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Boletín CEMIE-Océano No 3 Año 2 Vol 1 V03

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<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

1


Centro Mexicano<br />

de Innovación<br />

en Energía - <strong>Océano</strong><br />

....en este número<br />

2da. Reunión Plenaria <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> 4<br />

Comité Editorial<br />

del <strong>Boletín</strong> <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Dr. Rodolfo Silva Casarín<br />

Dr. Gregorio Posada Vanegas<br />

Dra. Angélica Felix Delgado<br />

M. en E. Jorge Gutiérrez Lara<br />

EL <strong>Boletín</strong> <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> es publicado semestralmente<br />

por el Centro Mexicano de Innovación<br />

en Energía - <strong>Océano</strong>. Publica información<br />

sobre todos los aspectos relacionados con el<br />

Centro; incluye resúmenes de investigación y<br />

proyectos, noticias, información de publicaciones<br />

recientes, talleres de trabajo, conferencias,<br />

simposios, cursos, resúmenes de informes de<br />

reuniones y noticias de participantes, ya sean<br />

alumnos, investigadores o empresarios. Los editores<br />

invitan a las personas interesadas a enviar<br />

artículos cortos en el que detallen sus actividades<br />

realizadas durante cada una de las etapas<br />

del <strong>CEMIE</strong>.<strong>Océano</strong>; las opiniones expresadas en<br />

un artículo pertenecen a los autores y no necesariamente<br />

a la opinión del Centro. EL <strong>Boletín</strong><br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> se distribuye gratuitamente de<br />

manera electrónica desde el portal del Centro.<br />

Línea transversal Difusión,Divulgación y Prensa,<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong>.<br />

http://www.cemieoceano.mx/<br />

Implementación de tecnologías<br />

de almacenamiento de energía para<br />

energías renovables marinas (ERM) 7<br />

El máximo potencial de la energía<br />

del gradiente salino 15<br />

Campañas de campo para evaluación<br />

del potencial energético asociado a<br />

gradiente salino del Río Champotón, México 19<br />

Formación, investigación y oceanografía:<br />

una mirada hacia el Mar Caribe<br />

Mexicano y su frontera sur 25<br />

La dimensión social en Puerto Ángel:<br />

la vida de los pescadores 31<br />

La dimensión social en Bahía de Banderas:<br />

un primer acercamiento 35<br />

Materiales compósitos resistentes<br />

a ambientes marinos 39<br />

Cosechar la energía del oleaje 43<br />

Aves acuáticas en Ría Lagartos,<br />

Yucatán, México 47<br />

El <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> cuenta con un microscopio<br />

electrónico de transmisión único en su tipo 53<br />

Reunión de la Línea Transversal Materiales,<br />

Subsistemas y Componentes 55<br />

Participación del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> en<br />

International Conference on Sustainable<br />

Energy and Environmental Protection,<br />

SEEP 2018 57<br />

La imagen de la portada fue tomada de internet.<br />

15 vo Simposio Internacional<br />

de Costas 66


El <strong>Boletín</strong> <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> es publicado semestralmente y es el órgano<br />

de difusión de las actividades del Centro y de las 44 instituciones que<br />

lo conforman.<br />

El <strong>Boletín</strong> <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> publica información sobre todos los aspectos<br />

relacionados con el Centro; incluye resúmenes de investigación y<br />

proyectos, noticias, información de publicaciones recientes, talleres de<br />

trabajo, conferencias, simposios, cursos, resúmenes de informes de reuniones<br />

y noticias de investigadores y alumnos. Los editores invitan al<br />

envío de artículos cortos y revisiones, las opiniones expresadas en un<br />

artículo firmado son aquellas del autor.<br />

En este tercer número presentamos una serie de artículos de divulgación<br />

en los cuales se plasma el trabajo de las distintas líneas de investigación<br />

de cemie-<strong>Océano</strong>. Resaltamos la implementación de nuevas<br />

tecnologías de almacenamiento, las campañas de campo de la línea<br />

Gradiente Salino, la investigación oceanográfica en el Mar Caribe mexicano,<br />

el trabajo con comunidades en bahía de Banderas y Puerto Ángel<br />

y la actividad que se esta realizando en ría Lagartos con las aves<br />

acuáticas.<br />

Destaca la adquisición del nuevo microscopio eletrónico de trasmisión.<br />

Y como es costumbre la participación en diferentes reuniónes<br />

técnicas, destacando este semestre la participación en “International<br />

Conference on Sustainable Energy and Environmental Protection (seep<br />

2018), y en 15vo Simposio Internacional de Costas (International Coasta<br />

Symposium, ICS2018), asi como la reunión plenaria de <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

realizada en la ciudad de San Francisco de Campeche en marzo del<br />

presente año.<br />

Como es costumbre se pone a su disposición tanto la página web<br />

www.cemieoceano.mx en la cual se presentan las acciones realizas por<br />

la comunidad del Centro, así como las redes sociales de Twitter, @CemieOceano<br />

y Facebook, /CemieOceano, en donde semanalmente se<br />

da seguimiento e información sobre las diversas actividades y logros.<br />

Esperamos que este <strong>Boletín</strong> no solamente sea de su agrado, sino<br />

que también motive su participación activamente; que con el avance<br />

del proyecto cemie-<strong>Océano</strong> , la sociedad conozca de primera mano lo<br />

que las universidades, empresas e instituciones de gobierno realizan,<br />

en relación con la obtención de energía a partir del mar, para el bien de<br />

nosotros, nuestra comunidad y el país.<br />

Los Editores


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

5-7 MARZO DE 2018<br />

2da.<br />

Reunión Plenaria<br />

cemie-<strong>Océano</strong><br />

El pasado 5 de marzo del presente año, el rector de la Universidad Autónoma<br />

de Campeche uac, licenciado Gerardo Montero Pérez, inauguró<br />

la 2da. Reunión Plenaria del Centro Mexicano de Innovación en Energía–<br />

<strong>Océano</strong> (cemie-<strong>Océano</strong>) que se realizó en el salón Principal de la Coordinación<br />

General de Vinculación y Extensión Universitaria. La reunión tuvo<br />

como objetivo principal expandir y fortalecer las capacidades de investigación<br />

científica y tecnológica, así como fomentar la formación de recursos<br />

humanos y vincular los esfuerzos del ámbito académico e industrial.<br />

En el presídium estuvieron el Mtro. Fernando Medina Blum, Secretario<br />

General de la uac, el Dr. Rodolfo Silva Casarín, responsable técnico del<br />

proyecto cemie-<strong>Océano</strong>, el Dr. Benjamín Otto Ortega Morales, Director<br />

General de Estudios de Posgrado e Investigación de la institución, y el<br />

Mtro. Guillermo Villalobos Zapata, director del Instituto de Ecología, Pesquerías<br />

y Oceanografía del Golfo de México (epomex).<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

4


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

Al evento asistieron investigadores de universidades de Quintana Roo,<br />

Yucatán, Campeche, Ciudad de México, Michoacán, Baja California, Tamaulipas,<br />

Veracruz, Zacatecas, Coahuila, así como instituciones gubernamentales<br />

y empresas privadas. Esta reunión fue coordinada por el Instituto<br />

epomex de la UAC por medio de la línea de Difusión, Divulgación y<br />

Prensa del cemie.<br />

El <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> pretende promover el aprovechamiento de sinergias<br />

mediante el establecimiento de alianzas multidisciplinarias, participativas<br />

y dinámicas, para abatir las barreras y superar los retos científicos y<br />

tecnológicos que enfrenta el país para el uso de la energía del océano,<br />

todo esto, mediante el desarrollo de líneas de investigación y acciones<br />

estratégicas en investigación aplicada, desarrollo tecnológico e innovación.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

5


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

El Dr. Rodolfo Silva, responsable del proyecto cemie-<strong>Océano</strong>, comenzó con una explicación sobre<br />

el cemie-<strong>Océano</strong>, sus objetivos generales y presentación de sus respectivos representantes<br />

dentro de los grupos directivos y regiones en la República Mexicana. Siguiendo con el programa,<br />

cada líder de línea de investigación, presentó los avances técnicos realizados durante el primer<br />

año del proyecto.<br />

Durante el segundo día continuaron con las presentaciones de los avances y proyectos en los<br />

que han estado trabajando. Por la tarde la Dra. Leonor Güereca tuvo participación con la presentación:<br />

“Subproyecto de análisis de ciclo de vida”. Por otro lado, el M.C. Enríque Alvarez participo<br />

con la presentación: “La energía eólica offshore en México: Análisis de la oportunidad en la costa<br />

norte de Yucatán”. Más tarde se realizaron mesas de trabajo, donde cada grupo discutió sobre los<br />

alcances y compromisos para el próximo año.<br />

Al finalizar la 2da. Reunión, los coordinadores de las líneas presentaron los compromisos de cada<br />

de investigación que conforman al cemie-<strong>Océano</strong>. Para concluir el Dr. Rodolfo Silva presentó un<br />

resumen general de la reunión y palabras de clausura.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

6


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

Implementación de tecnologías<br />

de almacenamiento de energía<br />

para energías renovables<br />

marinas (erm)<br />

Rosa de Guadalupe González Huerta, Ing. Jorge Olmedo González<br />

Instituto Politécnico Nacional- Escuela Superior<br />

de Ingeniería Química e Industrias Extractivas<br />

Introducción<br />

Uno de los aspectos más importantes para la línea transversal de Integración<br />

a la red eléctrica y almacenamiento de energía es el desarrollar<br />

sistemas de generación de energía eléctrica a partir de energías del<br />

océano como, olas, mareas, corrientes, gradientes térmicos y salinos con<br />

una perspectiva de aprovechamiento de energía de tal manera que se<br />

incremente la eficacia de estas al poder tener disponibilidad de energía<br />

en todo momento a pesar de sus variaciones de generación inherentes y<br />

permitir su interconexión a la red con mucha más eficacia.<br />

En la actualidad, la producción de energía limpia es uno de los factores<br />

más sobresalientes y necesarios para la reducción de gases de efecto<br />

invernadero, estos han propiciado los crecientes problemas relacionados<br />

con el cambio climático y el calentamiento global, es aquí donde las energías<br />

renovables juegan un papel fundamental para brindar una solución.<br />

La mayoría de las energías renovables (energías del océano, eólica o la<br />

energía solar fotovoltaica), se denominan energías renovables variables<br />

(erv) debido a la intermitencia e irregularidad inherentes que presentan<br />

al generar energía eléctrica, esto representa un gran desafío en la generación<br />

de energía y el equilibrio de carga para mantener la estabilidad<br />

y fiabilidad en la red de energía eléctrica. Las tecnologías de almacenamiento<br />

de energía (TAE) enfocadas en el almacenamiento de energía<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

7


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

eléctrica (aee) han sido reconocidas como una solución factible para abordar estos problemas, lo<br />

que facilita el equilibrio de energía desacoplando la generación y el consumo en los dominios de<br />

tiempo y espacio mediante múltiples cargas y descargas de ciclos (González et al., 2017; Cebulla<br />

et al., 2017).<br />

El objetivo general de las tae para energías renovables es almacenar energía de las erv cuando<br />

existen excedentes de energía y utilizar la energía cuando hay un déficit de generación de energía.<br />

También son adecuadas para almacenar cuando hay baja demanda y bajo costo de generación y<br />

ser utilizada en altas demandas y altos costos de producción. Existen diferentes clasificaciones de<br />

tae de acuerdo con el uso que se les da, por ejemplo, para regulación de energía y diferentes tipos<br />

de acoplamientos con la red eléctrica.<br />

Las energías renovables marinas (erm) pueden considerarse un recurso estocástico, las tecnologías<br />

para aprovechar el poder de los mares se encuentran en una etapa temprana de desarrollo.<br />

Los océanos de la tierra representan una gran fuente de energía renovable. En general, la energía<br />

oceánica se puede dividir en seis tipos de origen y características diferentes: olas, mareas, corrientes<br />

de marea, corrientes oceánicas, energía térmica oceánica y gradiente salino. Actualmente,<br />

todas las tecnologías de energía oceánica, excepto corrientes de marea, pueden considerarse<br />

en una etapa temprana de desarrollo, desde la etapa conceptual hasta la etapa de demostración<br />

(Uihlein y Magagna, 2016).<br />

Variabilidad en la producción de energía eléctrica de las erm<br />

Las ERM presentan diferentes problemas de producción de energía eléctrica que dependen<br />

principalmente del control del proceso y la posibilidad de tener variables de control. Uno de los<br />

principales objetivos para la implementación de tae a estas energías es comprender y conocer los<br />

perfiles de generación y los sistemas de transformación de energía primaria a energía eléctrica.<br />

Se ha corroborado que los sistemas mareomotrices y undimotrices, requieren de una TAE para<br />

acondicionamiento o regulación la cual se encuentra implícita en el sistema en sus sistemas de<br />

transformación que usualmente pueden llegar a ser hidráulicos o neumáticos, esto quiere decir<br />

que para poder obtener energía se requiere de una tae que permita una transformación mucho<br />

más continua de la energía para que sea factible la generación.<br />

En relación con gradientes térmicos, como la conversión de energía térmica oceánica (otec) por<br />

sus siglas en inglés, debido a que el proceso de generación de energía eléctrica es controlable no<br />

requiere de una tae para acondicionamiento, en estos sistemas es posible controlar las variaciones<br />

o perturbaciones de generación de energía eléctrica mediante la manipulación de las variables<br />

de proceso, esto mismo ocurre en la generación por gradiente salino mediante la tecnología de<br />

electrodiálisis inversa u osmosis de presión retardada, donde es posible controlar el flujo de agua<br />

dulce y salada a la celda. <strong>No</strong> obstante, es importante mencionar que este control o grado de control<br />

solo se puede tener en un intervalo de operación.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

¿Cómo seleccionar adecuadamente una tae?<br />

La producción de estable y continua de energía eléctrica, los problemas de intermitencia en periodos<br />

cortos o estacionales, la falta de coincidencia de la generación de electricidad y la carga<br />

causada por la limitada capacidad de envío, requieren aee para aumentar su flexibilidad. Estas<br />

tienen diferentes tipos de clasificación, uno de ellos se centra en la solución que proporciona [7-10]<br />

La producción estable y continua de energía eléctrica, los problemas de intermitencia en periodos<br />

cortos o estacionales, la falta de coincidencia de la generación de electricidad y la carga causada<br />

por la limitada capacidad de envío, requieren aee para aumentar su flexibilidad. Estas tienen diferentes<br />

tipos de clasificación, (Uihlein y Magagna, 2016; Khodayari y Aslani, 2018)<br />

8


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

1. Fuente de alimentación ininterrumpida (ups)<br />

2. Gestión de energía<br />

3. Transmisión y distribución<br />

4. Intermitencia de fuente renovable<br />

5. Almacenamiento estacional<br />

6. Arbitraje.<br />

Estas aplicaciones se pueden dar juntas dependiendo del tipo de intermitencia,<br />

requerimiento energético, rendimiento de la conversión y balances<br />

del sistema multienergético. Todas estas aplicaciones se pueden<br />

resumir en tres áreas principales (He y Wang, 2018):<br />

a) Acondicionamiento o regulación de la energía producida.<br />

b) Capacidad de almacenamiento de energía para postconsumo (diaria,<br />

mensual o estacional).<br />

c) Almacenamiento de energía para aplicaciones móviles.<br />

Figura 1. Tanques de 900<br />

litros y 3000 litros de hidrógeno.<br />

Tecnología a<br />

base de hidruros metálicos<br />

AB2. Vivienda Sustentable<br />

IPN, Instituto Politécnico<br />

Nacional.<br />

Los principales aee son almacenamiento hidráulico de bombeo (phs),<br />

almacenamiento de energía de aire comprimido (caes), baterías, almacenamiento<br />

de H2 / pilas de combustible, volantes de inercia (flywheels),<br />

supercapacitores y almacenamiento de energía magnética superconductora<br />

(smes) [5,8]. La gran variedad de opciones y características complejas<br />

particulares de cada tecnología hacen que sea difícil evaluar y seleccionar<br />

una tecnología específica para erm, seleccionar adecuadamente<br />

las tecnologías es uno de los intereses y objetivos que tiene la línea de<br />

interconexión al sistema eléctrico del cemie-o. Una tecnología de sobresaliente<br />

y que puede brindar alta capacidad de almacenamiento es el<br />

hidrógeno. Sin embargo, uno de los retos actuales es el contar con métodos<br />

de almacenamiento factibles desde el aspecto técnico y económico.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

9


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Las tecnologías de almacenamiento de energía se pueden implementar en escalas grandes y<br />

pequeñas en formas distribuidas y centralizadas en todo el sistema de energía. Si bien algunas<br />

tecnologías están maduras o casi maduras, la mayoría todavía se encuentran en las primeras etapas<br />

de desarrollo y requerirán atención adicional antes de que su potencial pueda ser plenamente<br />

realizado (González et al., 2017).<br />

La introducción de redes inteligentes y otras nuevas tecnologías de infraestructura energética<br />

podría afectar la ubicación óptima de las tecnologías de almacenamiento en el futuro. La selección<br />

de la tae más adecuada depende de múltiples factores entre ellos la escala, tamaño y tipo de la<br />

planta generadora de energía eléctrica, el tipo o tipos de planta de generación de energía eléctrica<br />

