IIE, renovación constante a favor de las energías limpias
Por Ana Luisa Guerrero
Cuernavaca, Morelos. 29 de marzo de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- La transición energética en nuestro país demanda instituciones que ofrezcan investigación, innovación aplicada y desarrollo tecnológico. Desde hace 40 años, el Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE) crea sinergias en este sector, para ello se ha ido transformando a favor de la generación de energías limpias.
Creado el 1 de diciembre de 1975 por decreto presidencial para apoyar el sector eléctrico mexicano, particularmente a la Comisión Federal de Electricidad (CFE), tuvo la encomienda de realizar investigación que acabara con la dependencia tecnológica que hasta ese entonces se tenía con el extranjero. A partir de 2001 fue reconocido por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) como centro de investigación, pero se mantiene como organismo público descentralizado de la Administración Pública Federal, con personalidad jurídica y patrimonio propio.
En sus inicios se enfocó en la generación de energía eléctrica por combustión, nuclear e hidroeléctrica, además del uso de las fuentes renovables de energía, cuyo conocimiento y experiencia le hizo especializarse en electrificación rural, protección de redes eléctricas y desarrollo de nuevos materiales, además en ingeniería básica y en simuladores para el adiestramiento de operadores.
Actualmente ofrece servicios técnicos en los rubros de eficiencia energética, de redes eléctricas inteligentes, en nuevas tecnologías de información; en planeación y expansión del sistema eléctrico nacional en las que se especializa en confiabilidad, seguridad y simulación. En tanto que comercializa y hace transferencia tecnológica de los desarrollos y el conocimiento que genera; además ofrece una maestría en ingeniería y cursos de educación continua enfocados en el sector energético.
Para desarrollar estas labores cuenta con una plantilla de 559 investigadores (37 pertenecen al Sistema Nacional de Investigadores), de los cuales 17 por ciento tiene el grado de doctor, 40, de maestría y 43 por ciento, de licenciatura, en su mayoría ingenieros.
Del total de investigadores, 180 pertenecen al área de tecnologías habilitadoras, 78 a energías alternas, 119 a sistema eléctricos, 98 a sistemas mecánicos, 54 a planeación, gestión de la estrategia y comercialización, 24 a administración y finanzas, dos a la dirección ejecutiva y cinco al Órgano Interno de Control.
Energías renovables
Hasta 2014, la capacidad efectiva instalada para la generación de energía eléctrica en México fue de 65 mil 452 megawatts (MW), de los cuales 16 mil 47 MW —equivalentes a 24.5 por ciento— provenían de fuentes renovables como eólica, solar, de biomasa, geotérmica e hidráulica, detalla el informe de ProMéxico.
Se estima que para 2028, la capacidad de las energías renovables incremente en 19 mil 761 MW, siendo las fuentes de energía eólica e hidráulica las de mayor participación con 59 y 21 por ciento, respectivamente.
En esta transformación del sector eléctrico en el país derivada de las reformas en materia energética, el IIE está a la vanguardia en investigación y desarrollo en energías limpias, completamente alineado a la estrategia nacional de energía y al Programa Especial para el Aprovechamiento de Energías Renovables (PEAER).
En entrevista, el director ejecutivo del instituto, doctor José Luis Fernández Zayas, explica a la Agencia Informativa Conacyt que en las últimas décadas se han invertido esfuerzos para ampliar su campo de acción en sustentabilidad, eficiencia y ahorro energético.
Así, el IIE tiene líneas de investigación enfocadas en fuentes de energía renovables y limpias, como la eólica, solar y mareomotriz (aquella producida por la corriente de las mareas).
“Estas fuentes alternas de energía son intermitentes y desde el punto de vista eléctrico implica una serie de acciones adicionales, por lo que estamos avanzando en equipos como supercapacitadores, sistemas de baterías y celdas de hidrógeno, es decir, una gran cantidad de nuevas tecnologías que estamos madurando, pues aunque muchas ya están en el mercado, tenemos que contender con esas intermitencias”, dice.
En estas áreas, el instituto ha realizado proyectos emblemáticos como el Atlas nacional de recursos eólico y solar; ha fabricado equipos termosolares y aerogeneradores de baja capacidad, sistemas híbridos renovables, filtros y digestores anaerobios, así como celdas de combustible para la generación de energía eléctrica.
Por ser el precursor de la investigación en energía eólica en el país, actualmente coordina el Centro Mexicano de Innovación en Energía Eólica (Cemie-Eólico) y tiene una participación importante en los Cemie enfocados en geotérmica (rubro en que ha desarrollado estudios sobre exploración y explotación de los recursos) y solar.
Con la publicación de la Ley de Transición Energética en 2015, el IIE ratificó su compromiso de contribuir al desarrollo sustentable y al cuidado del ambiente. A partir de ello elabora diagnósticos y planes orientados a la generación, ahorro y uso eficiente de la energía eléctrica. Además ofrece acciones para la optimización de combustibles y el uso final de la energía, para la implementación de mejores prácticas en instalaciones industriales y comerciales, además de la realización de estudios de impacto energético, económico y ambiental.
Redes eléctricas inteligentes
Fiel a los propósitos que le dieron origen, el Instituto de Investigaciones Eléctricas sigue ofreciendo soluciones para un suministro óptimo de energía a través de las redes eléctricas inteligentes.
Esta línea de trabajo permite el desarrollo y la expansión del sistema eléctrico nacional con seguridad, confiabilidad y flexibilidad en la operación.
El doctor Fernández Zayas explica que la especialización que tienen en esta área no solo se enfoca en la distribución, sino también en la automatización y control de los sistemas, gestión de los datos y seguridad operativa, así como estudios de integración de generación distribuida, gestión de la demanda y diseño de las subestaciones eléctricas mediante realidad virtual.
