantes, proyectado en la función ecosistémica del sistema lagunar.
CEMIE-OCÉANO
Para lograr las metas propuestas en la campaña se requirió el trabajo coordinado entre las instituciones
participantes y las organizaciones gubernamentales y privadas que trabajan en la región. Académicos
del Laboratorio de Oceanografía y del Laboratorio de Ecología de la UMDI-Sisal de la UNAM
y del Laboratorio de Oceanografía del CINVESTAV-Mérida, que participan en la línea de investigación
de Energías por Gradientes de Salinidad del CEMIE-Océano, llevaron a cabo esta expedición con el
apoyo adicional de la Fundación Pedro y Elena Hernández A.C., la Comisión Nacional de Áreas Naturales
Protegidas, Reserva Especial de la Biosfera de Río Lagartos (CONANP-RBRL) y la Industria Salinera
de Yucatán (ISYSA). En un esfuerzo para obtener información multidisciplinaria integral sobre el estado
de la laguna, se incluyeron muestreos de un amplio abanico
22

Año 1. No. 2
Al noreste de la Península de Yucatán, limitando con la costa norte de Quintana Roo, de variables
tanto bióticas como abióticas que permitirán realizar análisis modernos y complejos que proporcionarán
una información muy completa del estado de la laguna y su función ecológica.
Las actividades realizadas incluyen la instalación de equipos para medir corrientes y variables fisicoquímicas,
batimetría, perfiles de CTD y la caracterización las comunidades bióticas del zooplancton,
bentos y necton. También se tomaron muestras de sedimento y agua para determinar presencia
y distribución de micro plásticos en la laguna. Las fechas de la campaña corresponden a la temporada
de lluvias acumuladas, de esta manera se espera que los resultados representen este escenario
climático.
Figura 1. Mapa de Río Lagartos.
Instalación de instrumentos en puntos de observación permanentes
Durante toda la campaña de campo se colectaron datos de oleaje, marea y corrientes con un
Perfilador Acústico (AWAC) de la marca Nortek, anclado a una profundidad cercana a los 4 m en la
zona marina frente a la costa de la boca de Río Lagartos. Fijado a este sistema se instaló un CTD modelo
37 de la marca SeaBird para la medición de la salinidad, temperatura y presión de la columna
de agua. Se instalaron 4 CTD Divers para registrar continuamente los parámetros de salinidad, temperatura
y presión, en puntos distribuidos en la laguna. Esto permitirá obtener las variaciones temporales
del sistema lagunar y una aproximación de las variaciones espaciales del mismo.
Levantamiento batimétrico de la laguna
Se realizaron levantamientos batimétricos con un Corrientímetro acústico (ADCP- M9 de la marca
SonTek), acoplado a un sistema de GPS diferencial en modo RTK para corregir los datos batimétricos
de las variaciones del nivel del mar (Figura 2). Esta batimetría será la base para implementar un modelo
numérico de la hidrodinámica de la laguna que permita hacer estudios y experimentos de los
flujos de agua bajo escenarios de distintas condiciones oceanográficas, atmosféricas y continentales.
Los modelos de este tipo son herramientas que nos permiten saber cómo estarían las corrientes en
diversas situaciones; por ejemplo, si disminuyeran o cesaran los aportes de agua continental, si hubiera
un aumento en el nivel del mar, si se modificaran (o eliminaran) estructuras como la carretera que
interrumpe la circulación de la laguna, etc.
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CEMIE-OCÉANO

Boletín CEMIE-Océano
Figura 2. Batimetría con el sistema de ADCP M9 con GPS diferencial remolcado desde
Kayak para zonas de profundidad menor a 0.30 m y batimetría desde lancha para zonas
de mayor profundidad.