(e.g. Sistema fotovoltaico, eólico, mareomotriz, ciclo combinado), el objetivo del almacenamiento y<br />

la duración requerida del almacenamiento, en la figura 2 se muestra las diversas aplicaciones que<br />

pueden tener las tae y el rango de factibilidad de implementación de acuerdo con la potencia que<br />

pueden proveer y la duración.<br />

Figura 2. Implementación de las tecnologías de almacenamiento de energía(TAE) (iea, 2015).<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

La selección del modelo de almacenamiento o tae adecuado, se puede realizar bajo diferentes<br />

métodos y criterios. En el proyecto del cemie-o se ha planteado que esta selección se puede realizar<br />

bajo los siguientes pasos:<br />

1. Determinación del problema de generación.<br />

2. Objetivo y tamaño requerido del almacenamiento de energía.<br />

3. Selección de la tecnología mediante comparación de diferentes criterios.<br />

El primer paso consiste en conocer y comprender la generación de energía eléctrica de la erv.<br />

Los sistemas usualmente se dimensionan de acuerdo con los mininos de producción anuales, para<br />

asegurar una producción continua a lo largo del año. Sin embargo, esto no evita fluctuaciones de<br />

producción de energía eléctrica en periodos cortos. Es muy importante basarse en estudios del<br />

10


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

comportamiento de la energía primaria y en el comportamiento del sistema generador de energía<br />

eléctrica (tecnología de generación de energía eléctrica). Uno de los objetivos del cemie-o es crear<br />

esta información para las diferentes energías marítimas. Conocer esta información permitirá determinar<br />

las zonas donde es factible implementar los sistemas de generación de energías del océano<br />

de manera responsable con el medio ambiente en el país.<br />

Para el segundo paso es importante saber que la aplicación del almacenamiento está estrechamente<br />

relacionada con el problema de la energía primaria por lo que se convierte en su objetivo.<br />

La aplicación del almacenamiento se puede traducir al tiempo que se desea que dure el almacenamiento<br />

y potencia requerida. Un sistema de generación puede tener varios problemas por lo que<br />

puede requerir de varias tae, para una producción continua.<br />

Para acondicionamiento o regulación de la energía eléctrica producida, usualmente se requieren<br />

de tae’s que permitan almacenar y disponer de la energía almacenada por periodos cortos.<br />

Respecto al almacenamiento de la energía para uso posterior al periodo producido, se requieren<br />

de tae’s que permitan almacenarla energía por periodos prolongados superiores a días y hasta<br />

periodo s estacionales y para almacenamiento de energía para transporte o aplicaciones móviles,<br />

se requieren de tae’s que posean una alta densidad de energía y que permitan brindar autonomía<br />

suficiente de acuerdo con la aplicación. Para únicamente transporte de energía se requieren tae’s<br />

con similares características donde sea posible transportar la máxima cantidad de energía.<br />

Para los tres objetivos, la selección de potencia de la tae depende del tamaño de la planta<br />

generadora y del tiempo que se desea utilizar, por lo que entre mayor es el tiempo requerido se<br />

demanda mayor capacidad de almacenamiento.<br />

En relación con el paso 3, una vez que se ha identificado el problema, se conoce el comportamiento<br />

del sistema de generación y de la fuente de energía primaria, por lo tanto se conoce el tiempo<br />

requerido de almacenamiento; es posible evaluar la potencia con base a cada tae cual resulta<br />

más factible para los valores requeridos.<br />

Se ha planteado la selección de las tae mediante técnicas de análisis y selección multicriterio<br />

como lo es el método electre (ELiminación y Elección Expresando Rrealidad). Con este tipo de<br />

métodos, se analizan y comparan diferentes criterios o factores de las diferentes tae. Los factores<br />

más importantes para la evaluación y selección son los costos de capital, factores técnicos como<br />

eficiencia, madurez, capacidad, durabilidad, autonomía, tiempo de respuesta, densidad de potencia<br />

y densidad energética, otros factores son factores sociales, políticas ambientales y regulatorias.<br />

Perspectivas de tae para erm<br />

Los estudios preliminares han arrojado que, dependiendo de los beneficios de cada aee, resultan<br />

más adecuados para una aplicación específica. Para regulación y acondicionamiento de energía<br />

lo supercapacitores o baterías son adecuados. Uno de los retos para la viabilidad de <strong>Vol</strong>antes de<br />

inercia y smes es el costo de inversión.<br />

Para posconsumo es adecuado phs, caes, baterías, para períodos diarios. Son tecnologías para<br />

escalas superiores a 100 MW con duraciones de salida de una hora a otra. Las pilas de combustible<br />

de hidrógeno tienen un tiempo de descarga relativamente largo (horas), por lo tanto, son más<br />

adecuadas para este tipo de aplicaciones en 100 kW-10 MW. En relación con aplicaciones móviles,<br />

pueden resultar factibles baterías, supercapacitores y celdas de combustible de hidrógeno, aunque<br />

únicamente como aprovechamiento adicional de la energía eléctrica y no para transmisión a<br />

red eléctrica.<br />

Se ha encontrado de manera general que las energías de oleaje, mareas y corrientes requieren<br />

principalmente aee para regulación y acondicionamiento debido al efecto de oleaje también<br />

podrían requerir almacenamiento para variaciones en períodos de horas a días. otec y gradiente<br />

salinidad como se ha comentado, debido a la controlabilidad del proceso de producción de ener-<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

11


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

gía eléctrica son menos necesarias. Sin embargo debido a las variaciones anuales que pudieran<br />

presentar tanto estas energías como las ya antes mencionadas podrían requerir de almacenamiento<br />

estacional, esta necesidad esta limitada por la alta capacidad de almacenamiento necesaria en<br />

relación con la potencia de generación de los sistemas.<br />

Se ha observado que transportar la energía para transmisión a la red eléctrica no es realmente<br />

factible y solo es apropiado para aplicaciones móviles específicas. <strong>No</strong> obstante, podría ser factible<br />

cuando las plantas otec están lejos de la costa.<br />

Tabla 1. AEE más adecuado para las ERM<br />

ERM AEE para regulación AEE para posconsumo AEE para aplicaciones<br />

móviles<br />

Olas<br />

Supercapacitores/<strong>Vol</strong>antes de<br />

inercia/ Baterías<br />

Hidrógeno/PHS/CAES/<br />

Baterías<br />

<strong>No</strong> recomendado<br />

Corrientes<br />

Supercapacitores/<strong>Vol</strong>antes de<br />

inercia/ Baterías<br />

Hidrógeno /PHS/CAES/<br />

Baterías<br />

<strong>No</strong> recomendado<br />

Corrientes de marea<br />

Supercapacitores/<strong>Vol</strong>antes de<br />

inercia/ Baterías<br />

Hidrógeno /PHS/CAES/<br />

Baterías<br />

<strong>No</strong> recomendado<br />

OTEC <strong>No</strong> requerida Hidrógeno /PHS/CAES Hidrógeno, más de 2000km<br />

de la costa<br />

Gradiente Salino (PRO) <strong>No</strong> requerida PHS/ CAES <strong>No</strong> recomendado<br />

Gradiente salino (RED) Supercapacitores PHS/ CAES <strong>No</strong> recomendado<br />

Este análisis general permite brindar un panorama general sobre la importancia del almacenamiento<br />

de energía y como esta puede brindar soporte a la generación de energía eléctrica por las<br />

diferentes energías renovables marítimas. Si bien aun falta un extenso desarrollo y estudio de la<br />

introducción de estas tecnologías a las energías renovables es un aspecto que no se puede dejar<br />

pasar por alto para el desarrollo de estas energías.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

12


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

Literatura citada<br />

Cebulla, F., T. Naegler, y M. Pohl, 82017). Electrical energy storage in highly renewable European energy<br />

systems: Capacity requirements, spatial distribution, and storage dispatch,. J. Energy Storage, 14:211–223.<br />

Chen, H., T. N. Cong, W. Yang, C. Tan, Y. Li, y Y. Ding, (2009). Progress in electrical energy storage system: A<br />

critical review. Prog. Nat. Sci., 19(3):291–312.<br />

González HuertaR de G., J.M. Sandoval Pineda, y J. Olmedo González, (2017). Revisión de Modelos Actuales y<br />

Propuesta de Mejora a Nuevos Modelos de Almacenamiento de Energía. Centro Mexicano en Innovación<br />

de Energías del <strong>Océano</strong>-Instituto Politécnico Nacional, Ciudad de México, México, Tec. REP. 2 Final.<br />

González Huerta, R de G., J.M. Sandoval Pineda, J.N. Hernández Pérez, M. Rico Cortez, y E. Álvarez del Rio,<br />

(2017). Revisión Bibliográfica del Estado del Arte en Sistemas de Almacenamiento de Energía, Centro<br />

Mexicano en Innovación de Energías del <strong>Océano</strong>-Instituto Politécnico Nacional, Ciudad de México, México,<br />

Tec. REP. 1 Final.<br />

Guney M.S., y Y. Tepe, (2017). Classification and assessment of energy storage systems. Renew. Sustain.<br />

Energy Rev., 75:1187–1197.<br />

He W., y J. Wang, (2018). Optimal selection of air expansion machine in Compressed Air Energy Storage: A<br />

review. Renew. Sustain. Energy Rev., 87: 77-95<br />

IEA, (2014). Technology Roadmap Energy storage. International Energy Agency, Francia.<br />

IEA, (2015). Technology Roadmap Hydrogen and Fuel Cells. International Energy Agency, Francia.<br />

Khodayari M., y A. Aslani, (2018). Analysis of the energy storage technology using Hype Cycle approach.<br />

Sustain. Energy Technol. Assessments, 25: 60–74.<br />

Luo X., J. Wang, M. Dooner, y J. Clarke, (2015). Overview of current development in electrical energy storage<br />

technologies and the application potential in power system operation. Appl. Energy, 137:511–536.<br />

Uihlein A., and D. Magagna, (2016). Wave and tidal current energy - A review of the current state of research<br />

beyond technology. Renew. Sustain. Energy Rev., 58: 1070–1081.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

13


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

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<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

El máximo potencial de la<br />

energía del gradiente salino<br />

Mateo Roldan Carvajal a,b, Carlos Sánchez Sáenz a,b , Cecilia Enríquez Ortiz c ,<br />

Oscar Reyes Mendoza c , Vanesa Papiol Nieves c.<br />

a<br />

Universidad Nacional de Colombia – Sede Medellín,<br />

b<br />

Grupo de Ingeniería Electroquímica griequi,<br />

c<br />

Unidad Académica Yucatán-Sede Sisal, unam<br />

La energía del gradiente salino (egs) se encuentra relacionada, en la naturaleza,<br />

con la mezcla irreversible de dos masas de agua de diferente<br />

salinidad; si se logra controlar este proceso, será posible obtener energía<br />

eléctrica. Pero, ¿cuánta energía está disponible? En la mezcla irreversible<br />

de 1 m 3 de agua de río (salinidad de 0.07 g/l, en general) con 1 m 3 de agua<br />

de mar (salinidad de 35 g/l aproximadamente) se liberan alrededor de<br />

0.56 kWh (equivalentes 2 megajoules) de energía en forma de calor, la<br />

cual es equivalente a la energía liberada en la caída de 1 m 3 de agua en<br />

una cascada de 204 m de altura. Si se lograra convertir toda esa energía<br />

liberada en forma de calor, en energía eléctrica, se podrían alimentar 42<br />

bombillas led de 13 W cada una, durante una hora. Teniendo en cuenta<br />

que en la desembocadura de un río puede haber cientos, incluso miles,<br />

de metros cúbicos de agua de río por segundo y en un proceso continuo,<br />

estamos hablando de una gran fuente de energía “inagotable” y disponible<br />

en todo el mundo que, por tanto, vale la pena investigar.<br />

Diferentes estudios sugieren que zonas como el mar Mediterráneo, el<br />

mar Caribe y el golfo de México son lugares óptimos para obtener energía<br />

de las desembocaduras de los ríos en el mar; esto se debe, entre otras,<br />

a que la mayor temperatura de las aguas, mayor es la energía disponible.<br />

En el marco del proyecto cemie – <strong>Océano</strong>, en la línea de investigación<br />

de gradiente salino se ha observado que la mezcla de volúmenes iguales<br />

no es necesariamente la proporción que libera más energía. En la figura 1<br />

se muestra el comportamiento de la energía liberada como función de la<br />

fracción volumétrica del agua de río a una temperatura ambiente de 25°C<br />

para un total de 2 m 3 de mezcla.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

15


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Figura 1. Energía liberada en 2 m3 de mezcla de agua de<br />

Río (salinidad ~0.07 g/l) y de agua de Mar ( salinidad ~35<br />

g/l) a 25°C en función de la fracción volumétrica agua de<br />

río.<br />

En el eje horizontal un valor de 0.1 significa que del total mezclado el 10 % es agua de río y el 90 %<br />

restante es agua de mar; similarmente, un valor de 0.5 en el eje horizontal corresponde a la mezcla<br />

de 1 m 3 de agua de río y 1 m 3 de agua de mar. La forma cóncava de la gráfica muestra un punto<br />

máximo de 2.13 mj para una fracción volumétrica de agua de río de 0.6. Si se aumentara el volumen<br />

de la mezcla, este comportamiento cóncavo se mantendría y la energía liberada sería mayor. En<br />

caso de que la mezcla no consistiera en agua de río y agua de mar, sino otras como agua salina (de<br />

mar) y agua hipersalina (> 50 g/l), como puede darse en lagunas hipersalinas de la costa de Yucatán,<br />

el máximo probablemente no se encuentre en la misma fracción volumétrica del agua menos<br />

concentrada (Río en la figura 1 y mar en el segundo ejemplo).<br />

En principio, se puede obtener energía de cualquier gradiente de salinidad; pero es importante<br />

notar que, cuando se fija la salinidad de una masa de agua, entre mayor sea la diferencia de salinidad<br />

con la otra agua, mayor será la energía que se liberará en la mezcla irreversible. En la figura 2<br />

se muestra el potencial teórico de la egs para combinaciones de salinidades en un intervalo entre<br />

0 y 300 g/l para el agua más salada y de 0-35 g/l para el agua menos salada, a una temperatura<br />

ambiente y un volumen de mezcla de 1 m 3 .<br />

Figura 2. Energía liberada por 1 m3 de mezcla a 25°C para<br />

diferentes salinidades. Las líneas continuas representan<br />

líneas isoenergéticas de una mezcla de volúmenes iguales.<br />

Las líneas discontinuas significan la misma cantidad de<br />

energía liberada, pero si se utilizaran los volúmenes óptimos<br />

para cada mezcla. La zona en negro indica combinaciones<br />

en las que no tendría sentido calcular la energía<br />

liberada ya que la salinidad del agua menos salada sería<br />

mayor que la del agua más salada.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

16


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

La zona en negro corresponde a combinaciones en las que la salinidad del agua más salada es<br />

menor a la salinidad del agua menos salada, por lo que no tendría sentido el cálculo de la energía<br />

liberada. Las líneas continuas corresponden a isoenergéticas. Por ejemplo, para obtener 1 MJ de<br />

energía a las condiciones dadas, se podría mezclar agua en igual proporción a 50 g/l y agua a 4 g/l,<br />

o bien se podría usar agua a 100 g/l y agua a 25 g/l. Otro comportamiento interesante es el de la<br />

mezcla óptima (línea isoenergética discontinua), ya que a salinidades menores de 100 g/l (las más<br />

comunes en sistemas naturales) no hay una diferencia muy marcada entre la energía liberada por<br />

la mezcla irreversible óptima y la liberada por la mezcla irreversible a iguales volúmenes de agua.<br />

<strong>No</strong> obstante, a medida que la salinidad del agua más salina aumenta, se empieza a hacer más evidente<br />

la diferencia entre ambas líneas isoenergéticas.<br />

Es evidente que el potencial de aprovechamiento de la egs es alto. Para hacer uso del recurso<br />

se han desarrollado diferentes tecnologías como la electrodiálisis inversa (red, por sus siglas en<br />

inglés) o la ósmosis retardada por presión (pro, por sus siglas en inglés), en Europa y Asia principalmente.<br />

En América Latina, antes de la creación del cemie-<strong>Océano</strong> solo se había reportado un<br />

prototipo de red construido por la Universidad Nacional de Colombia – Sede Medellín. La línea<br />

de obtención de energía de gradientes salinos ha empezado a trabajar de forma paralela en diferentes<br />

prototipos a escala de laboratorio, y en sinergia con Universidades e Institutos de México y<br />

Colombia, con el fin de generar conocimiento propio a partir de la investigación básica y la investigación<br />

aplicada. En la figura 3 se muestran algunos de nuestros avances experimentales en la<br />

tecnología red.<br />

Figura 3. Avance experimental en tecnología red. Izquierda: Medidas de voltaje y experimentación básica en el Instituto<br />

de Ingeniería en la unam. Centro. Primera aproximación a un equipo de RED en el Instituto Politécnico Nacional. Derecha:<br />

