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Roberto Arias Romero (México) y Claudia Mazzeo (Argentina)
Cada mañana, antes que el sol asome en la ciudad de Tuxta Gutiérrez, capital del estado mexicano de Chiapas, José Villalobos (estudiante, 22 años) deja su casa rumbo al pequeño mercado de su barrio.
El tiempo no sobra, a las 8.00 debe estar en clases. Su paso rápido agita la bolsa de manta que lleva para la compra. Siempre procura adquirir sólo lo indispensable para no desperdiciar comida o generar residuos de más, y trata de no consumir productos de origen animal para no contribuir a la deforestación para pastoreo de ganado, ni favorecer las emisiones de gas metano. Luego se dirige a la Universidad Valle del Grijalva donde cursa el tercer año de Psicología. “Puedo ir en transporte público, pero prefiero caminar”, señala José.
Desde el año pasado forma parte del movimiento “Fridays for Future México” (FFF – Viernes por el Futuro), organización que nació como resultado del movimiento estudiantil generado en Estocolmo, Suecia, en agosto de 2018, después de que la joven Greta Thunberg se declarara en huelga escolar por el clima frente al parlamento de ese país.
“¿Por qué me uní a FFF? Sin duda me identifiqué con su causa, la lucha por el planeta es una lucha muy personal; tan personal como nuestro futuro”.
Cada viernes, las marchas estudiantiles buscan impulsar la toma de medidas que frenen o prevengan el avance de la crisis climática. También apuntan a crear conciencia ambiental, social y política. “Siempre procuro mantenerme informado; al educarnos podemos comprender mejor la situación para poder actuar”, dice José.
Los martes, integrantes de FFF Chiapas se reúnen para coordinar acciones. “Nuestro objetivo es que las personas conozcan las herramientas que tenemos cómo sociedad civil para combatir la crisis climática”, explica.
Con la mirada puesta en la energía del sol
Héctor Castillo vive a más de 1000 km por carretera del hogar de José, pero cerca de su lugar de trabajo, el Centro Nacional de Metrología de México (CENAM), en la ciudad de Querétaro.
Se graduó en Ingeniería Física en la Universidad Autónoma Metropolitana-Azcapotzalco en CDMX, para luego cursar una maestría en Ingeniería Eléctrica en la Universidad Autónoma de San Luis Potosí y el doctorado en esa especialidad en la Universidad Nacional Autónoma de México. Desde 1996 trabaja en la Dirección de Óptica y Radiometría del CENAM, donde se ha convertido en referente en Energía Solar en América Latina.
Al igual que José, cada mañana sale de su casa con un propósito: contribuir a la producción sostenible de energía —y por ende a mitigar los efectos del cambio climático—brindando recursos tecnológicos a la industria.
Junto con un equipo interdisciplinario de expertos del CENAM, Héctor enfrenta a diario el desafío de apuntalar la transición energética de su país hacia las energías renovables. No es una tarea sencilla, porque a medida que las nuevas tecnologías crecen surge la necesidad de desarrollar métodos de medición o instrumentos para asegurar la calidad de nuevos productos.
Por ejemplo, nos explica que la radiación solar (energía que proviene del sol) se mide por medio de equipos para exterior que son calibrados mediante sistemas de referencia conocidos como radiómetros. Entre ellos hay dos grandes categorías: los pirheliómetros, que se emplean para medir la radiación directa, y los piranómetros, para medir la radiación global.
Cómo funciona un piranómetro
1: Cúpula de cristal, 2: superficie negra, 3: Termopila, 4: Sumidero de calor
Un piranómetro es un sensor que permite medir la potencia radiante por unidad de área.
Funciona basado en el principio de detección termoeléctrica:
– la radiación solar que llega al dispositivo es absorbida por una superficie o banda negra (casi la totalidad de las longitudes de onda) y se transforma en calor;
– el calor fluye hacia el cuerpo del piranómetro y proporciona una señal eléctrica que es medida por otro instrumento. La potencia se mide en watt/m2, multiplicando la tensión por una constante del instrumento.
La cúpula semiesférica, generalmente de un cristal de calidad óptica, preserva la visión de 180 grados y también protege a la banda negra de influencias que pueden afectar las mediciones (lluvia, viento, suciedad).
Ilustración adaptada de Principio de funcionamiento de un piranómetro de termopila. https://www.kippzonen.es/News/575/Principio-de-funcionamiento-de-un-piranometro-de-termopila#.X9WB9tjc3IV
¿Por qué es necesario calibrar los instrumentos de medición? Entre otras cosas, para poder comparar mediciones que se realizan en diferentes lugares; por ejemplo, entre las fábricas y los usuarios. Esto requiere de un patrón de referencia que cuente con reconocimiento internacional y trazabilidad en sus mediciones.