Mediciones de flujos a lo largo del ciclo de marea
La medición de intercambios de agua y sus propiedades se realizó en transectos transversales a la
laguna con estaciones de muestreo para el análisis de intercambios bióticos. Los intercambios de la
laguna con el mar se midieron junto a la Bocana de Río Lagartos (Figura 1) donde se realizaron mediciones
del 29 al 30 de septiembre. Los flujos entre un lado y otro de la laguna se midieron al oriente de
la laguna, a un costado del puente que lleva al pueblo de El Cuyo (midiendo del 27 al 28 de septiembre).
Las fechas de muestreos fueron seleccionadas en concordancia con la predicción de mareas
vivas para el sitio de estudio. Las mediciones en ambos ciclos consistieron en lo siguiente: sobre el
transecto proyectado de Norte a Sur, cada 2-3 horas se navegó registrando el perfil batimétrico y la
velocidad y dirección de las corrientes a lo largo de la columna de agua con ADCP-GPS (Figura 2),
remolcado desde una lancha o kayak motorizados de bajo calado; Al navegar en la dirección contraria,
en estaciones a lo largo del transecto se realizaron lances de CTD CastAway para el registro de
variables termohalinas (temperatura y salinidad a lo largo de la columna de agua).
Considerando que la circulación lagunar influenciada por la marea, provoca cambios en las comunidades
bióticas en distintos momentos del ciclo mareal, en dos estaciones se tomaron muestras
biológicas en cuatro distintos momentos de un ciclo completo de mareas.
Figura 3. Perfil de corrientes medidas en la boca de
la laguna Río Lagartos con ADCP M9 para obtener
los flujos e intercambios entre la laguna y el mar. Se
observa en el gráfico superior derecho el perfil del
relieve del fondo de la laguna y en el gráfico inferior
de la derecha la velocidad de las corrientes medidas
para ese momento de la marea.
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Año 1. No. 2
Caracterización ambiental
La importancia ecológica de la laguna Río Lagartos proviene de la gran diversidad de comunidades
vegetales y animales que alberga, que, en general, se encuentran en buen estado de conservación.
El dominio de la vegetación manglar en torno a la laguna (mangle rojo, Rhizophora mangle,
y mangle blanco, Lagunculaira racemosa, en las zonas más expuestas a la laguna y mangle negro,
Avicennia germinans, y mangle botoncillo, Conocarpus erectus, en los sitios menos expuestos) y la
vasta presencia de ecosistemas de pastos y macroalgas en el cuerpo de agua son esenciales en este
contexto, y constituyen un valioso elemento de estructura y función de los ecosistemas costeros. Tanto
el manglar como los pastos marinos participan en la estabilización del sedimento y la retención de
partículas. Además, juegan un papel fundamental en la síntesis de materia orgánica y sus estructuras
proporcionan hábitat para el refugio de organismos, sirviendo como hábitat crítico para la reproducción,
refugio y alimentación de vertebrados e invertebrados acuáticos y un considerable número de
aves. La laguna Río Lagartos es considerada como una de las zonas más importantes de anidación
del flamenco rosa (Phoenicopterus ruber ruber), así como de más de 120 especies de aves, de las que
el 75% son migratorias, y es un hábitat crítico para especies amenazadas como los cocodrilos (Crocodylus
moreletti y C. acutus). Por todo esto, en la laguna de Río Lagartos encontramos comunidades
bióticas complejas y diversas con importancia ecológica, pesquera y turística.
Figura 4.- Colecta de necton con red chinchorro, perfiles del CTD CastAway, colecta de
agua y colecta de plancton.