Operación un nuevo diseño de prototipo en la Universidad Nacional de Colombia – Sede Medellín dentro del convenio<br />

con el cemie-<strong>Océano</strong>.<br />

Dado que red es una tecnología de membranas de intercambio iónico, los estudios experimentales<br />

han explorado formas de medición de selectividad de las membranas, su resistencia eléctrica,<br />

diferentes configuraciones de flujo y condiciones de operación. Además de la experimentación<br />

en laboratorio, se han realizado estudios teóricos con modelos termodinámicos para el diseño de<br />

red. Dentro del cemie-<strong>Océano</strong>, existen líneas de acción transversal con investigación en temas<br />

como el diseño y desarrollo de materiales, investigación en electricidad, redes de transmisión y<br />

almacenamiento energético, investigación en modelado físico y numérico e investigación de impactos<br />

al medio ambiente. Hoy en día, ya se encuentran encaminados un número importante de<br />

iniciativas de estudios de intersección de disciplinas, como son: estudios de experimentos físicos<br />

de obtención de energía con soluciones de distintas concentraciones salinas, estudios de desarrollo<br />

de membranas expresamente diseñadas para la obtención de energía por gradientes salinos,<br />

desarrollos de prototipos para obtención de energía y estudios de evaluación de potencial teórico,<br />

con las distintas técnicas (red y pro).<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

17


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

A medida que se desarrollan las teorías y se integran diferentes personas al estudio de la egs<br />

en el mundo, se descubren nuevas aplicaciones como los motores de gradiente de salinidad y los<br />

sistemas híbridos de desalinización de agua y recuperación de energía mediante tecnologías de<br />

gradiente salino; campos en los que abundan los retos en diferentes disciplinas como la oceanografía<br />

y la ingeniería.<br />

Finalmente, nos gustaría resaltar que aunque la egs tiene un alto potencial de aprovechamiento,<br />

serán los estudios de factibilidad ambiental y económica, el análisis de especies vulnerables<br />

a cambios de salinidad y de temperatura, y los estudios de otros posibles impactos (sociales, por<br />

ejemplo), los que ayudarán a definir cuánta agua de los ríos, cuánta agua de lagunas costeras o<br />

cuánta agua del mar podemos utilizar sin generar grandes modificaciones que afecten gravemente<br />

los procesos naturales y generen cambios irreversibles en los ecosistemas marinos y estuarinos<br />

que son altamente vulnerables, campos en los que se integra la biología como parte fundamental<br />

del estudio.<br />

<strong>No</strong>ta - Aclaración<br />

En los cálculos presentados se supone que las aguas solo tienen cloruro de<br />

sodio (NaCl) y que los volúmenes son aditivos.<br />

Literatura citada<br />

G. Micale, A. Cipollina, and A. Tamburini, “Salinity gradient energy,” in Sustainable Energy from Salinity Gradients,<br />

First., Elsevier, 2016, pp. 1–17.<br />

S. Vallejo, “Energy generation from salinity gradients through Reverse Electrodialysis and Capacitive Reverse<br />

Electrodialysis,” Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín, 2017.<br />

O. Alvarez-Silva, C. Winter, and A. F. Osorio, “Salinity Gradient Energy at River Mouths,” Environ. Sci. Technol.<br />

Lett., vol. 1, no. 10, pp. 410–415, 2014.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

18


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

Campañas de campo para<br />

evaluación del potencial<br />

energético asociado a<br />

gradiente salino del río<br />

Champotón, México<br />

Gregorio Posada Vanegas, Iván Martínez Sosa, Felipe Ernesto Puc Cutz,<br />

Beatriz Edith Vega Serratos, Olivia Mejía Rodríguez,<br />

Enrique Alejandro Mangas Che.<br />

Instituto epomex, Universidad Autónoma de Campeche.<br />

El aumento constante de la población mundial, la sobreexplotación y el<br />

agotamiento de los combustibles fósiles y el deterioro ambiental que para<br />

algunos casos genera la explotación de carbón, gas y petróleo, hacen indispensable<br />

el desarrollo y aprovechamiento de las fuentes de energías<br />

limpias (Zhao, Zou, Tang y Mulcay 2012). Las fuentes de energía renovable<br />

(e.g. solar, eólica, oceánica, geotérmica, hidráulica… etc.), de acuerdo<br />

con las estimaciones actualizadas al 2012 (sener, 2015), proveen un<br />

14.90% del consumo energético mundial.<br />

Los océanos contienen el 97% del agua presente en la tierra y el 71% de<br />

la superficie de la tierra está cubierta por agua de mar. Aproximadamente<br />

3 000 millones de personas viven a menos de 200 km de la costa. Por lo<br />

tanto, las fuentes de energía oceánica pueden ofrecer un potencial para<br />

el suministro de energía, calefacción y refrigeración, agua potable y otros<br />

productos a los mercados costeros. Existen al menos seis diferentes potenciales<br />

fuentes energéticas, que derivan del agua de mar: Corrientes<br />

de marea, corrientes oceánicas, marea astronómica, oleaje, energía térmica<br />

oceánica, gradiente salino (Huckerby et al., 2016).<br />

Desde 1950 es sabido que es posible extraer energía sustentable y renovable<br />

del flujo de agua dulce y agua salada, esta energía se conoce<br />

como gradiente salino y se obtiene a partir de la mezcla que se da de forma<br />

natural entre dos masas de agua con diferentes concentraciones de<br />

salinidad. El principio básico para la obtención de energía del gradiente<br />

salino es el irreversible incremento de entropía en un sistema, al mezclar-<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

19


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

se dos soluciones con distinta concentración salina, tal como en la desembocadura de un río, de<br />

esta forma se puede obtener un potencial de gradiente salino y extraer energía renovable, libre de<br />

CO 2<br />

y gases de efecto invernadero, produciendo energía eléctrica limpia para el medio ambiente<br />

(Enriquez C et al, 2017).<br />

Las principales ubicaciones para la captura de energía del gradiente salino son las desembocaduras<br />

de los ríos, donde el agua dulce se mezcla con el agua de mar (Marín et al., 2017). Alvares et<br />

al, 2016 demostraron que el rango de mareas para aprovechar energía del gradiente salino en las<br />

desembocaduras de los ríos es en los cuales la amplitud media de marea sea inferior a 1.2 m se<br />

consideran adecuadas<br />

El estado de Campeche, México, cuenta con 4 ríos principales, Palizada, Candelaria, Chumpán y<br />

Champotón, los tres primeros, al desembocar en la laguna de Términos (70 km x 30 km aproximadamente)<br />

no tienen un contacto directo con agua de mar; el Rio Champotón descarga su caudal<br />

directamente en el Golfo de México y cumple con la condición de marea astronómica tienen una<br />

amplitud media inferior a 1.2 m Pulido (2011) sugerida por Álvarez et al (2016).<br />

Área de estudio<br />

El río Champotón (Figura 1) se localiza en el estado de Campeche (19°24’00’’ - 19°05’24’’ N y<br />

90°43’12’’ - 90°23’24’’ W), pertenece a la región hidrológica número 31 Yucatán oeste (conabio,<br />

2002). Nace en la parte central del estado (San Juan Carpizo) y fluye de este a noroeste desembocando<br />

en el Golfo de México en las inmediaciones de la Ciudad de Champotón, tiene una longitud<br />

de 47 km, profundidad media de 2.5m a 4.0 m, su cuenca es de 6,080 km² (Vega et al 2018), la cual<br />

es navegable, para embarcaciones pequeñas, en una longitud de 35 km (Jaime-Jaquez, 2006).<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Figura 1. Área de estudio (estrella), Rio Champotón, Campeche,<br />

20


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

Metodología<br />

Para obtener el potencial energético del río Champotón, el área de procesos costeros e hidrológicos<br />

del Instituto epomex dentro del subproyecto Gradiente Salino del Centro Mexicano de Innovación<br />

en energía del <strong>Océano</strong>, cemie-<strong>Océano</strong>, prevé realizar mediciones de parámetros físico-químicos<br />

del agua (temperatura, conductividad), así como de velocidades y caudal para la sección<br />

transversal ubicada bajo el puente vehicular de la carretera 180 que une el centro de México con<br />

la península de Yucatán, estas mediciones se realizarán cada dos meses durante el año 2017, a la<br />

fecha se tienen mediciones en los meses de enero, marzo y mayo; los equipos que se utilizan son<br />

Hobo U24 Conductivity logger para mediciones de temperatura y conductividad y Argonauta XR<br />

de Sontek para cuantificar las velocidades del flujo.<br />

Figura 2. Campaña de Campo marzo 2018, mediciones<br />

en sección transversal bajo puente del río Champotón.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

21


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Figura 3. Equipo de medición de temperatura y conductividad,<br />

marzo de 2018<br />

Las mediciones anteriores servirán para conocer el comportamiento horario de la cuña salina durante<br />

un ciclo de marea y servirán para caracterizar la desembocadura del río durante las épocas<br />

climáticas de nortes, secas y lluvias.<br />

En las figuras 2 y 3, se presentan los resultados nivel, salinidad y densidad para las mediciones<br />

realizadas el día 26 de enero de 2018 a las 11:00 y 15:00 h respectivamente<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

22


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

Figura 4. Mediciones nivel, salinidad y densidad, Río Champotón, 26 enero 2018, 15:00 h<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

23


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

A partir de las mediciones realizadas se observa la presencia, para la misma sección transversal,<br />

de dos capas agua de diferentes características, agua salada con densidad cercana a 1,020 kg/m 3<br />

que su ubica en el fondo del río y agua “dulce”, producto de la descarga del río Champotón que<br />

se ubica sobre la capa de agua salada, el espesor de la capa de agua dulce ha variado para las<br />

campañas de enero y marzo de 2018 en un rango que va de 1.0 y 1.5 m de profundidad<br />

Durante la cuarta etapa del proyecto cemie-<strong>Océano</strong>, el Instituto epomex continuará realizando<br />

mediciones bimestrales para poder caracterizar, durante un periodo de un año, el recurso energético<br />

asociado al gradiente salino en el río Champotón, igualmente trabajará en la evaluación económica<br />

de este potencial energético, adicionalmente las mediciones de velocidades y caudal se<br />

utilizaran para actualizar los trabajos realizados por línea de investigación en de Riesgos Naturales<br />

que desarrolla el área de Procesos Costeros e Hidrológicos.<br />

Literatura citada<br />

Alvarez, O., Osorio, A., & Wintes, C. (2016). Practical global salinity gradient energy potential. Renewable and<br />

Sustainable Energy Reviews, 60, pp.1387-1395.<br />

conabio (2002). Lista de regiones hidrológicas prioritarias. Sitio web: http://www.conabio.gob.mx/conocimiento/regionalizacion/doctos/rhp_098.html.<br />

Enríquez, C., Chiappa, X., Roldán, M., Marín, E. (2017). Perspectivas sobre el aprovechamiento energético de<br />

los gradientes salinos en las costas mexicanas. agosto 13, 2017, de cemie-<strong>Océano</strong> Sitio web: http://www.<br />

cemieoceano.mx/downloads/boletin-cemiee-v1-1.pdf.<br />

Huckerby, J., Jeffrey, H., de Andres, A., & Finlay, L. (2016). An International Vision for Ocean Energy. agosto,<br />

2017, de Ocean Energy Systems Sitio web: www.ocean-energy-systems.org.<br />

Jaime-Jaquez, C. (2006). Acuerdo por el que se dan a conocer las denominaciones y la ubicación geográfica<br />

de las dos cuencas hidrológicas localizadas en el área geográfica denominada río Champotón, así como<br />

la disponibilidad media anual de las aguas superficiales en las cuencas hidrológicas que comprenden<br />

dicha área geográfica. semarnat.<br />

ONSET. HOBO registrador de datos de conductividad. noviembre 16, 2017, de onset Sitio web: onsetcomp.<br />

com/products/data-loggers/u24-002-c.<br />

Pulido Yah Adolmar Jesús (2011), “Identificación de Marea de Tormenta para el Estado de Campeche por<br />

medio de un Sistema de Sensores de Presión”, Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma<br />

de Campeche<br />

Secretaría de Administración e Innovación Gubernamental. (2016). Campeche. noviembre 13, 2017, de Gobierno<br />

del Estado de Campeche Sitio web: http://www.campeche.gob.mx/campeche-sp-10517/geografia/<br />

clima.<br />

SENER. (2015). Informe sobre la participación de las energías renovables en la generación de electricidad en<br />

México. noviembre 13, 2017, de Secretaria de Energía Sitio web: https://www.gob.mx/sener/documentos/<br />

informe-sobre-la-participacion-de-las-energias-renovables-en-la-generacion-de-electricidad-en-mexico<br />

Vega, B.E, Domínguez, R., Posada, G., (2018), Evaluación estacional del Riesgo por Inundación en Zonas<br />

Agrícolas, Tecnología y Ciencias del Agua, <strong>Vol</strong> 9. Num 3, mayo-junio<br />

Zhao, S., Zou, L., Tang, Ch. y D. Mulcay. (2012). Recent development in forward osmosis: Opportunities and<br />

challenges. Journal of Membrane Science. 396:1-21.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

24


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

Formación, investigación<br />

y oceanografía: una mirada<br />

hacia el mar Caribe<br />

mexicano y su frontera sur<br />

Juan Carlos Alcérreca Huerta, Mariana Callejas Jiménez,<br />

Laura Carillo Bibriezca<br />

ecosur, Sede Chetumal<br />

El Caribe Mexicano, reconocido mundialmente como una región con alta<br />

biodiversidad, alta derrama económica e impacto social, es un área sumamente<br />

importante para la investigación oceanográfica, el manejo de<br />

recursos marinos. El Colegio de la Frontera Sur (ecosur) Unidad Chetumal,<br />

destaca por sus más de 14 años realizando proyectos en la región<br />

que permiten la caracterización física de los ecosistemas marinos, la descripción<br />

de procesos oceanográficos en zonas arrecifales, y el análisis a<br />

detalle de la hidrodinámica de lagunas costeras tropicales y del Caribe<br />

bajo la coordinación de la Dra. Laura Carrillo Bibriezca.<br />

Zona de estudio y objetivos<br />

Con la finalidad de desarrollar una línea base de monitoreo a largo plazo<br />

con tecnología de vanguardia, un programa de campañas de campo a<br />

cargo de ecosur se encuentra en ejecución en la Bahía de Chetumal y el<br />

Río Hondo en la porción sur del Caribe Mexicano y del estado de Quintana<br />

Roo. Éste último uno de los estados con mayor número de áreas naturales<br />

protegidas a nivel federal con seis áreas de protección de flora y<br />

fauna (apff), seis Parques Nacionales, cuatro Reservas de la Biosfera y un<br />

Santuario, así como a nivel estatal cuatro Parques Estatales, tres Reservas<br />

estatales y tres Zonas sujetas a conservación ecológica conjuntando<br />

entre ellas una superficie de 929,701 ha (16,387 km 2 ) (inegi, 2017) que se<br />

suma a la recientemente creada Reserva de la Biosfera Caribe Mexicano<br />

con 5’662,859 ha (56,629 km 2 ), con aproximadamente el 98% de sus superficie<br />

compuesta por ambientes marinos (conanp, 2016).<br />

25<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong>


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

El Río Hondo, frontera natural entre México y Belice, conecta múltiples cuerpos de agua de ambos<br />

países a lo largo de su cauce con más de 200 km de longitud, además de los posibles aportes subterráneos<br />

como consecuencia de las características kársticas de la región. Dicho río representa,<br />

para la Península de Yucatán, la mayor corriente superficial permanente con su desembocadura<br />

hacia la Bahía de Chetumal (Reserva Estatal Santuario del Manatí, Bahía de Chetumal), que de<br />

acuerdo a Espinoza-Ávalos et al. (2009):<br />

“…es considerada como uno de los seis sitios prioritarios para la conservación<br />

del Sistema Arrecifal Mesoamericano (sam), debido a la gran aportación de<br />

nutrientes provenientes del Río Hondo, por sus zonas de crianza para especies<br />

acuáticas comerciales, zonas de alimentación y refugio del manatí antillano,<br />

zonas de anidación de aves, hábitat de especies de flora y fauna protegidas o<br />

en peligro de extinción y es una de las zonas de mejor estado de conservación<br />

de humedales y manglares en el sur de Quintana Roo.<br />

Con la finalidad de entender las interacciones entre los procesos físicos y biológicos tanto en el Río<br />

Hondo como en la Bahía de Chetumal, se han realizado mediciones e instrumentación de ambos<br />

sitios de forma continua, con el fin de contar con una base de datos robusta que permita brindar<br />

información oportuna para la prevención y análisis de las posibles amenazas-riesgos asociados<br />

a malas prácticas de uso y sobreexplotación (e.g. turismo, cambios de uso de suelo, descarga de<br />

aguas residuales, aprovechamientos energéticos).<br />

Dentro de dicho contexto, el compromiso de ecosur dentro del cemie-<strong>Océano</strong> se consolida particularmente<br />

con la formación e integración de recursos humanos especializados en el conocimiento<br />

de las técnicas de instrumentación y medición requeridas para la caracterización de los<br />

procesos físicos de la costa y el océano, así como para su entendimiento y el equilibrio que estos<br />

guardan con los procesos biológicos dentro de la región del Caribe.<br />

“<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Figura 1. Sitio de muestreo y campañas de campo intensivas: frontera México-Belice.<br />