Héctor recuerda que uno de los mayores retos que enfrentaron fue lograr calibrar piranómetros sin depender del sol. Dicho de otro modo, asegurar que medían bien la radiación solar prescindiendo del astro como fuente de radiación y usando una fuente de luz artificial. Y es que quienes brindan esos servicios a los fabricantes de calentadores solares de agua (esas estructuras que se asoman en los techos de las casas) debían poder calibrar los piranómetros sin vérselas con la variabilidad diaria de la intensidad de la radiación solar.
Tras varios meses, y con el apoyo del Instituto de Metrología de Alemania (el PTB, sigla de su nombre en alemán), lograron desarrollar los medios y los procedimientos técnicos requeridos para calibrar piranómetros en el intervalo de 200 W/m2 a 1200 W/m2, brindando asistencia a esa demanda de los fabricantes nacionales. “El método fue superando obstáculos técnicos y logramos participar en una comparación internacional latinoamericana cuyo buen resultado nos permite aumentar la confianza en este método y continuar trabajando en la disminución de la incertidumbre”, dice el doctor Héctor Castillo.
Las plantas solares fotovoltaicas que generan energía eléctrica constan de grandes extensiones de paneles fotovoltaicos y piranómetros que se ubican en el terreno para medir la irradiancia global del sol, su materia prima para la generación de energía. Pero cuando quieren calibrar esos piranómetros deben hacerlo en terreno, junto con la extensión de paneles. Su retiro del lugar para el envío a los laboratorios del CENAM interrumpiría el monitoreo que se realiza en la planta para el control de su producción de energía.
“Hasta el momento no existía esa demanda en México. Ahora tenemos que abocarnos a la construcción de una estación remota que podamos llevar a la granja para calibrar en el sitio el conjunto de piranómetros mientras todo está en funcionamiento”, explica el especialista del CENAM.
Castillo agrega, que “las plantas ensambladoras de módulos solares utilizan casi como un caballo de batalla simuladores solares de área grande, probando en su interior los paneles solares que fabrican, para luego colocarles la etiqueta que indica su potencia pico, dato esencial para calcular el costo de los módulos que producen”. Esos simuladores deben ser ajustados con frecuencia en función de diferentes parámetros, lo que requiere disponer de calibradores de esos simuladores. “Logramos desarrollarlos -dijo con una sonrisa de satisfacción- pero al hacerlo surgieron nuevos desafíos relacionados con el ajuste y medición de las magnitudes eléctricas de corriente pico y tensión eléctrica”.
Energía colectiva
Es viernes. Se acerca la hora en que José se reúne con su grupo. FFF ha hecho público en México sus ejes centrales: acelerar la transición energética justa hacia energías renovables, prohibir la técnica de extracción de fractura hidráulica o fracking, quitar los subsidios a los combustibles fósiles y establecer un precio, justo y transparente a las emisiones de carbono.
También piden que se escuche a los científicos. Despliegan sus banderas y pancartas (“No hay planeta ‘B’ ”) y marchan juntos, sabiendo que miles de jóvenes están reunidos en las plazas de todo el mundo por la misma causa. No hay tiempo que perder…
El ABC de las renovables
Las fuentes de energía renovables reconocidas por la Organización Internacional de Energías Renovables (IRENA) son:
La bioenergía: tiene su origen en el uso de la materia orgánica que se forma en algún proceso biológico o mecánico, principalmente de seres vivos o sus residuos.
La geotermia: alude a la ocurrencia de fenómenos térmicos que se desarrollan en el subsuelo terrestre. El agua y/o el vapor de agua son los portadores de la energía hacia la superficie terrestre.
La energía solar: resulta del aprovechamiento directo del sol, incluso en climas nublados. La energía solar se emplea cada vez más para generar electricidad o calentar, y también para desalinizar agua.
La energía eólica: se sustenta en el aprovechamiento de la energía cinética del viento para transformarla en energía eléctrica; esta transformación se logra haciendo uso de turbinas especiales. Cuando el viento hace contacto con los álabes de las turbinas se produce un giro en la turbina, es decir, se produce una transformación de energía cinética traslacional del viento a energía rotacional de la turbina. Si el eje de la turbina se conecta a un generador eléctrico entonces se completa el proceso de producción de energía eléctrica a partir de la energía cinética que posee el viento.
La energía oceánica o marina: es aquella que emplea las mareas, olas y corrientes para producir electricidad. Aunque todavía no es posible encontrar desarrollos comerciales, actualmente se encuentran en fases de investigación y desarrollo. Las tecnologías oceánicas más promisorias son: energía por oleaje, energía mareomotriz, energía de gradientes térmicos y energía por salinidad.
Energía hidráulica: resulta de convertir la energía cinética del agua de los ríos en energía eléctrica usando como elementos de conversión turbinas hidráulicas. Las centrales hidroeléctricas constan de dos configuraciones básicas: con presas y embalses, o sin ellos. Las que emplean presas pueden almacenar agua para producir energía eléctrica en situaciones de alta demanda.
Para saber más: Piranómetros y pirheliómetros. La medida de las radiaciones
https://www.revistadeacuerdo.org/2017/05/12/dias-de-sol/