CEMIE-OCÉANO
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Boletín CEMIE-Océano
Con los objetivos de caracterizar las comunidades biológicas que habitan la laguna y comprender
su funcionamiento para así poder determinar en cierta medida los potenciales cambios asociados a
las variaciones en las condiciones ambientales en el medio, se llevó a cabo un muestreo multidisciplinar
mediante el que se obtuvieron datos ambientales y muestras biológicas que permitirán llevar a
cabo estudios ecológicos (Figura 4). Se muestreó un total de 16 estaciones a lo largo de toda la laguna
para cubrir todo el gradiente de salinidad y tratando de obtener muestras representativas de los
distintos hábitats y compartimentos faunísticos presentes. En cada estación se tomaron muestras de
distintos compartimentos de las comunidades biológicas representativos de un gran abanico de sus
componentes: fitoplancton, macrobentos, meso y macrozooplancton y megafauna (peces y crustáceos);
y se llevó a cabo un censo de aves playeras. De forma paralela, en las estaciones se obtuvieron
datos de un abanico de parámetros fisicoquímicos del agua y se tomaron muestras para el análisis
de características ambientales que pueden jugar un papel clave en la distribución de la biota, tales
como nutrientes en el agua, materia orgánica particulada, carbono orgánico total y nitrógeno total
en agua y sedimento y granulometría del sedimento.
Este estudio de campo es el primero de una serie de exploraciones que se realizarán en zonas
costeras del país para la construcción de un inventario nacional del recurso del gradiente salino de
México.
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Año 1. No. 2
Primer Seminario sobre aprovechamiento
energético del Gradiente Térmico del mar
Caribe Mexicano
Universidad del Caribe
Mar Caribe. Foto: http://masdemx.com/2016/12/mar-caribe-misterioso-sonido-mexico/
El pasado 7 de julio de 2017 se llevó a cabo en
la Universidad del Caribe el primer “Seminario de
Aprovechamiento Energético del Gradiente Térmico
en el Mar Caribe Mexicano”, con el objetivo
de difundir a la comunidad universitaria y público
en general los avances del equipo de trabajo
Unicaribe que colabora en la línea estratégica
Energía por Gradiente Térmico del CEMIE-O.
El seminario contó con la participación de profesores
investigadores y estudiantes integrados a
los proyectos: “Detección de lugares de aprovechamiento
de gradientes de temperatura con
potencial energético de explotación en México
para determinar la factibilidad de construcción
de una planta tipo OTEC” (G-LE1) y “Desarrollo
de prototipos y microplantas para la obtención y
almacenamiento de energía a partir de gradientes
de temperatura específicamente diseñados
para optimizar los procesos a partir de las características
de los recursos nacionales” (G-LE2).
Además asistieron académicos y alumnos del
Departamento de Ciencias Básicas e Ingenierías,
así mismo se contó con la presencia del Mtro.
Francisco Ruiz del Instituto de Ciencias del Mar y
Limnología campus Puerto Morelos y personal de
la Unicaribe.
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La Dra. Estela Cerezo Acevedo, responsable del
proyecto en la Unicaribe, comenzó el seminario
con una explicación sobre qué es el CEMIE-O,
sus objetivos generales, IES, CI y empresas que lo
conforman y sus respectivos representantes dentro
de los grupos directivos y regiones en la República
Mexicana. También habló de las líneas estratégicas
y transversales. Finalmente, profundizó
en la línea estratégica de Energía por Gradiente
Térmico.
En la segunda ponencia, el M. en C. Juan Francisco
Bárcenas Graniel, líder de G-LE1 en la Unicaribe,
dio una introducción a la conversión de
energía térmica oceánica (OTEC), mencionó el
desarrollo histórico de esta tecnología, el estado
actual, así como los principios de su funcionamiento
y sus ventajas y desventajas.
Siguiendo con el programa, los estudiantes apoyados
por el CEMIE-O presentaron sus avances y
resultados en las siguientes ponencias: “Visualización
del Gradiente Térmico para OTEC”, presentada
por el estudiante de Ingeniería Ambiental
(IA), Oliver Canul Canul, quien mostró los cuadrantes
en las regiones de la República Mexicana
correspondientes al Golfo de México y al Mar
CEMIE-OCÉANO

Boletín CEMIE-Océano
CEMIE-OCÉANO
Caribe analizados y comentó que existe un gran
número de sitios potenciales para el aprovechamiento
del gradiente térmico.