26


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

Programa de monitoreo e instalación de puntos de observación de largo plazo<br />

Dentro de Bahía de Chetumal, se establecieron más de 15 puntos de observación para la toma de<br />

datos a largo plazo (2005 a la fecha), con el fin de analizar la variabilidad del sistema y el funcionamiento<br />

de los sistemas tropicales del Caribe Mexicano, con una visión de conservación e identificación<br />

de las limitantes que se pueden presentar en el aprovechamiento de los recursos marinos.<br />

Las mediciones consideradas son la variación de temperatura, salinidad, elevación del nivel del<br />

mar, vientos e intercambios de flujos, para tratar de inferir el comportamiento de Río Hondo y Bahía<br />

Chetumal, así como i) las interacciones entre dichos ambientes, y la ii) influencia de Bahía de<br />

Chetumal en el Caribe.<br />

A partir del segundo semestre de 2017, comenzó la participación de ecosur en el proyecto cemie-<strong>Océano</strong>,<br />

se intensificaron las campañas de campo mensuales como parte del plan de acción<br />

interno del Grupo de Oceanografía de ecosur, pero en las que se consideró la formación de<br />

recursos humanos apoyados por el cemie-<strong>Océano</strong> (Estancia postdoctoral, licenciatura y técnico<br />

especializado), con un plan de continuidad que podría extenderse en área y tiempo para entender<br />

la variabilidad espacial y temporal de los sistemas tropicales en el Caribe Mexicano.<br />

Las actividades realizadas consideran la instalación de equipos para registro continuo de temperatura.<br />

salinidad y nivel del mar al interior de Bahía Chetumal, batimetría, perfiles ctd, caracterización<br />

de la penetración de la luz, entre otros, los cuales son medidos de forma sistemática, a partir<br />

de:<br />

- La uniformidad de métodos y técnicas para ofrecer resultados que puedan ser repetidos, analizados<br />

y comparados con un criterio fundamentado en la observación pero que permiten (en función<br />

de los resultados que se obtiene) la flexibilidad para ser ampliados sin restricciones y manteniendo<br />

la información de puntos de observación previamente definidos.<br />

- La optimización de las técnicas de muestreo, recursos humanos y financieros requeridos para<br />

un monitoreo de largo plazo.<br />

- La capacitación continua y fortalecimiento de habilidades de recursos humanos con bases robustas<br />

y estrictos criterios de investigación.<br />

Para el caso específico de Río Hondo y su afluente proveniente de Laguna Bacalar, se muestrean<br />

más de 20 km sobre el cauce del río con un espaciamiento equidistante, en los cuales se<br />

obtienen perfiles de ctd, la penetración de la luz con disco Secchi y mediciones con una unidad<br />

multiparamétrica de conductividad, temperatura, pH y oxígeno disuelto (Figura 2). Las mediciones<br />

mensuales a partir de noviembre de 2017 permitirán obtener datos de la variabilidad temporal y<br />

espacial (i.e. <strong>No</strong>rtes, lluvias y secas), así como la transición entre ellas. Por el momento, el muestreo<br />

en encuentra en su primer fase (noviembre 2017-diciembre 2018), la cual contempla entender de<br />

forma exhaustiva la hidrodinámica del sitio, para posteriormente desarrollar modelos de vanguardia,<br />

que permitan dar continuidad al análisis detallado de la estacionalidad y variación del sistema.<br />

La batimetría es obtenida con una ecosonda mono-haz, la cual se emplea para analizar sus afluentes<br />

y la desembocadura del río (parte mexicana) con un plan de seguimiento bimestral, con lo cual<br />

se pretende complementar y ampliar los datos batimétricos ya existentes en la región (Figura 2).<br />

Figura 2. Muestreos en Río Hondo y su afluente proveniente de la Laguna de Bacalar: perfiles ctd CastAway (panel<br />

izquierdo), medición de batimetría (panel central), mediciones con trdi RiverPro adcp (panel derecho).<br />

27<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong>


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Los perfiles de temperatura y salinidad, se obtienen a partir del ctd CastAway con mediciones<br />

georreferenciadas, así como un ctd Seabird 19Plus, lo que proporciona mayor confiabilidad y repetitividad<br />

de las mediciones. Las mediciones de adcp, se realizan por medio de un trdi RiverPro<br />

montado sobre un trimarán y adaptado para mediciones georreferenciada para estimar las variaciones<br />

del flujo, así como la direccionalidad del mismo en la boca y al interior del estuario.<br />

En el caso de Bahía de Chetumal las mediciones se realizan para dar continuidad a la línea base<br />

de estudio las cuales se hacen por más de un lustro, mediante mediciones bimensuales. Para la<br />

estimación del flujo se emplean adcp de la marca SonTek, así como un trdi RiverPro. La medición<br />

de flujo en cada campaña se complementa con mediciones de ctd, con la finalidad de obtener la<br />

variabilidad física de la Bahía de Chetumal (Figura 3).<br />

Figura 3. Mediciones con ADCP (TRDI RiverPro y ADCP de la marca SonTek), y mediciones de temperatura, conductividad<br />

y profundidad con CTD19Plus de la marca SeaBird y disco de Secchi en Bahía Chetumal para su caracterización y<br />

análisis.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

28


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

Capacitación de recursos humanos del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Durante el desarrollo de las campañas, personal asociado al proyecto cemie-<strong>Océano</strong> (Estancia<br />

posdoctoral/técnico especializado y estudiante de licenciatura), se encuentran en formación y capacitación<br />

continua para el desarrollo de actividades de campo, así como el manejo de la instrumentación<br />

requerida para la caracterización de los sistemas acuáticos marinos y la interpretación<br />

de datos para inferir el estado y potencial de aprovechamiento de energías renovables y verdaderamente<br />

limpias del <strong>Océano</strong> (Figura 4).<br />

La integración de dicho personal por el Grupo de Oceanografía de ecosur-Unidad Chetumal,<br />

está bajo el liderazgo de la Dra. Laura Carrillo Bibriezca que, en conjunto con el apoyo brindado<br />

por el cemie-<strong>Océano</strong> permiten fortalecer las capacidades requeridas para México en la formación<br />

de recursos humanos especializados hacia el entendimiento de los sistemas marinos, a fin de enfrentar<br />

los retos que el aprovechamiento de las energías del océano presenta, y más aún para la<br />

zona del Caribe Mexicano, cuyas características lo distinguen de las vertientes del Golfo de México,<br />

<strong>Océano</strong> Pacífico y aún del Sureste Mexicano con énfasis en la frontera sur. La participación<br />

de un grupo joven en dichas tareas encaminará la continuidad de actividades hacia el largo plazo,<br />

permitiendo el desarrollo de líneas de investigación fuertemente consolidadas sobre una base<br />

de datos confiables así como sobre la capacitación del personal de investigación y la formación,<br />

siempre necesaria, de los recursos humanos. Igualmente fundamental es remarcar el apoyo de las<br />

personas cuyo conocimiento empírico de las zonas de estudio facilitan las labores de investigación,<br />

promoviéndose el interés e intercambio de conocimiento.<br />

Por otro lado, el monitoreo y trabajo de campo permitirá establecer los escenarios de cambio<br />

del sistema y la integración con otras áreas de investigación, no solo para el conocimiento de los<br />

procesos físicos oceanográficos y costeros, sino la interacción con procesos biológicos, químicos<br />

y morfológicos de la zona. Con ello se fomentará la integración de un conocimiento sistémico de<br />

visión holística para un área de gran interés, debido a su ubicación trasfronteriza y la formación de<br />

sinergias en apoyo a un mejor aprovechamiento de los recursos marinos.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

29


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Figura 4. Capacitación, formación de recursos humanos y campañas de campo: Grupo de Oceanografía ecosur y CE-<br />

MIE-<strong>Océano</strong>.<br />

Literatura citada<br />

conanp (2016). Estudio Previo Justificativo para la declaratoria de la Reserva de la Biosfera Caribe Mexicano,<br />

Quintana Roo. Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas (conanp), México, pp. 305. Incluyendo<br />

tres anexos.<br />

Espinoza-Ávalos, J., Islebe, G. A., & Hernández Arana, H. A. (2009). El sistema ecológico de la bahía de Chetumal/Corozal:<br />

costa occidental del Mar Caribe. El Colegio de la Frontera Sur, Chetumal.<br />

INEGI, 2017. Anuario estadístico y geográfico de Quintana Roo 2014. Instituto Nacional de Estadística y Geografía<br />

(inegi), México, pp. 408.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

30


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

La dimensión social<br />

en Puerto Ángel: la vida<br />

de los pescadores<br />

Alonso Pérez y Ricardo Hernández.<br />

Línea Gradiente Térmico<br />

Por segunda ocasión la línea pilar de Energía por Gradiente Térmico incorporó<br />

a sus actividades un viaje que tuvo un doble objetivo: instalar<br />

unos termistores de temperatura superficial en las costas oaxaqueñas de<br />

Puerto Ángel y realizar un primer diagnóstico de la dimensión social de<br />

la zona. La visita tuvo lugar del 14 al 20 de mayo de 2018 y contó con la<br />

participación del Mtro. Alonso Pérez y del Mtro. Ricardo Hernández.<br />

Siguiendo la estrategia base de la visita técnica a Puerto Vallarta en<br />

diciembre de 2017, en esta ocasión se puso especial énfasis en la comunidad<br />

de pescadores ubicada en Playa Principal, de Puerto Ángel ya<br />

que no sólo constituyen el pilar socioeconómico de esa comunidad, sino<br />

que se convirtieron en un aliado del cemie-o para la maniobra técnica de<br />

la instalación de los termistores y el monitoreo periódico para recuperar<br />

datos relevantes de gradiente térmico.<br />

A bordo de la embarcación pesquera Tayra Maayan los integrantes del<br />

equipo de Gradiente Térmico, desde el primer día de llegada a las playas<br />

del Pacífico mexicano, se enfocarpn a la instalación de un primer termistor<br />

de control que registraría datos toda la semana y que estaría localizado<br />

para su fácil recuperación en la bahía de la Playa Principal. Fue así que<br />

tal artefacto quedó atado a una línea de flotación de una lancha (Conga),<br />

lo cual requirió una maniobra de buceo a pulmón para lograr hacer un<br />

amarre a 5 metros de profundidad.<br />

Desde ese primer contacto con el mar, la convivencia con los pescadores<br />

quedó marcada por un ambiente de cooperación y cordialidad. En el<br />

transcurso de la semana la convivencia con Emiliano García Ramírez, su<br />

hijo de 14 años Jesús, y Cristino García Ramírez nos mostró la perspectiva<br />

de la actividad pesquera en primera persona a bordo de su panga Tayra<br />

Maayan (nombrada así en honor a la pequeña hija de Emiliano).<br />

Justamente al día siguiente de la colocación del primer termistor, el<br />

equipo del cemie-<strong>Océano</strong> acompañó a Emiliano, Jesús y Cristino a una<br />

jornada laboral que inició a las 4 de la mañana. Esto es porque para la<br />

pesca de pez vela se requiere de carnada viva y ésta se captura en la ba-<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

31


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

hía antes de salir a mar abierto. Con el arte de pesca de una línea con varios anzuelos y un plomo<br />

en un extremo se recolectan los llamados ojotones; una vez recolectados entre 20 y 30 ejemplares<br />

se emprende la navegación hacia el mar abierto. En el transcurso hacia los lugares en donde se<br />

suelen encontrar peces vela se tiran otros anzuelos mientras la lancha está en movimiento. Con<br />

este otro arte de pesca se pretende atrapar al pez barrilete, que es de las principales especies que<br />

se comercializan en Puerto Ángel. Finalmente, una vez alcanzado el lugar deseado se tiran otro<br />

tipo de líneas con la carnada viva que se mantienen a flote con una boya hecha de recipientes de<br />

plástico; se arrojan unas 15 líneas y se aguarda pacientemente.<br />

La pesca es la principal actividad económica de Puerto Ángel. Existen aproximadamente 40 cooperativas<br />

de pescadores ahí, y casi todas se reúnen en una asamblea para discutir temas que<br />

conciernen a la economía pesquera: vedas, precios del pescado y acuerdos generales. Pero lo<br />

cierto es que hay una fragmentación entre la comunidad pesquera pues existe la percepción de<br />

que algunas decisiones no siempre son las óptimas. En esto tiene una influencia la alta fluctuación<br />

de los precios del barrilete, por ejemplo, que en temporada de abundancia los intermediarios –que<br />

son personas de la misma comunidad– ofrecen hasta 8 pesos la pieza, mientras que en época de<br />

escasez un solo pescado llega a 80 pesos.<br />

El contexto social de la zona tiene diferencias de estructura socioeconómica. Las comunidades<br />

aledañas a Puerto Ángel, como Zipolite y Mazunte, se han ido desarrollando como centros<br />

turísticos desde 1970. En una reunión del equipo del cemie-o con miembros de la junta de toma<br />

de decisiones de usos y costumbres de Zipolite, narraron que fue el eclipse total de sol del 7 de<br />

marzo de 1970 el evento que catapultó a esta región oaxaqueña como centro turístico alternativo.<br />

El periódico estadounidense The New York Times publicó la trayectoria del fenómeno celeste y<br />

resultó que la ciudad de Miahuatlán (muy cercana a la costa oaxaqueña) iba a ser donde el eclipse<br />

tendría una duración máxima.<br />

Turistas de varias partes del mundo se dieron cita en tal lugar para apreciar el fenómeno. Entre<br />

ellos, miembros del movimiento sociocultural hippie no sólo arribaron a Miahuatlán sino decidieron<br />

32


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

explorar las playas aledañas: Zipolite y Mazunte. Fue así como, periódicamente, extranjeros llegaban<br />

a esas playas y los habitantes locales que hasta antes de ese peregrinar turístico sustentaban<br />

su economía en la pesca y la caza de animales en el monte, comenzaron a ofrecer servicios alimentarios<br />

y posteriormente de hospedaje. Lo cierto también es que la comercialización de drogas<br />

se hizo presente pues había una creciente demanda. Por todo lo anterior la actividad pesquera ha<br />

sido desplazada y el turismo se ha convertido en el pilar de esas economías.<br />

Otra característica de Zipolite es que es una comunidad que se rige bajo el esquema de usos<br />

y costumbres. Es decir, existe una asamblea de sus habitantes que toman decisiones colectivas<br />

en todo aspecto que concierna a su pueblo (desde cuestiones electorales hasta la aprobación de<br />

proyectos). Justo en este periodo de visita del cemie-o ellos estaban discutiendo la aprobación o<br />

rechazo de la instalación de una gasolinería; si bien es una deliberación colectiva aceptan que les<br />

faltan criterios técnicos y opinan que las instancias universitarias deberían involucrarse más con<br />

las comunidades.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

33


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

En una Evaluación de Impacto Social a desarrollarse en el futuro, se deben de tomar en cuenta<br />

estos elementos para lograr hacer un diagnóstico amplio de la situación de la zona, y saber diferenciar<br />

las problemáticas y potenciales tanto de Puerto Ángel como de Zipolite y Mazunte. Los actores<br />

sociales relevantes, como lo son los pescadores, constituyen un pilar de acercamiento a las<br />

comunidades y un aliado en cuestiones de operaciones técnicas científicas. He aquí la relevancia<br />

de establecer un contacto genuino de colaboración. En el caso de esta visita por parte del cemie-o,<br />

nada de esto hubiese sido posible sin la intermediación del Sr. Marcos García Trujillo quien, como<br />

habitante de Puerto Ángel desde hace más de 25 años es conocido y querido por la comunidad.<br />

Justamente gracias a esa colaboración, el resto de los termistores que se requerían para la línea<br />

de Gradiente Térmico fueron colocados con éxito en puntos cercanos a la Bahía Principal: La Blanca,<br />

La Mina y La Tijera. Estos lugares están en el trayecto de pesca de Emiliano, Jesús y Cristino<br />

por lo que, junto con el Sr. Marcos, los estarán monitoreando mensualmente. Habrá que esperar a<br />

la siguiente visita para seguir profundizando los nexos sociales de la mano de la recopilación de<br />

datos oceanográficos.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

34


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

La dimensión social<br />

en Bahía de Banderas:<br />

un primer acercamiento<br />

Alonso Pérez, Marisela Bernal,<br />

Ricardo Hernández, Víctor Luna,<br />

y Miguel Angel Alatorre Mendieta<br />

Línea Gradiente Térmico<br />

Del 10 al 16 de diciembre de 2017 la línea pilar de Energía por gradiente<br />

térmico, del cemie-<strong>Océano</strong>, realizó una visita técnica a la zona de Bahía<br />

de Banderas, que comprende la costa del océano Pacífico entre los estados<br />

de Jalisco y Nayarit. A los objetivos de oceanografía física le acompañó<br />

una estrategia de diagnóstico social. El acercamiento con los pescadores<br />

de la zona, prestadores de servicios turísticos y académicos que<br />

trabajan en desarrollo local caracterizó a este viaje.<br />

Un equipo multidisciplinario conformado por profesionistas en ingeniería,<br />

biología y filosofía de la ciencia se encargó en conjunto tanto de<br />

tareas técnicas –monitoreo de termistores de temperatura superficial,<br />

búsqueda de ventilas hidrotermales y localización de un cañón con la<br />

ecosonda– como de la aplicación de encuestas y el diálogo con personas<br />

de la comunidad de Yelapa, en Jalisco y Punta Mita, en Nayarit.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