“Nos enfocamos no nada más en la distribución de las redes eléctricas, sino en cómo manejar con sistemas automatizados y con inteligencia artificial las grandes redes. Es una cosa que se hace muy poco en el mundo y que en México lo realizamos de manera más intensa con las leyes derivadas de la reforma energética”, dijo.
Para atender al sector, el IIE desarrolló el Sistema Integral de Medición (SIM-IV) que integra equipos y funciones de medición de la energía eléctrica que son utilizados para la generación de información de áreas como facturación, atención a clientes, pérdidas de energía, mantenimiento y control de fallas, el cual puede ser personalizado.
Para su mejor operación, en diciembre de 2015 se inauguró el Laboratorio de Redes Eléctricas Inteligentes en el que se encuentra el Simulador del Sistema Eléctrico de Distribución (Simsed), el Sistema de Aprendizaje de Microrredes Eléctricas, el centro de diagnóstico en línea de generadores, monitoreo y diagnóstico de aislamientos en tiempo real, el sistema de submedición de la energía, gestión de la energía en el hogar y de predicción de la reducción de facturación.
Gestión de activos
Con el propósito de administrar de forma inteligente los recursos de las empresas, tanto la CFE como privadas, el instituto ofrece estrategias y tecnología para la gestión de sus activos a fin de optimizar su operación y hacer eficiente su mantenimiento.
“Tenemos una manera muy avanzada que hemos desarrollado en los últimos 20 años para medir el estado de salud de las grandes plantas. Actualmente lo hacemos con las plantas de la Comisión Federal de Electricidad, que es la que nos ha permitido armar esta capacidad que empezamos a vender a empresas de todo el mundo”, explicó.
Doctor en ingeniería de flujos electrohidrodinámicos por la Universidad de Bristol, Inglaterra, José Luis Fernández Zayas detalla que las estrategias que implementan definen las necesidades de mantenimiento para anticiparse a los eventos, a fin de que no haya necesidad de soportar una falla.
En esta área se realiza diagnóstico en línea y fuera de ella para el equipo electromecánico y subestaciones eléctricas; análisis de confiabilidad y de riesgos; técnicas de mantenimiento a través de realidad virtual, así como diseño y análisis de estructuras de obras civiles y de sistemas de seguridad.
Materiales
El Instituto de Investigaciones Eléctricas cuenta, además, con un área de materiales avanzados en la que se mejora el desempeño y resistencia a la degradación y al medio ambiente.
Sus trabajos versan en el desarrollo y evaluación de nanomateriales ligeros, resistentes, seguros y eficientes con el propósito de que sean utilizados en centrales generadoras y en torres de transmisión.
Algunos de los proyectos que han realizado son el mejoramiento de materiales con nanotecnología para aisladores eléctricos, mejoradores de suelos en sistemas de tierra con nanopartículas, aceites vegetales aislantes para transformadores y la formulación de tinta y proceso de aplicación a membranas de celdas de combustible.
Economía basada en el conocimiento
Desde su creación, este instituto dependiente de la Secretaría de Energía opera a través de la vinculación, debido a lo cual los proyectos que realiza son financiados por recursos públicos provenientes de instituciones como el Conacyt, de fondos internacionales o de los clientes que requieren de servicios.
Por eso, cada proyecto arranca con un plan de negocios basado en proyecciones sobre resultados entregables y los costos que conlleva, sobre todo cuando están dirigidos a la iniciativa privada.
De acuerdo con el doctor José Luis Fernández, la estrategia de financiamiento de este centro público está enfocada en contribuir a una economía del conocimiento, en la que la comunidad científica genere productos que tengan un impacto económico y social.
“Lo que el instituto hace mejor que ninguna institución en México es la vinculación. Aquí empezamos los procesos que nos llevan a hacer propuestas a través de un plan de negocios que es negociado con el cliente”, señaló.
Este modelo le ha permitido ser autosostenible financieramente a lo largo de sus cuatro décadas de existencia. Actualmente, el mayor cliente sigue siendo la CFE, aunque por las modificaciones a las leyes en materia energética en el sector público, el Centro Nacional de Control de Energía (Cenace), el Centro Nacional de Control del Gas Natural (Cenagas) y la Comisión Reguladora de Energía comienzan a ser socios recurrentes. Por el sector privado han colaborado con empresas extranjeras con sede en México, al hacer reestructuras de sus sistemas.
“Nosotros somos los facilitadores para modernizar las empresas y puedan ser competitivas. Tenemos una presencia fuerte de empresas europeas y de esa forma estamos firmando convenios de colaboración, y como formamos parte del gobierno firmamos convenios de colaboración con la Secretaría de Energía y con la contraparte europea”, expuso.
En su campo de acción, el IIE mantiene alianzas con entidades públicas y privadas, así como centros de investigación. En el ámbito internacional ha suscrito convenios con diversos países de Europa, Norteamérica, Centro y Sudamérica, en tanto que ha firmado acuerdos de implementación con la Agencia Internacional de Energía en temas como energía fotovoltaica, eólica, solar térmica, celdas de combustible y geotermia, de bases de datos de información sobre energía y ciencia de flujos multifásicos de combustibles fósiles.
En tanto, mantiene colaboración académica, tanto para los proyectos como para fortalecimiento de los posgrados, con instituciones nacionales como la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), el Instituto Politécnico Nacional (IPN), la Universidad Autónoma del Estado de Morelos (UAEM) y el Tecnológico de Monterrey, por mencionar algunas, y extranjeras como la Universidad de Harvard y el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT).
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