A esta ponencia siguió el trabajo realizado por la
estudiante de IA Gladys Castillo Leal, “Utilización
de Sistemas de Información Geográfica para la
localización de sitios con potencial OTEC”, quien
señaló que en los cuadrantes de la región Mar
Caribe el potencial por gradiente térmico técnicamente
factible se encuentra en las costas del
Caribe de México, en particular en la Isla de Cozumel,
Tulum y Mahahual.
Continuando con las ponencias, tocó el turno a
“Tipos y selección de Planta OTEC y selección del
fluido de trabajo”, por la estudiante de IA, Jessica
Guadalupe Tobal Cupul, quien mencionó
las ventajas de usar un ciclo OTEC cerrado y la
metodología para seleccionar el fluido de trabajo,
resultando el R152a el más adecuado para el
prototipo de planta OTEC que se desarrolla.
Las “Evaluaciones térmicas del Ciclo Cerrado
OTEC” fueron presentadas por la estudiante IA
Berenice Crystal Carrasco Camarillo, ella mencionó
la estimación del balance de materia y
energía para dimensionar los componentes de
un prototipo de planta OTEC que genere 1 kWe.
La ponencia sobre el “Diseño del condensador
para el prototipo de planta OTEC” fue llevada a
cabo por Alexis Jassiel Parra López estudiante de
Ingeniería Química del Instituto Tecnológico de los
Mochis, quien realiza una estancia del Verano de
la Investigación Científica y Tecnológica del Pacífico
(Programa Delfín), él presentó los diferentes
tipos de intercambiadores de calor que pueden
ser utilizado para condensar, así mismo mostró los
resultados que se obtendrían de seleccionar un
condensador de tubos concéntricos, resaltando
que es uno de los tres tipos de condensadores
que se diseñarán, para posteriormente ser evaluados
y seleccionar el de mejor desempeño.
También el Dr. Víctor Manuel Romero Medina,
presentó sus avances con la ponencia:
“Simulación del evaporador para el prototipo
de planta OTEC”. En la presentación mencionó
brevemente el proceso de simulación, sus ventajas
así como los desafíos para obtener resultados
confiables. Presentó los resultados de simulaciones
en intercambiadores de calor de tubos concéntricos
y las anomalías que se presentaron.
Finalmente se contó con la participación de
Edna Gutiérrez Galicia, estudiante de Ingeniería
en Desarrollo Sustentable del Instituto Tecnológico
de Estudios Superiores de Monterrey, campus
Puebla, en estancia de verano de investigación,
quien en su ponencia “Sustentabilidad de una
Planta OTEC”, señaló que para que la planta
OTEC pueda considerarse como sustentable se
deben tomar en cuenta tres pilares: ambiental,
social, y económico. Además de que se deben
considerar a detalle los impactos en el ecosistema
marino. Así mismo mencionó que el uso de
éste tipo de plantas presenta disminuciones de
CO2 significativas frente a plantas alimentadas
por combustibles fósiles. Para terminar, nos presentó
un análisis de eco-eficiencia como una
alternativa para evaluar la sustentabilidad de la
tecnología OTEC.
Para concluir se puede señalar que los asistentes
se mostraron interesados y muy participativos
con preguntas y comentarios sobre los trabajos
que se presentaron, por lo que se planea organizar
el 2º Seminario a principios del año 2018 y
extender la invitación a las IES, CI y público local
para que la información sobre lo que se está llevando
a cabo en el CEMIE-O sea difundido en
esta región.
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CURSO-TALLER ENERGÍA POR
GRADIENTE SALINO
Unidad Académica Yucatán, UNAM
El 2 y 3 de Noviembre se llevó a cabo el “Curso Taller Energía por Gradientes Ssalinos” en la Unidad
Académica Yucatán de la UNAM en Sisal, Yucatán.
En este curso estuvieron presentes participantes de la UAY, UNAM, ESIQIE del Instituto Politécnico NAcional
e Instituto de Ingeniería de la UNAM.
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