35


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Conocer sus puntos de vista acerca del aprecio que tienen por su entorno, la percepción de<br />

las dificultades económicas y sociales de la región, y el conocimiento empírico que tienen del<br />

mar constituye un eje metodológico para caracterizar cualitativamente algunas variables de una<br />

evaluación de impacto social tales como: el aprovechamiento de los recursos naturales, temas<br />

culturales, acceso a servicios públicos, cambios en el escenario ambiental, patrimonio tangible e<br />

intangible y, en general, la dinámica social de una comunidad.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

El primer acercamiento a las comunidades en cuestión sucedió el 11 de diciembre, cuando el grupo<br />

de trabajo multidisciplinario arribó a la localidad de Punta Mita. La hospitalidad y cordialidad de<br />

los pescadores ahí presentes contribuyó al desarrollo de una conversación franca y abierta sobre<br />

la situación de su actividad económica, algunas carencias de servicios públicos, y el sentir colectivo<br />

frente a proyectos ambientales y la experiencia de haber sido reubicados de su lugar de origen.<br />

Félix González de 27 años, el más joven del grupo, contó cómo él complementa la actividad pesquera<br />

con la prestación de servicios turísticos. Su personalidad, carisma y el aprendizaje del idioma<br />

inglés le han abierto camino en esta zona, la más dinámica turísticamente hablando del Pacífico<br />

central. Sus compañeros, hombres entre 35 y 67 años, se dedican por entero a la pesca de pargo,<br />

jurel, dorado, robalo y pulpo. Concuerdan que trabajo no les falta, pero sí han notado la fluctuación<br />

negativa de algunas especies (como el pulpo) a partir del mal manejo de desecho de residuos de<br />

restaurantes y hoteles.<br />

El suministro de agua es un tema en el que todos los entrevistados se quejaron, pues es de la<br />

frecuencia de un día sí y un día no. Pero el mayor descontento se encuentra frente a las estrictas<br />

prohibiciones del proyecto de conservación de las Islas Marietas, y en el recuerdo de su reubicación<br />

habitacional.<br />

Sobre lo primero cabe recalcar que no se percibe una oposición a la protección del medio ambiente<br />

en sí; más bien, que una de las consecuencias de la medida restrictiva de acercarse a las<br />

Marietas esfumó una actividad recreativa que los pescadores y sus familias tenían. El señor Martín<br />

36


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

Flores equipara su experiencia a “sentirse perseguido, como si fuera un criminal” por el simple hecho<br />

pasear con los suyos en su embarcación y acercarse a esa zona.<br />

La complejidad de la situación puede traducirse en el conflicto entre la afectación que el abuso<br />

de los servicios turísticos pudo ocasionar en dicho archipiélago, y el legítimo derecho al esparcimiento<br />

que las personas originarias del lugar tienen (como dice la Conferencia de la onu sobre<br />

Asentamientos Humanos, Hábitat y Medio Ambiente).<br />

Acera del reasentamiento, ocurrió en el contexto de la compra de la localidad Corral del Risco<br />

por complejos hoteleros, entre ellos el Hotel Four Seasons. Los entrevistados recuerdan que en su<br />

lugar de origen tenían los recursos pesqueros más a la mano, además de que la belleza del sitio<br />

era insuperable. Si bien en donde ahora están tienen propiedades que sirvieron como elementos<br />

de negociación, persiste en ellos la sensación negativa de haber sido desplazados y actualmente<br />

excluidos de los beneficios económicos.<br />

El segundo lugar que visitó el grupo de Gradiente Térmico fue la comunidad de Yelapa el 13 de<br />

diciembre. Ahí la estrategia de acercamiento fue distinta, pues fue a través de un miembro de la<br />

mesa directiva de la Cooperativa de pescadores que conocía parte del contexto social. El señor<br />

Javier Lorenzo Rodríguez (conocido como Don Fiti) accedió a una charla en su casa. Explicó el<br />

desarrollo que ha tenido su lugar de origen desde hace 40 años en que no había electricidad y la<br />

mayoría de las casas eran de palma. Hoy en día, gracias al turismo y a la pesca, cuentan con servicios<br />

más o menos estables, aunque la cuestión del suministro de agua tiene algunas cuestiones<br />

de ingeniería que están pendientes de resolver.<br />

En contraste con la comunidad de Punta Mita, aquí el acercamiento con programas medio ambientales<br />

tiene rasgos positivos. El Proyecto Manta, destinado a la observación y preservación de<br />

la mantarraya, ha hecho partícipes a algunos pescadores locales en tareas de monitoreo. Con respecto<br />

a la actividad pesquera, Don Fiti percibe una merma en algunas especies como la langosta.<br />

Si bien lo atribuye a cierto abuso en su captura también está consciente que influyen las temporadas<br />

de las corrientes de agua fría o cálida que llegan a la bahía.<br />

El desarrollo social tiene un rasgo de contraste entre los lugareños y los que arriban a Yelapa, que<br />

por lo general han sido extranjeros. Ellos han desarrollado construcciones de casa habitación que<br />

se han concentrado en una zona ya conocida coloquialmente como “el barrio de los gringos”. Esta<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

37


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

percepción de distanciamiento y apropiación exclusiva ciertamente tiene eco entre las personas y<br />

ha ocasionado ciertos episodios que involucran robo y asaltos. Sin embargo, son eventos que han<br />

sido esporádicos y no constituyen la regla, según Don Fiti.<br />

La parte final de la estrategia que comenzó a trazar la dimensión social en uno de los posibles<br />

puntos de construcción de una planta otec, se dio en el Centro Universitario de la Costa, perteneciente<br />

a la Universidad de Guadalajara. Allí la Dra. Stella Maris Arnaiz, del Departamento de Estudios<br />

Sociales y Económicos nos recibió en su oficina para charlar acerca de su trabajo en turismo y<br />

desarrollo sustentable. Abundó en las tendencias de desarrollo económico de la región y los retos<br />

que implica tener un gran centro turístico como lo es Puerto Vallarta, pero sin que la dinámica de<br />

desarrollo se amplíe hacia otros sectores.<br />

Asimismo, se enteró del proyecto del cemie-<strong>Océano</strong> y se intercambiaron perspectivas sobre las<br />

combinaciones entre distintos sectores (academia, industria, sociedad civil) para que funcionen<br />

proyectos de desarrollo a gran escala. A manera de sellar futuras colaboraciones, obsequió al grupo<br />

de Gradiente térmico tres libros de su autoría en el que se tratan temas de desarrollo y turismo,<br />

tanto desde el punto de vista teórico como algunos estudios de caso que incluyen indicadores<br />

socioeconómicos y datos demográficos.<br />

De esta manera finalizó la visita técnica a Bahía de Banderas, que incluyó el primer acercamiento<br />

desde una perspectiva específicamente social a uno de los puntos estratégicos de estudio para el<br />

cemie-<strong>Océano</strong>. Los resultados logrados en esta visita colaboran con los objetivos de conformación<br />

de alianzas estratégicas multidisciplinarias, y la vinculación y expansión de las relaciones academia-sectores<br />

sociales. Por un lado, se avanza en el desarrollo de una estrategia de vinculación con<br />

los actores de las comunidades, y por el otro, en la colaboración con especialistas que también<br />

tienen presencia e interés de estudio en dichos lugares. Es así que, además del contacto con el<br />

Centro Universitario de la Costa, se estableció contacto y colaboración con el Observatorio del<br />

Sector Social de la Economía, perteneciente al Instituto Nacional de la Economía Social (ligado a la<br />

Secretaría de Desarrollo Social). Gracias a ellos, se lograron ubicar a las cooperativas que las zonas<br />

de interés y contactar directamente a los pescadores y prestadores de servicios.<br />

Cabe resaltar que la línea de evaluación de impacto social es parte de un lineamiento con el que<br />

la Ley de Hidrocarburos y la Ley de la Industria Eléctrica atienden los principios de sostenibilidad y<br />

respeto a los derechos humanos donde se pretendan desarrollar proyectos del sector energético.<br />

Constituye, además, un puente de diálogo con las personas que habitan en los lugares que han<br />

sido definidos como idóneos desde el punto de vista técnico. Del respetuoso acercamiento que se<br />

tenga con ellos depende el lazo entre el desarrollo y las nuevas energías renovables del océano.<br />

El equipo que participó en esta visita fue:<br />

Alonso Pérez, Marisela Bernal, Ricardo Hernández, Víctor Luna<br />

Coordinador Línea estratégica de Gradiente Térmico: Dr. Miguel Ángel Alatorre Mendieta<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

38


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

Materiales compósitos<br />

resistentes a ambientes<br />

marinos<br />

Brianda Lizbeth Cruz Sánchez, Adalid Olivares Ramírez,<br />

Pedro Hernández Rodríguez, Sandra Bautista Rivera,<br />

Francisco Martínez Baltodano y Eddie López Honorato<br />

cinvestav Unidad Saltillo<br />

Introducción<br />

El desarrollo de tecnología para el aprovechamiento de la Energía del<br />

<strong>Océano</strong> presenta grandes retos que se extienden más allá del diseño<br />

de nuevos equipos para la generación de energía eléctrica. Dado que la<br />

totalidad de esta tecnología es empleada en ambientes marinos y costeros,<br />

los daños provocados por corrosión y desgaste de todos los componentes<br />

puede provocar altas pérdidas de eficiencia y una reducción<br />

considerable en la vida útil de los equipos. En la actualidad la mayoría de<br />

los componentes utilizados para la fabricación de dispositivos de generación<br />

de energía del océano son a base de acero, el cual sufre invariablemente<br />

de corrosión en ambientes marinos. Este daño por corrosión<br />

afecta seriamente la integridad de estas estructuras y componentes, lo<br />

cual reduce su eficiencia e incrementa los costos de generación de energía.<br />

Todos estos daños a los materiales normalmente utilizados representan<br />

además un incremento en los costos de servicio, mantenimiento<br />

e implementación de esta tecnología, que la hacen menos competitiva<br />

ante otras fuentes de energía y limita su instalación a nivel masivo. Ante<br />

esta problemática, se ha establecido la necesidad de desarrollar nuevos<br />

materiales o sistemas de protección a los materiales existentes donde no<br />

se requiera dar mantenimiento ni servicio a estos sistemas de energía por<br />

un periodo de hasta 20 años, tiempo de vida útil esperado de los sistemas<br />

de producción de energía.<br />

Hasta la fecha no existe un material o tecnología que garantice la protección<br />

ante la corrosión por toda la vida útil de los sistemas y componentes<br />

de los generadores de energía, sin darles servicio y mantenimiento.<br />

Sin embargo, existe la posibilidad de desarrollar recubrimientos y compó-<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

39


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

sitos a base materiales cerámicos que son inherentemente resistentes a estos ambientes lo que<br />

les brindaría una estabilidad mayor por tiempos muy prolongados.<br />

En la actualidad, los materiales cerámicos comúnmente utilizados como barreras ambientales<br />

pueden brindar protección en contra de la corrosión, pero no de la bioincrustación. Esto debido a<br />

que por sí solos son materiales hidrofílicos, permitiendo el crecimiento de materia orgánica en su<br />

superficie. Una ruta para evitar la bioincrustación, es replicando las propiedades de algunas plantas<br />

y microorganismos marinos los cuales cuentan con una superficie superhidrofóbica-autolimpiable.<br />

Dentro de este contexto, el Laboratorio de Investigación en Energía y Agua (grinaer-Lab) del<br />

Cinvestav-Saltillo, trabaja en el desarrollo de recubrimientos y materiales compósitos de matriz<br />

cerámica haciendo uso de policarbosilano (pcs, en inglés), como precursor precerámico para la<br />

obtención de carburo de silicio (SiC), haciendo uso de aditivos y fibras que permitan obtener superficies<br />

con capacidades superhidrofóbicas autolimpiables.<br />

¿Qué son los materiales compósitos?<br />

Los materiales compósitos son combinaciones de dos o más materiales formando dos fases, la<br />

primera llamada fase de refuerzo en forma de partículas, láminas o fibras que están embebidas<br />

en una segunda fase matriz que puede ser cerámica, metálica o polimérica. Estos se diseñan para<br />

aprovechar las características más favorables de cada material y así brindar un compósito con mejores<br />

propiedades a las que presentan los materiales estando separados. La clasificación de materiales<br />

compósitos más aceptada en ciencia de materiales es la basada en los trabajos de Callister,<br />

la cual se presenta en la figura 1.<br />

Figura 1. Clasificación de materiales compósitos.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

¿Cómo es que nuestra propuesta puede dar solución?<br />

El acero es un material ampliamente usado para fabricar componentes y estructuras en ambientes<br />

marinos, sin embargo, es susceptible a la corrosión por lo cual tiene un tiempo limitado de vida útil.<br />

Los recubrimientos compósitos de barrera ambiental que estamos desarrollando pueden brindar<br />

una solución a este problema al impedir el contacto del metal con el medio ambiente y además<br />

desarrollando una superficie superhidrofóbica con capacidades anticorrosivas, antiincrustantes y<br />

autolimpiables, que incrementen la capacidad de uso en servicio, sin necesidad de brindar mantenimiento<br />

por un periodo largo de tiempo.<br />

40


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

¿Qué resultados se han obtenido?<br />

En el grinaer-Lab se han producido exitosamente recubrimientos con propiedades superhidrofóbicas.<br />

Esto a través del uso de pcs, carbón y aluminio. Es importante mencionar que todos los componentes<br />

utilizados en la fabricación de estos recubrimientos son hidrofílicos, es decir, les gusta<br />

estar en contacto con el agua. Sin embargo, al ser combinados se lleva a cabo una transformación<br />

de su superficie lo que da como resultado una transición hacia materiales con supermojabilidad<br />

y ángulos de contacto por arriba de los 120°. El ángulo de contacto es el ángulo formado entre la<br />

superficie de un sólido y una gota de agua, en donde ángulos de contacto menores a 90° se consideran<br />

materiales hidrofílicos (Figura 2).<br />

Figura 2. Ángulos de contacto de diferentes materiales: alúmina (Al 2<br />

O 3<br />

),<br />

aluminio (Al), acero inoxidable (S.T), grafito (G) y de los recubrimientos producidos 30%PCS, 10, 20 y 30%PCS/C y PCS/C/<br />

Al con tamaños de partícula del aluminio (10, 1.6 y 0.8 µm).<br />

Para entender el origen de la supermojabilidad se analizó la rugosidad de la superficie de cada<br />

recubrimiento. La figura 3 muestra imágenes de microscopía electrónica de barrido meb, en las<br />

cuales se observan las diferentes superficies que presentan los recubrimientos, notando un cambio<br />

significativo en la figura 3 (a) con una superficie más lisa en comparación a las demás y lo cuál<br />

se comprueba con los valores de rugosidad menores a las demás muestras.<br />

Cuando se incrementó la concentración de carbón a 30%C, la rugosidad aumentó una vez más<br />

al igual que el ángulo de contacto a 141 ± 3° figura 3 (e). Al incluir aluminio en los recubrimientos, se<br />

obtuvieron los valores máximos de rugosidad y ángulos de contacto de 139 ± 3° a 145 ± 3°.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

41


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Figura 3. Micrografías, ángulos de contacto y rugosidad de la superficie de los recubrimientos para PCS/C (a-f) y PCS/C/<br />

Al (g-h).<br />

Estos resultados indican que, en los recubrimientos producidos, el factor que determina el control<br />

de la hidrofobicidad de las superficies es la combinación de la composición y las diferentes<br />

rugosidades causadas por las estructuras laminares, lo cual incrementa la interfase sólido-líquido<br />

entre la superficie del recubrimiento y la gota líquida.<br />

¿En qué se está trabajando actualmente?<br />

Actualmente se continúa trabajando en el desarrollo de recubrimientos con características superhidrofóbicas,<br />

experimentando con diferentes composiciones y tamaños de partículas de los polvos<br />

aditivos. Así mismo, se están fabricando compósitos con estos materiales en los que se busca se<br />

obtengan altas propiedades mecánicas, anticorrosivas y antiincrustantes.<br />

Dentro de este contexto, se hace notar la importancia de seguir estudiando y desarrollando<br />

materiales y métodos para proteger superficies en ambientes marinos. Una gran alternativa es<br />

aprender de los ejemplos que nos brinda la naturaleza aplicando la biomimética, con el fin de crear<br />

recubrimientos y materiales que integren protección contra la corrosión, bioincrustación y sean<br />

amigables con el medio ambiente.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Literatura citada<br />

Callister, W.D. (2007). Materials science and engineering: an introduction, 7th ed. 579-580.<br />

Hernández, P., Y E. López (2017). Polymer derived SiC environmental barrier coatings with superwetting properties.<br />

Ceram. Int., 43: 11289-11295.<br />

Mohamed A.M.A., A.M. Abdullah, N.A. Younan (2015). Corrosion behavior of superhydrophobic surfaces: a<br />

review. Arab. J. Chem., 8: 749–765.<br />

Wang R.G., y J. Kaneko (2013). Hydrophobicity and corrosion resistance of steels coated with PFDS film. Surf.<br />

Eng., 29:255–263.<br />

Woo Kyung C., P. Sangjin, J. Sangyong, S.C. Insung (2007). Water-repellent coating:formation of polymeric<br />

self-assembled monolayers on nanostructured surfaces. Nanotechnology, 18: 395–602.<br />

Yang, Y., L. Hong, N. Vaidyanathan, S.G. Weber (2009). Preparation and assessment of fluorous supported<br />

liquid membranes based on porous alumina, J. Membr. Sci., 345: 170–176.<br />

42


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

Cosechar la energía<br />

del oleaje<br />

Ocampo Torres, F.J., M.E. Leyva Ollivier, J. León Guzmán,<br />

I. Rodríguez Padilla, C.F. Herrera Vázquez, H. García Nava, y J.P. Osuna Cañedo<br />

cicese<br />

La energía del oleaje es probablemente uno de los recursos energéticos<br />

más abundantes en el océano, aunque hasta el momento, en México aún<br />

no se aprovecha. Potencialmente, el aprovechamiento de esa energía<br />

podría satisfacer la demanda en algunos lugares en las costas e islas y,<br />

además, apoyar la creación de empleos en diversos sectores. La acción<br />

del viento sobre la superficie del mar genera las olas e induce su crecimiento.<br />

Las olas crecen y adquieren más energía mientras el viento que<br />

las genera tenga mayor intensidad, mientras mayor sea su duración y su<br />

extensión al actuar sobre la superficie del mar. Una vez generadas, las<br />

olas se propagan e inclusive pueden dejar la zona de su generación y<br />

viajar grandes distancias hasta llegar a las costas, en donde rompen y<br />

disipan su energía. En el cemie-<strong>Océano</strong>, se promueve y lleva a cabo investigación<br />

científica básica y aplicada sobre el fenómeno del oleaje, su<br />

energía y su potencial conversión. El aprovechamiento de la energía del<br />

oleaje se considera una alternativa muy importante ante la necesidad de<br />

reducir la utilización de hidrocarburos como fuente de energía.<br />

Cosechar la energía del oleaje representa un reto de gran magnitud<br />

y una de las encomiendas del cemie-<strong>Océano</strong>, con lo que podremos incidir<br />

decisivamente en disminuir la dependencia tecnológica y nuestra<br />

dependencia de el uso de combustibles fósiles. <strong>No</strong>s insertamos en esta<br />

aventura reconociendo la necesidad de despertar nuestro ingenio ante el<br />

asombro que nos induce este fenómeno. Además, también entendemos<br />

las implicaciones del presente reto, principalmente las que se refieren al<br />

entendimiento detallado de la dinámica del oleaje y la identificación de<br />

los procesos de la transferencia de energía, que debemos interceptar<br />

con el fin de encontrar las alternativas más eficientes para su posible<br />

conversión.<br />

43<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong>


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Como parte del reto que afrontamos, la presencia de olas con una altura moderada en nuestros<br />

mares juega un papel muy importante. Sin embargo, se entiende por otra parte, que eso corresponde<br />

al mismo tiempo con un régimen de oleaje relativamente persistente. Es importante hacer<br />

notar que el oleaje prevaleciente en nuestros mares del litoral del Pacífico se refiere principalmente<br />

a ondas superficiales que son generadas en tormentas distantes y que esas ondas se han<br />

propagado hasta nuestras costas alejándose de la zona de su generación. Entonces nuestra estrategia<br />

requiere de enfocarnos al diseño de dispositivos convertidores de energía del oleaje (ceo)<br />

que sean eficientes y adecuados para el ambiente propio de los mares mexicanos. La estrategia<br />

también requiere de dirigirnos a proporcionar energía en zonas aisladas e islas, y al estudio y diseño<br />

de conjuntos de dispositivos ceo. Se plantea que estos conjuntos tengan un funcionamiento<br />

multi-propósito y así utilizarlos también para atender problemas relacionados a los procesos litorales<br />

y al transporte de sedimentos, así como a la erosión o la acumulación de sedimentos en las<br />

playas. Estamos convencidos que los dispositivos ceo también podrán funcionar como control de<br />

procesos sedimentarios, al contar con la posibilidad de re-orientar la propagación del oleaje y por<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

supuesto de modificar y redirigir su energía.<br />

En el cemie-<strong>Océano</strong> abordamos la temática de investigación que se refiere a la energía del oleaje<br />

atendiendo aspectos fundamentales, tales como los siguientes:<br />

-Entender mejor el fenómeno del oleaje y principalmente su generación y evolución al propagarse<br />

en la superficie del mar, con el fin de considerar apropiadamente las variables dinámicas más<br />

importantes para la potencial conversión de su energía.<br />

-Es indispensable evaluar el recurso energético del oleaje, a través de la estimación de la energía<br />

y la potencia, así como la disponibilidad de ambas propiedades y sobre todo la variabilidad espacial<br />

y temporal de las mismas.<br />

-Una de las herramientas que debemos considerar como indispensable es la simulación numérica,<br />

esencialmente para reconstruir el régimen histórico del oleaje que ha prevalecido, para realizar<br />

la predicción del fenómeno y para elaborar la proyección de escenarios futuros tomando en cuenta<br />

las posibles variaciones del clima.<br />

-Sin lugar a duda, es necesario llevar a cabo observaciones del fenómeno mediante mediciones<br />

directas y con sensores remotos, con el fin de avanzar en el conocimiento de la dinámica del oleaje<br />

y de contar con información adecuada para validar los resultados de la simulación numérica.<br />

-Abordamos la necesidad de la generación de nuevas ideas, nuevos conceptos, y nuevos enfo-<br />

44


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

ques en el estudio y diseño de la nueva generación de dispositivos ceo.<br />

La secuencia que debe prevalecer en nuestras actividades incluye estudios teóricos, experimentos<br />

numéricos y ensayos en nuestros laboratorios. Abordamos el diseño y construcción de prototipos<br />

a escala para los ensayos en laboratorios, y posteriormente de prototipos en escalas próximas<br />

a 1:1 para pruebas en el mar.<br />

De vital importancia en estos aspectos fundamentales es la implementación de un laboratorio<br />

natural, en el que se registren continuamente las variables dinámicas más importantes y se brinde<br />

la posibilidad de determinar con gran certidumbre el ambiente marino. A partir de los resultados<br />

de pruebas exhaustivas en nuestro laboratorio natural, podremos avanzar en la generación de paquetes<br />

comerciales.<br />

Ante el reto al que nos enfrentamos, es indispensable el fortalecimiento de nuestras capacidades,<br />

y en especial la que se refiere a recursos humanos especializados. Insistimos en incorporar<br />

jóvenes profesionales y nuevos talentos que aborden esa gama de actividades esenciales y aprovechando<br />

su alto grado de ingenio y motivación, que en los próximos años se forjen los futuros<br />

líderes mexicanos de la energía del oleaje.<br />

En el cemie-<strong>Océano</strong> se establecen tres líneas estratégicas bajo la temática de investigación acerca<br />

de la energía del oleaje: o-le1 para evaluar la disponibilidad de la energía y la potencia de las<br />

olas, e identificar regiones en las costas mexicanas con el mayor potencial para el aprovechamiento<br />

de la energía de las olas. Esto se realiza con observaciones directas y con mediciones con sensores<br />

remotos, además de llevar a cabo ejercicios de simulación numérica del espectro direccional<br />

del oleaje. Obtendremos así un panorama claro acerca de la disponibilidad de energía del oleaje<br />

en los mares mexicanos, y contaremos con la información relevante para definir los parámetros de<br />

diseño para dispositivos específicos que se deseen probar e instalar en nuestras costas y mares<br />

adyacentes.<br />

Con las actividades de esta línea estratégica de investigación, se identifican zonas piloto en los<br />

mares de México para evaluar el recurso del oleaje disponible mediante mediciones de las olas<br />

predominantes y con ayuda de simulación numérica del espectro direccional del oleaje. Se lleva a<br />

cabo un análisis de la información existente en los mares mexicanos, incluyendo el golfo de México,<br />

el mar Caribe y las aguas del Pacífico. Con esos resultados se cuantifica la energía y la potencia<br />

disponible del oleaje y se obtiene la evaluación de su variabilidad espacial y temporal, incluyendo<br />

una descripción detallada para el estudio de las variaciones estacionales y anuales.<br />

La extensión de los mares mexicanos y sus costas representa un reto importante, por lo que se<br />

requiere invertir mayores esfuerzos para evaluar con un cierto nivel de certidumbre la disponibilidad<br />

del recurso energético. El análisis que se realizará en el futuro inmediato se refiere a estudios<br />

y simulación numérica con resoluciones finas, espacial y temporalmente.<br />

Con la información preliminar se establece que el régimen de oleaje en los mares mexicanos es<br />

moderado y relativamente menor que el que típicamente prevalece en los mares de mayores latitudes.<br />

Se sugiere por lo tanto y de manera determinante, la necesidad de diseñar dispositivos CEO<br />

novedosos y especialmente adecuados para que sean eficientes en nuestros mares.<br />

En la siguiente línea estratégica de investigación o-le2, el objetivo fundamental es la innovación,<br />

el desarrollo y construcción, además del análisis del desempeño de dispositivos ceo.<br />

Los dispositivos ceo responden a una o varias propiedades dinámicas del oleaje, para aprovechar<br />

la energía contenida y convirtiéndola finalmente en energía eléctrica. Actualmente existe una gran<br />

variedad de dispositivos diseñados y construidos, y un buen número de ellos están bajo pruebas<br />

en laboratorios y en el campo. El desarrollo de dispositivos propios requiere de gran dedicación y<br />

esfuerzos para elaborar un análisis teórico, así como para implementar simulaciones numéricas y<br />

pruebas en laboratorios bajo condiciones controladas. En esta línea estratégica se abordan esas<br />

actividades, además de contemplar la realización de pruebas en el mar con dispositivos ceo de<br />

escalas realistas como 1:20, 1:10, 1:5, y hasta 1:1 durante las etapas avanzadas del proyecto.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

45


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Entre los objetivos específicos de esta línea estratégica, consideramos combinar los esfuerzos que<br />

nos permitan evaluar las condiciones en el mar, a partir de las mediciones y del análisis numérico<br />

que se llevan a cabo en la o-le1. Asimismo, es importante contar con la evaluación adecuada de<br />

los recursos disponibles en términos de la energía y la potencia del oleaje en la escala local en<br />

los sitios potenciales para la instalación de dispositivos ceo. Además, es indispensable evaluar el<br />

impacto ambiental y la huella ecológica que los dispositivos instalados en el mar pudieran generar.<br />

En esta línea estratégica se presenta el análisis inicial de nuevos diseños de dispositivos ceo. Uno<br />

de ellos contiene un arreglo de tres boyas (elementos de flotación) unidas entre ellas de manera<br />

rígida y una base inferior sumergida conectada a las boyas con enlaces que consisten en generadores<br />

lineales, lo que corresponde a una plataforma del tipo Stewart-Gough. Se realizan pruebas<br />

teóricas y numéricas para describir su dinámica y estimar su eficiencia para convertir la energía.<br />

En la línea estratégica o-le3 se plantea fortalecer nuestras capacidades e integrar la infraestructura<br />

para implementar un laboratorio natural para la investigación, innovación y desarrollo tecnológico<br />

de dispositivos ceo. Es un sitio que contará con mediciones especializadas para realizar<br />

pruebas de este tipo de dispositivos en el océano, en un ambiente que deberá estar relativamente<br />

bien conocido.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

El objetivo es la consolidación de un laboratorio natural dotado con la instrumentación adecuada<br />

para proporcionar la información más relevante para las pruebas de dispositivos ceo en el campo<br />

y para el estudio detallado de su desempeño ante las condiciones naturales imperantes. El conocimiento<br />

del ambiente marino, de sus principales aspectos físicos y de su variabilidad en el tiempo,<br />

nos permitirá establecer planes para estudios de desempeño, para el diseño, el mantenimiento y<br />

las maniobras de operación necesarias a mediano y largo plazo de dispositivos ceo que se sometan<br />

a pruebas en el mar.<br />

Se realizan estudios de las características del ambiente en sitios potenciales para su implementación<br />

como laboratorio natural, y específicamente en la región noroeste de la Bahía de Todos<br />

Santos, Baja California. Se identifican de forma general, las características oceanográficas en esa<br />

región y se explora la posibilidad de incorporar otros sitios apropiados, implementando sitios piloto<br />

en Manzanillo, el Golfo de Tehuantepec, el Mar Caribe, y posiblemente frente a Veracruz. Por<br />

otro lado, además, se investigan casos exitosos de laboratorios naturales, con el objetivo de considerarlos<br />

como referencia y potencialmente identificar las características más apropiadas para el<br />

desarrollo de nuestro laboratorio natural en aguas mexicanas.<br />

46


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

Aves acuáticas<br />

en Ría Lagartos,<br />

Yucatán, México<br />

Luis Sauma-Castillo y Vanesa Papiol<br />

Facultad de Ciencias, unam, sede Sisal<br />

Las aves acuáticas son todas aquellas que presentan una íntima relación<br />

con cuerpos de agua, los cuales son usados para su alimentación, reproducción<br />

y/o como refugio, a lo largo de su ciclo de vida. Estas aves tienen<br />

un importante papel como vectores intermedios en redes tróficas en este<br />

tipo de ecosistemas, participando de forma activa en su equilibrio. Por<br />

ello, conocer cómo se involucran en la funcionalidad de estos ecosistemas<br />

a lo largo del tiempo y espacio, nos ayudará a detectar cambios y/o<br />

alteraciones dentro de estos mismos.<br />

Tomando en cuenta cómo se distribuyen las aves acuáticas temporalmente<br />

dentro de un ecosistema, podemos catalogarlas en: (1) residentes,<br />

que son aquellas especies de aves que pasan todo su ciclo de vida en<br />

una misma zona y (2) migratorias, aquellas especies que realizan movimientos<br />

a lo largo de un ciclo anual entre sus zonas de reproducción en<br />

el norte y sus zonas de invernación en el sur. Cabe aclarar que, al hablar<br />

de norte y sur en los movimientos migratorios de las aves, hay que tener<br />

en cuenta el rango de distribución de cada especie. Por ejemplo, en<br />

el continente americano encontramos especies cuya distribución más al<br />

norte es hasta Canadá, y especies cuya distribución norte es hasta México.<br />

De manera general, podemos dividir en cuatro temporadas un ciclo<br />

anual de las especies migratorias (Tabla I).<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

47


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Las especies más comunes en la región de Yucatán en México, las podemos dividir en grupos<br />

tomando en cuenta características comunes entre ellas como tamaño, forma y uso de hábitat. De<br />

esta forma tenemos:<br />

Flamencos: Donde se incluye al Flamenco Americano, especie residente, muy carismática, que<br />

podemos encontrar en las lagunas costeras a lo largo de toda la costa de Yucatán durante todo el<br />

año (Figura 1A).<br />

Aves Playeras: Aquí encontramos a los Chorlos y Playeros (Figuras 1B y 1C). Aunque, es un grupo<br />

variado en cuanto a tamaños y formas, con especies que van de los 15 a los 60 cm, todas se<br />

alimentan en zonas lodosas o con poca agua. La mayoría de estas especies son migratorias pero<br />

también encontramos especies residentes.<br />

Gaviotas y Charranes: Podemos diferenciar a los Charranes (Figura 1D) de las Gaviotas (Figura<br />

1E) porque los charranes presentan un cuerpo más esbelto y el pico largo y puntiagudo, mientras<br />

que las gaviotas son robustas con pico corto y redondeado. Además, podemos distinguir a los<br />

charranes por su forma particular de alimentarse, tirándose clavados al agua para capturar peces.<br />

Dentro de este grupo tenemos especies residentes y migratorias, y algunas se reproducen en la<br />

región.<br />

Pelícanos: Aquí encontramos dos especies, el Pelícano Café (Figura 1F), especie residente y el<br />

Pelícano Blanco (Figura 1G), especie migratoria que se reproduce en Canadá y EU y que lo vemos<br />

de paso durante la migración.<br />

Cormoranes y Tijereta: Los Cormoranes de color negro y cuello largo (Figura 1H), bucean para<br />

capturar peces y que se reproducen en la zona. La Tijereta (Figura 1I) de color negro, se caracteriza<br />

por ser una especie que se encuentra en actividad de vuelo durante la mayor parte del tiempo.<br />

Todas las especies son residentes.<br />

Garzas: Se caracterizan por presentar largas piernas y un pico muy fuerte (Figura 1J), que les permite<br />

atrapar peces en zonas de poca profundidad, y presentan tamaños y colores variados. Todas<br />

las especies son residentes.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Figura 1. Especies representativas<br />

de los grupos más comunes de<br />

aves acuáticas encontradas en Ría<br />

Lagartos. A) Flamenco Americano,<br />

B) Chorlo Nevado, C) Playero Rabadilla<br />

Blanca, D) Charrán Mínimo, E)<br />

Gaviota Reidora, F) Pelicano Café,<br />

G) Pelícano Blanco, H) Cormorán<br />

Orejudo, I) Tijereta y J) Garza Dedos<br />

Dorados. Todas las fotografías<br />

de Luis Sauma-Castillo.<br />

48


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

De las costas de Yucatán, la Reserva de la Biósfera de Ría Lagartos es uno de los lugares más<br />

importantes para las aves acuáticas. Debido a su gran extensión, aproximadamente 600km 2 , la<br />

reserva presenta una transición de climas, con un clima semiárido en su parte oeste y cálido subhúmedo<br />

en su parte este. Esto permite la presencia de una gran variedad de ecosistemas como, por<br />

ejemplo, un extenso cuerpo lagunar con salinidades que varían entre los 35 a más de 100 gramos<br />

de sal por litro de agua, petenes con salinidades cercanas a cero, planicies de inundación, pastos<br />

marinos y charcas, entre otros, que resultan atractivos para las aves acuáticas porque ofrecen una<br />

gran variedad de alimento. Además, dentro de esta Reserva también encontramos dos salineras, la<br />

salinera de Las Coloradas, ubicada junto a la población de este nombre, y la salinera Las Alegrías,<br />

una pequeña salinera natural que se encuentra a unos 6km al oeste de El Cuyo (Figura 2).<br />

Figura 2. Ría Lagartos. Se observa el cuerpo lagunar y las salineras donde se realizaron los censos de aves acuáticas.<br />

Dentro del marco del proyecto de estudios de energía por medio de gradiente salino del cemie-Oceano<br />

se han realizado 3 campañas intensivas e interdisciplinares de muestreo al sistema<br />

lagunar de Ría Lagartos para caracterizar los gradientes termohalinos en la laguna y el funcionamiento<br />

de las comunidades acuáticas. Esta interdisciplinaridad tiene como fin obtener la información<br />

necesaria que permita la explotación del recurso energético de forma óptima minimizando el<br />

impacto en el funcionamiento de los ecosistemas. Entre otras actividades, durante estas salidas se<br />

han llevado a cabo censos de aves acuáticas, que permiten conocer la estructura de la comunidad.<br />

Se han realizado censos (1) en la laguna, que consistieron en conteos de aves siguiendo transectos<br />

a bordo de una embarcación, y (2) en las salineras, que se llevaron a cabo desde tierra cubriendo<br />

la totalidad de las charcas y vasos que se encuentran en cada una de las salineras.<br />

Durante las tres visitas, se contaron 16,899 aves. En la laguna, las aves más abundantes fueron<br />

Flamencos, Pelicanos y Cormoranes y Tijeretas. En contraste, en las salineras las Aves Playeras<br />

fueron el grupo mejor representado (más del 50% de los individuos censados) (Figura 3), lo que<br />

refleja la afinidad que presentan las especies de este grupo a ambientes con cuerpos de agua<br />

someros, que les permiten acceder a su alimento.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

49


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Figura 3. Porcentaje de cada grupo con respecto a la abundancia por sitio.<br />

En la laguna, encontramos que cinco especies fueron las que contribuyeron principalmente a la<br />

abundancia de aves (Figura 4). El Flamenco Americano fue la especie más abundante, con 3,024<br />

individuos registrados. Esta especie reside en la zona y se reproduce en la laguna, por lo que se<br />

puede observar durante todo el año con números relativamente altos. Puede llegar a realizar algunos<br />

movimientos migratorios, aunque estos son regionales entre otras lagunas de Yucatán. A pesar<br />

de que observamos una ligera disminución de su abundancia en mayo (Figura 4), este dato no representa<br />

la abundancia real de esta especie ya que durante esta época el flamenco se encuentra<br />

en zonas de anidación, donde el acceso está restringido por la vulnerabilidad de esta especie durante<br />

su reproducción. Personal de la Comisión Nacional de Areas Naturales Protegidas, conanp,<br />

encargado del monitoreo de esta especie en Río Lagartos reportaron cerca de 20,000 individuos<br />

para la misma temporada.<br />

La segunda especie más abundante fue el Pelícano Blanco. Esta es una especie migratoria que<br />

se reproduce en Canadá y EU, y pasa el invierno en México y Centro- y Sudamérica. En la región<br />

podemos observar sus mayores abundancias durante las migraciones al norte en los meses de<br />

febrero, marzo y abril (Figura 4).<br />

El Cormorán Orejudo, Pelícano Café y Gaviota Reidora son especies residentes y que se reproducen<br />

en la región. Sin embargo, a diferencia del Flamenco, sus zonas importantes de reproducción<br />

se encuentran fuera del sistema lagunar de Ría Lagartos por lo que la disminución de sus abundancias<br />

durante mayo refleja su movimiento a las zonas de reproducción (Figura 4).<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

50


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

Figura 4. Abundancia de las cinco principales especies de la laguna durante las tres visitas.<br />

En las salineras, tres especies de Aves Playeras dominaron la comunidad (Figura 5). Todas son<br />

migratorias, se reproducen en Canadá y EU (de mediados de mayo a mediados de agosto) e invernan<br />

en México y Centro- y Sudamérica (entre mediados de noviembre y febrero). <strong>No</strong>rmalmente, sus<br />

mayores abundancias se registran durante las migraciones (febrero-mayo), como se observa en<br />

la figura 5. Las especies migratorias no siempre comparten los tiempos durante sus movimientos,<br />

como lo vemos con el Playerito Menor, el cual ya había pasado por la zona en el momento de la<br />

observación (mayo) y presenta un número bajo de individuos, mientras que los playeros Rabadilla<br />

Blanca y Semipalmeado presentan altas abundancias. Cabe destacar que, a pesar de que las aves<br />

playeras son un grupo común y abundante en la región de Yucatán, la información disponible sobre<br />

ellos es muy escasa. En particular, del Playero Rabadilla Blanca, la especie más abundante en<br />

mayo, de la que apenas existen unos cuantos registros para la Península de Yucatán.<br />

Figura 5. Especies de Aves Playeras más abundantes en las Salinas.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

51


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

En las visitas a las salineras se registraron siete especies de aves acuáticas anidando, como el<br />

Charrán Pico Grueso con nueve nidos, Charrán Mínimo con 30 nidos y Gaviota Reidora con siete<br />

nidos, Gaviota Reidora con cinco nidos y Cormorán Orejudo con quince nidos. También se observó<br />

comportamiento reproductivo de Chorlo Nevado, Chorlo Pico Grueso (Figura 6) y Charrán Mínimo,<br />

de los que también se observaron pollos (Figura 6B). Por último, la especie emblema de la región,<br />

el Flamenco Americano, se encontraba ya en su colonia de anidación. Dos de estas especies se<br />

encuentran bajo alguna de las categorías de riesgo señaladas en la <strong>No</strong>rma Oficial Mexicana nom-<br />

059 semarnat 2010: el Charrán Mínimo (Figura 1D) como especie Amenazada y el Chorlo Nevado<br />

(Figura 1B) como especie bajo Protección Especial, enfatizando la importancia de las características<br />

hiperhalinas del sistema lagunar de Río Lagartos para la continuidad de especies protegidas.<br />

Figura 6. Evidencias de actividad reproductiva en la laguna Río Lagartos. A) pareja de Chorlo Pico Grueso copulando,<br />

B) polluelo de Charrán Mínimo.<br />

A pesar de que son pocos los censos que se han llevado a cabo hasta el momento, la reserva<br />

de la biosfera de Ría Lagartos es un sitio importante para las aves acuáticas tanto residentes como<br />

migratorias. Las observaciones realizadas están permitiendo determinar que se trata de un lugar<br />

ampliamente utilizado como sitio de alimentación y reproducción, y las marcadas diferencias en la<br />

composición de especies en las dos zonas censadas (laguna vs salineras) destaca que esta diversidad<br />

de ambientes es favorable para el sustento de la mayor diversidad avícola.<br />

Agradecimientos:<br />

El presente trabajo es financiado por el proyecto sle-1 de la línea estratégica de gradientes salinos<br />

del cemie-<strong>Océano</strong>. Se agradece a la Fundación Pedro y Elena Hernández, a la Industria Salinera<br />

de Yucatán (isysa) y a la conanp por las facilidades y apoyo otorgados durante los muestreos de<br />

campo; así como a Yasmín Dávila, Juan Argáez, Rocío Uh García, Alberto Sosa Hernández y Blanca<br />

Castellanos por su apoyo durante los monitoreos.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

52


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

El cemie-<strong>Océano</strong> cuenta<br />

con un microscopio<br />

electrónico de transmisión<br />

único en su tipo<br />

Eddie López Honorato<br />

Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, Unidad Saltillo<br />

La caracterización de los materiales a nivel atómico se ha vuelto cada<br />

vez más relevante. Se sabe que cambios pequeños en composición y<br />

microestructura pueden tener un efecto importante en las propiedades<br />

físicas de los materiales, pudiendo ser la causa de su alto desempeño o<br />

incluso de su fractura o corrosión. Debido al gran impacto que la microestructura<br />

y composición tiene en el uso de nuevos materiales, es necesario<br />

contar con herramientas que nos permitan identificar incluso a nivel<br />

atómico, el origen de sus propiedades físicas, lo cual resulte en la producción<br />

de materiales más eficientes, limpios y seguros. Es en esta gran<br />

necesidad que el Centro Mexicano de Innovación en Energía del <strong>Océano</strong>,<br />

llevó a cabo la compra de un microscopio electrónico de transmisión de<br />

última generación(Figura 1), capaz de contar con un sistema Super-X para<br />

realizar la técnica de Chemistem.<br />

La técnica de Chemistem es un conjunto de cuatro detectores de espectroscopía<br />

de energía dispersiva (eds) sin ventanas, dentro de la columna<br />

del microscopio electrónico de transmisión (sistema Super-X, Figura 2),<br />

que permite de manera única capturar de forma más eficiente una mayor<br />

cantidad de Rayos-X. Este nuevo arreglo de detectores permite detectar<br />

incluso átomos ligeros (hasta una concentración de 0.02 wt%) que con<br />

el uso de detectores tradicionales no sería posible. Además, permite la<br />

caracterización de la composición elemental del material alcanzando la<br />

saturación en cuestión de minutos, en lugar de horas como en algunos<br />

sistemas tradicionales. De igual forma, debido a que cuenta con detectores<br />

libres de ventanas, permite caracterizar materiales a diferentes ángulos<br />

de inclinación, sin perder la eficiencia de detección elemental; lo cual<br />

no es posible en un sistema convencional en donde la eficiencia varía<br />

dependiendo del ángulo de inclinación. Esto es de gran relevancia ya<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

53


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

que, tanto en nanomateriales como materiales policristalinos, no es posible seleccionar a priori el<br />

ángulo de inclinación, permitiendo de esta manera una mejor caracterización de límites de grano,<br />

defectos o nanoestructuras con diferentes orientaciones. Toda esta información permite entender<br />

mejor la relación: condiciones de fabricación-microestructura/composición/propiedades físicas, en<br />

una gran gama de aplicaciones, que es la parte medular de la Ciencia de los Materiales.<br />

Recientemente, gracias a la propuesta “Integración del sistema Super-X para el desarrollo de la<br />

técnica de Chemistem en microscopía electrónica de transmisión”, liderada por el Dr. Eddie López<br />

Honorato del Cinvestav-Saltillo y recientemente aprobada en la convocatoria de Infraestructura<br />

2018 del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (conacyt), el cemie-o logrará adquirir los dos<br />

detectores restantes (dos ya han sido instalados) para completar el sistema Super-X.<br />

Es importante mencionar que solo el Laboratorio de Pruebas, Equipos y Materiales (LAPEM) de la<br />

Comisión Federal de Electricidad cuenta recientemente con un sistema Super-X/ChemiSTEM. Por<br />

lo que el sistema Super-X/Chemistem del cemie-o sería el primero en México en una institución<br />

de educación superior, y el cuarto sistema de su tipo en toda Latinoamérica. Se espera que este<br />

equipo, disponible para todas las instituciones participantes del cemie-o, tenga un papel importante<br />

a nivel nacional ya que permite tener acceso a un microscopio de última generación, con una<br />

capacidad de detección elemental sin paralelo.<br />

Figura 1. Microscopio electrónico de transmisión<br />

FEI-TALOS.<br />

Figura 2. Sistema Super-X mostrando el arreglo de cuatro<br />

detectores de EDS<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

54


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

Reunión de la Línea Transversal<br />

Materiales, Subsistemas<br />

y Componentes<br />

El pasado 25 de mayo se llevó a cabo la reunión técnica de la Línea Transversal<br />

Materiales Subsistemas y Componentes en el Centro de Investigación y de Estudios<br />

Avanzados del ipn, Unidad Saltillo (Cinvestav-Saltillo). En esta reunión participaron<br />

personal académico y estudiantes del Cinvestav-Saltillo, Centro de Investigación<br />

en Química Aplicada (ciqa), del Centro de Ingeniería y Desarrollo Industrial<br />

(cidesi) y del Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada de la unam (cfata).<br />

Se discutieron los avances y retos en el desarrollo de recubrimientos y compósitos<br />

para componentes en dispositivos para energía del océano y se dio una demostración<br />

de las capacidades técnicas adquiridas a través del cemie-<strong>Océano</strong> y propias<br />

del Cinvestav-Saltillo que pudieran ser de beneficio a las demás instituciones para<br />

el desarrollo de los proyectos. Esta fue la primera reunión técnica itinerante de<br />

la Línea Transversal que busca incrementar la interacción y nivel de cooperación<br />

entre los participantes. La próxima reunión se llevará a cabo en la etapa cuatro en<br />

cfata en Querétaro.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

55


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

56


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

Participación del cemie-<strong>Océano</strong><br />

en International Conference<br />

on Sustainable Energy and<br />

Environmental Protection,<br />

seep 2018<br />

Los días 8-11 de mayo se realizó el congreso internacional seep 2018 (International<br />

Conference on Sustainable Energy and Environmental Protection 2018) en la<br />

Universidad del Oeste de Escocia (University of the West of Scotland, uws), con<br />

sede en Pasley, Escocia. seep es un congreso que aborda el contexto actual de la<br />

generación de energía a partir de los recursos renovables disponibles en el medio<br />

ambiente, tanto en el sector científico como en el industrial.<br />

Algunas de las principales temáticas fueron las siguientes:<br />

• Biomass Conversion<br />

• Fuel Cell and Hydrogen Technology<br />

• Photovoltaic Technology<br />

• Solar Thermal Applications<br />

• Marine/Ocean Energy<br />

• Wind Energy and Applications<br />

• Technical Developments in Vehicles, Engines and Equipment<br />

• Energy Storage<br />

• Climate Change<br />

• Environment Management<br />

El cemie <strong>Océano</strong> pretende fortalecer sus lazos de colaboración con instituciones<br />

de investigación y educación superior, así como empresas que se encuentren trabajando<br />

en el tema e energías marinas, durante la primera semana de mayo una<br />

delegación del cemie-<strong>Océano</strong>, compuesta por Dr. Rodolfo Silva Casarín (II-unam),<br />

la Dra. María Luis Martínez (inecol), el Dr. Ismael Mariño Tapia (cinvestav-Mérida),<br />

la Dra. Cecilia Enríquez (uay-unam), el Dr. Francisco Ocampo (cicese), Dr. Edgar<br />

Mendoza Baldwin (II-unam), el Dr. José Manuel Mata Padilla (ciqa), la Dra. Gabriela<br />

Vázquez (inecol), la Dra. Estela Cerezo Acevedo (UniCaribe), el M.C. Diego Galván<br />

Pozos (cicese), el Ing. Jesús Nahum Pérez (ipn) y el Ing. Jorge Olmedo (ipn),<br />

visitó Reino Unido para entablar relación con distintos grupos que están desarrollando<br />

proyectos en los temas de oleaje y corrientes marinas.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

57


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

El día martes 8 de mayo se participó en una reunión de trabajo del proyecto DyLoTTA (Dynamic<br />

Loadings on Turbines in a Tidal Array -http://gow.epsrc.ac.uk/NGBOViewGrant.aspx?GrantRef= EP/<br />

N020782/1).<br />

Tuvieron el honor de ser invitados y hacer una presentación del cemie Oceano, en una de las<br />

reuniones de este proyecto, donde estuvieron presentes las Universidades de Cardiff y Strathclyde,<br />

entre otras instituciones. En éstas dos universidades británicas se encuentran una estudiante<br />

de doctorado (Edith Rojo) y una investigadora mexicana (Stephanie Ordoñez) con quienes hemos<br />

establecido contacto y hemos comenzado a colaborar. El proyecto pretende estudiar los esfuerzos<br />

de oleaje y turbulencia en turbinas instrumentadas que se encuentren en un arreglo. Con este mismo<br />

grupo de investigadores británicos se está realizando un proyecto semilla de Newton Funds, liderado<br />

por ecosur, donde se pretende completar la evaluación del recurso de corrientes marinas<br />

en el Canal de Cozumel y existe la intensión a futuro de colocar una turbina instrumentada en el<br />

sitio. También existe interés de colaboración brindando apoyo con datos de mediciones del cemie<br />

a estudiantes mexicanos que estudian en estas universidades.<br />

Primera turbina instrumentada<br />

The Queen’s Buildings – Sitio de las reuniones<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Turbina actual en prueba<br />

58


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

Miércoles 9<br />

El día 9 de mayo se realizó la sesión especial: Ocean energy and environmental protection in Mexico:<br />

the <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> Project, en el marco de la 11th INTERNATIONAL CONFERENCE ON SUSTAI-<br />

NABLE ENERGY & ENVIRONMENTAL PROTECTION.<br />

El objetivo principal fue dar a conocer los principales avances del Centro Mexicano de Innovación<br />

en Energía del <strong>Océano</strong> (cemie-<strong>Océano</strong>), y estuvo compuesta por las siguientes presentaciones:<br />

A. Ocean energy in Mexico, autor: Rodolfo Silva<br />

B. Assessment of the oceanic current energy potential in environmentally sensitive areas of the<br />

Mexican Caribbean, autor: Ismael Mariño<br />

C. Progress in wave energy conversion assessment in Mexican waters, autor: Francisco Ocampo<br />

D. Dynamic analysis of a six-degree of freedom motion wave energy converter based on the concept<br />

of the Stewart-Gough platform, autor: Diego Galván<br />

E. Salinity gradient energy resources in tropical hypersaline coastal lagoons: perspectives for<br />

sustainable use, autor: Cecilia Enríquez<br />

F. Generation of electrical energy from a salt gradient potential using reverse electrodialysis, autor:<br />

Nahúm Hernández<br />

G. Advances in otec plant prototype for the Mexican Caribbean Sea, autor: Estela Cerezo<br />

H. Multicriteria decision analysis for energy storage technologies coupled to ocean energy systems,<br />

autor: Jorge González<br />

I. Environmental barrier coatings and corrosion resistant composites for the protection and production<br />

of components in ocean energy generation, autor: Manuel Mata<br />

J. Assessing the potential environmental impactsof ocean energy use and exploring mitigation<br />

strategies, autor: M. Luisa Martínez<br />

K. Towards sustainable marine energy production: The role of biophysical interactions in environmental<br />

impact assessment, autor: Edgar Mendoza<br />

Jueves 10<br />

El 10 de mayo del 2018, las Dras. Ma. Luisa Martínez y Gabriela Vázquez (inecol) quienes participan<br />

en la Línea transversal Ecología e Integración con el Ambiente del cemie-océano, visitaron el<br />

Scottish Association for Marine Science (sams) ubicado en la ciudad de Oban, Escocia. El sams es<br />

una institución en donde se realiza investigación desde 1884 sobre ciencias marinas (www.sams.<br />

ac.uk). Sus líneas de investigación abarcan temas relacionados con procesos del océano (corrientes<br />

oceánicas, biogeoquímica, función de los ecosistemas, mares árticos), estudios en las zonas<br />

costeras (cambio climático, conservación marina, interacción entre la sociedad y el mar, impactos<br />

industriales) y economía azul (acuacultura, biotecnología marina, energía del océano y pesquerías).<br />

Este centro de investigación resultó muy interesante ya que están abordando temas de investigación<br />

afines al cemie-océano por lo que se entrevistaron con el Dr. Ben Wilson y la Dra. Raeanne G.<br />

Miller con el fin de establecer una posible colaboración.<br />

El Dr Wilson es un ecólogo que ha trabajado durante más de 20 años sobre ecología de mamíferos<br />

marinos, peces y aves en relación con actividades industriales en alta mar. Actualmente una de<br />

sus líneas de investigación se enfoca en la interacción entre grandes mamíferos marinos y las estructuras<br />

productoras de energía que utilizan el viento, oleaje, corrientes de mareas, y dispositivos<br />

de petróleo y gas cerca de la costa. La Dra. Miller se especializa en el intercambio de conocimiento,<br />

innovación, impactos industriales marinos asi como en ecología de los bentos. Una de sus líneas<br />

de investigación es sobre la instalación de estructuras artificiales en el mar y su influencia en los<br />

hábitats marinos.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

59


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

De esta entrevista surgió la posibilidad de buscar recursos para apoyar el intercambio académico<br />

entre los investigadores del SAMS y los participantes del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong>. La finalidad es compartir<br />

experiencias y fortalecer el trabajo relacionado con el monitoreo y mitigación del impacto en el<br />

ambiente que pueden tener los dispositivos generadores de energía en el océano.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

También se realizó la visita técnica a la Universidad de Strathclyde, en las instalaciones del Departamento<br />

de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial. El grupo de <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> que realizó esta<br />

visita estuvo conformado por la Dra. Estela Cerezo Acevedo (Profesor-investigador y Jefa del Departamento<br />

de Ciencias Básicas e Ingenierías en Universidad del Caribe), Dr. José Manuel Mata<br />

Padilla (Investigador Catedrático CONACyT-Centro de Investigación en Química Aplicada), el I.Q.<br />

Jorge Olmedo González (Estudiante de Doctorado en Nanociencias y Micro-Nanotecnologías, ESI-<br />

QIE-Instituto Politécnico Nacional) y el I. Q. Jesús Nahum Hernández Pérez (Estudiante de Maestría<br />

en Nanociencias y Micro- Nanotecnologías, ESIQIE-Instituto Politécnico Nacional)<br />

Primeramente, se llevó a cabo una reunión con los investigadores Dr. Cameron Johnstone<br />

(Director del Energy Systems Research Unit), la Dra. Stephanie Ordoñez Sánchez (Investigador<br />

Asociado) y la Dra. Kate Porter (Investigador Asociado) del Departamento de Ingeniería Mecánica y<br />

Aeroespacial. En esta reunión la Dra. Stephanie Ordoñez presentó los diferentes proyectos en los<br />

que están participando sobre el Desarrollo y modelamiento de turbinas para el aprovechamiento<br />

de la energía por mareas y se llevó a cabo una discusión sobre las posibilidades de colaboración<br />

que existen entre el grupo de investigación del Dr. Cameron Johnstone y el <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong>.<br />

Al término de la reunión hicieron un recorrido por algunos de los laboratorios de investigación<br />

que se encuentran dentro del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial como son<br />

el Laboratorio de Investigación en Materiales Avanzados, los laboratorios de Diseño, Manufactura<br />

e Ingeniería, así como en el laboratorio de Tribología.<br />

60


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

Foto de la visita a la Universidad de Strathclyde. De derecha a izquierda (I. Q. Jorge Olmedo-Instituto Politécnico Nacional,<br />

Dra. Estela Cerezo-Universidad del Caribe, Dra. Stephanie-Universidad de Strathclyde, I.Q. Nahum Hernández- Instituto<br />

Politécnico Nacional, Dr. Manuel Mata- CONACyT-CIQA).<br />

Vista exterior del James<br />

Weir Building donde se encuentra<br />

el Departamento<br />

de Ingeniería Mecánica y<br />

Aeroespacial de la Universidad<br />

de Strath.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

61


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Visita a Aquatera, Orkney (10 y 11 de Mayo 2018)<br />

La empresa de consultoría Aquatera ubicada en Orkney, Escocia, organizó una muy interesante<br />

y completa visita a distintas empresas e instituciones académicas vinculadas con la instalación y<br />

prueba de diversos aparatos que utilizan el oleaje y las corrientes de marea para producir energía<br />

eléctrica.<br />

Aquatera ha establecido una reputación mundial como una de las empresas más experimentadas<br />

en energía de oleaje y corrientes, habiendo trabajado en más de 200 estudios de energía marina<br />

y un número importante de proyectos de planeación estratégica de energías marinas en todo el<br />

mundo.<br />

El Dr. Ismael Mariño, Dr. Francisco Ocampo y el Dr. Edgar<br />

Mendoza, tuvieron la oportunidad de ver dos dispositivos<br />

que están ahora fuera del agua diseñados para extraer<br />

energía del oleaje y de las corrientes (ver fotos).<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Dispositivo para montaje de turbinas para corrientes de<br />

marea (Sustainable Marine Energy LTD).<br />

Dispositivo para convertir la energía del oleaje de (COR-<br />

POWER).<br />

62


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

En septiembre 2017 el generador de energía de corrientes SR1-200 de Scotrenewables, produjo<br />

en menos de una semana 116 MWh, lo que representa el 7 % de la demanda eléctrica de Orkney<br />

para ese periodo, con un solo artefacto. Desde Agosto 2017 hasta Abril 2018, este aparato generó<br />

de forma acumulada más de 2 GWh.<br />

A pesar de este éxito en la prueba de tecnologías marinas, a la fecha no existe ningún dispositivo<br />

que se encuentre continuamente generando energía. Esto es en parte porque la isla genera energía<br />

en exceso (120 %), principalmente de generadores eólicos, y no es atractivo tener en el agua<br />

un artefacto que no genere un beneficio económico. Una solución que se está implementando<br />

es convertir el exceso de energía a hidrógeno. También visitaron la empresa Orkney Hydrogen<br />

Surf’n’Turf, quienes están desarrollando esta actividad, generando hidrógeno, almacenándolo en<br />

contenedores y utilizándolo para la recarga de Ferries en el puerto de Kirkwall, Orkney (ver foto).<br />

Adicionalmente, para hacer uso de la energía excedente, existen estaciones de recarga gratuitas<br />

para carros eléctricos en la isla.<br />

Contenedor con cilindros de hidrógeno generado con<br />

energía eólica en exceso que se produce en la isla y con<br />

energía de corrientes marinas. De izquierda a derecha: Edgar<br />

Mendoza (UNAM), Natalia Rojas (AQUATERRA), Ailsa<br />

Skuodas (Community Energy Scotland) y Francisco Ocampo<br />

(CICESE)<br />

Estación de recarga gratuita para automóviles eléctricos en<br />

Stromness, Orkney, UK.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

63


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Visitaron también las instalaciones de EMEC (European Marine Energy Centre), donde platicaron<br />

del éxito y actividades de este Centro único en el mundo, pues tiene instalaciones en el mar para<br />

la prueba a escala real de convertidores de oleaje y corrientes de mareas conectados por medio<br />

de cables submarinos a la red eléctrica del Reino Unido. Los Dres: Mariño, Ocampo y Mendoza<br />

lograron visitar el sitio de prueba de convertidores de energía de oleaje ubicado en Billia Croo.<br />

Visita a las instalaciones de EMEC en Stromness, Orkney,<br />

UK (de izquierda a derecha: Ismael Mariño (CINVESTAV),<br />

Erica Mathers (EMEC); Edgar Mendoza (UNAM), Francisco<br />

Ocampo (CICESE)<br />

Instalaciones en tierra del sitio de prueba en Billia Croo.<br />

Transformadores de conexión en tierra donde reciben la<br />

energía generada por los convertidores de oleaje.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

Vista al mar desde el sitio de prueba en Billia Croo.<br />

64


<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

De igual forma visitaron la empresa Leask Marine (http://www.leaskmarine.com/), dedicada a la<br />

instalación de artefactos de conversión de energías de oleaje y mareas. Leask Marine ha desarrollado<br />

tecnologías y procedimientos específicos para el sector de energías marinas. Los recursos<br />

que la empresa ha desarrollado incluyen un amplio rango de embarcaciones pequeñas adaptadas<br />

para maniobras de energía, equipo para buceo técnico especializado, y servicios de arquitectura<br />

naval e ingeniería civil.<br />

Tuvimos también la oportunidad de interactuar con colegas de la Universidad de Heriott Watt, del<br />

campus Orkney, donde imparten la Maestría en energías renovables marinas.<br />

El Dr. Sandy Kerr especialista en economía y director del Centro Internacional de Tecnología Insular<br />

dio una detallada presentación de las actividades de la Universidad en el sitio y de los cursos<br />

de posgrado ofrecidos.<br />

El personal del <strong>CEMIE</strong> dio una plática sobre los avances en investigación de energías en México,<br />

a partir de la cual se desarrolló una discusión que derivó en posibles temas de investigación para<br />

proyectos nuevos. Buenas oportunidades de investigación se detectaron también con el Dr. David<br />

Woolf, especialista oceanógrafo en dinámica de corrientes marinas.<br />

La visita a Orkney fue posible gracias a los contactos que el Dr. Rodolfo Silva estableció con el Dr.<br />

Gareth Davis, director de Aquatera, y la MSc. Natalia Rojas cuya generosidad nos permitió tener un<br />

panorama muy completo y motivante del campo de las energías marinas en Orkney.<br />

¡Muchas gracias a ambos!<br />

Viernes 11<br />

La visita técnica a la Universidad de Edimburgo se llevó a cabo el viernes 11 de mayo de 2018 en<br />

los “King’s Buildings” de la Universidad de Edimburgo. El grupo de <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong> que realizó<br />

esta visita estuvo conformado por la Dra. Estela Cerezo Acevedo (Profesor-investigador y Jefa del<br />

Departamento de Ciencias Básicas e Ingenierías en Universidad del Caribe), Dr. José Manuel Mata<br />

Padilla (Investigador Catedrático CONACyT-Centro de Investigación en Química Aplicada), el I.Q.<br />

Jorge Olmedo González (Estudiante de Doctorado en Nanociencias y Micro-Nanotecnologías, ESI-<br />

QIE-Instituto Politécnico Nacional) y el I. Q. Jesús Nahum Hernández Pérez (Estudiante de Maestría<br />

en Nanociencias y Micro- Nanotecnologías, ESIQIE-Instituto Politécnico Nacional) y Dra. Cecilia<br />

Enríquez Ortiz (Fac. Ciencias UNAM-Sisal). La visita involucró la interacción con Investigadores del<br />

centro, visitando las instalaciones del laboratorio FloWave, que es un tanque circular de 25 m de<br />

diametro, conteniendo 2.4 millones de litros de agua, donde se pueden generar corrientes y oleaje<br />

y se dedica principalmente a la investigación enfocada en energías marinas (http://www.flowavett.<br />

co.uk). Esta visita fue dirigida por el Dr. Thomas Davey, quien dirige el laboratorio FloWave. Adicionalmente<br />

se llevaron a cabo pláticas con el Dr. Ignazio Viola, hidroquímico quien realiza investigación<br />

en aspas de turbinas operando en ambientes con números de Reynods atípicos y con las<br />

Dras. Andrea Semiao, quien trabaja con membranas osmóticas realizando investigación para el<br />

tratamiento de agua a partir de ultrafiltración e investiga aspectos para mejorar la operación de<br />

membranas y Dr. Maria Chiara Ferrari, quien realiza investigación en membranas de intercambio<br />

iónico durante procesos de electrodiálisis.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

65


<strong>Boletín</strong> de las actividades del <strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

15 vo Simposio Internacional<br />

de Costas<br />

En el pasado mes de mayo de los día del 13 al 18, en el Haeundae Grand Hotel<br />

de la ciudad Busan en la República de Corea, se llevó acabo del 15vo Simposio<br />

Internacional de Costas (International Coastal Symposium, ICS2018), donde integrantes<br />

del cemie-<strong>Océano</strong> presentaron resultados preliminares de los trabajos<br />

que llevan a cabo. En este congreso se reunieron investigadores y estudiantes<br />

de todas partes del mundo, en él se exhibieron 55 posters y se realizarón 189<br />

presentaciones orales, de ellos sólo dieciséis pertenecían a trabajos relacionados<br />

con las energías renovables del océano.<br />

El simposio cubre dieciséis temas asociados a la zona costera, desde geología,<br />

ecología, dunas, playas, ríos, estuarios, corales, cambios en el nivel medio del mar,<br />

ingeniería, manejo costero, etc.; el tema base relevante para el cemie-<strong>Océano</strong> fue<br />

Energías Marinas Renovables. Dentro de este foro se presentaron dos trabajos,<br />

el primero constó de una presentación oral por parte de la Dra. Angélica Felix<br />

Delgado con el título: Wave and wind energy potential including exrem events:<br />

A case study of Mexico (Energía potencial de oleaje y viento incluyendo eventos<br />

extremos: Caso de estudio México) y el segundo presentando un poster por parte<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

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<strong>Año</strong> 2 <strong>No</strong>. 1<br />

del Dr. Manuel Verduzco Zapata titulado: Development<br />

of a desalination system driven by low<br />

energy ocean surface waves (Desarrollo de un<br />

sistema de desalinización usando ondas superficiales<br />

oceánicas de baja energía).<br />

Con estos trabajos el cemie-<strong>Océano</strong> sigue<br />

buscando posicionarse en el tema de las energías<br />

renovables alrededor del mundo, conocer<br />

los trabajos que otros colegas realizan y buscar<br />

bases de colaboración.<br />

<strong>CEMIE</strong>-<strong>Océano</strong><br />

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