EnergiasRenovables-25AAnosdelaUNAMenTemixco

Universidad Nacional Autnoma de Mxico

Dr. Jos Narro RoblesRector

Dr. Sergio M. Alcocer Martnez de CastroSecretario General

Lic. Enrique del Val BlancoSecretario Administrativo

Mtro. Javier de la Fuente HernndezSecretaria de Desarrollo Institucional

M.C. Ramiro Jess Sandoval Secretaria de Servicios a la Comunidad

Lic. Luis Ral Gonzlez PrezAbogado General

Dra. Estela Morales Campos Coordinadora de Humanidades

Dr. Carlos Armburo de la Hoz Coordinador de la Investigacin Cientfica

Centro de Investigacin en Energa

Dr. Claudio A. Estrada GascaDirector

Dr. Edgar R. Santoyo GutirrezSecretario Acadmico

Ing. Beatriz Olvera RodrguezSecretaria Administrativa

Arq. Francisco J. Rojas M.Secretario Tcnico

Dr. Aarn Snchez JurezSecretario de Gestin Tecnolgica

Dr. Ignacio S. Torres AlvaradoCoordinador de Docencia

Jefes de Departamento

Dr. Arturo Fernndez MadrigalMateriales Solares

Dr. Wilfrido Rivera Gmez FrancoSistemas Energticos

Dr. Eduardo Ramos MoraTermociencias

Julia Tagea PargaCoordinadora del proyecto editorial

Francisco RebolledoCorreccin de estilo

Mireya Gally JordArchivo fotogrfico

Cecilia Beln PiaggioDiseo y formacin

D.R. 2010. Centro de Investigacin en Energa

ISBN: En trmite

Este libro no puede ser reproducido, total ni parcialmente, por ningn medio electrnico o de otro tipo, sin autoriza-cin escrita del propietario de los derechos.

Impreso y hecho en Mxico

Energas Renovables 25 Aos de la UNAM en Temixco

Centro de Investigacin en EnergaUniversidad Nacional Autnoma de Mxico

Presentacin...................................................................................................7Claudio A. Estrada

Prefacio.........................................................................................................11Julia Tagea y Francisco Rebolledo

Una visin retrospectiva del inicio de nuestra institucin................13Manuel Martnez

Presente y futuro........................................................................................23Claudio A. Estrada

El Posgrado en Temixco.............................................................................47Isaac Pilatowsky, Roberto Best, Wilfrido Rivera, Edgar Santoyo e Ignacio Torres

Here comes the sun..................................................................................69Roberto Best

El redescubrimiento del sol.....................................................................83Camilo Arancibia y Claudio A. Estrada

La energa de nuestro planeta ...............................................................103Ignacio Torres y Edgar Santoyo

Historia del futuro....................................................................................119Fabio Manzini

Contenido

El sol, nuestra prosperidad.....................................................................141Karunakaran Nair

La energa solar como combustible para mover al mundo............157Arturo Fernndez y Sergio Gamboa

Materiales nanomtricos y moleculares: la grandeza de lo nfimo......171Marina Rincn

Una memoria personal de la historia del grupo de Transferencia de Energa y Masa ..........................................................................................185Eduardo Ramos

De tomos y molculas a slidos y fluidos macroscpicos...........207Mariano Lpez de Haro

Anexos

Lista del Personal Acadmico - 2010...................................................223

Lista del Personal Administrativo - 2010............................................227

Lista del Alumnos Egresados.................................................................231

Mi sueo visionario..................................................................................243Jos Vargas Valero

Presentacin

Claudio A. Estrada

La Universidad Nacional Autnoma de Mxico es la institucin de educacin superior e investigacin ms importante del pas. Su carc-ter nacional la obliga a tratar temas nacionales prioritarios con visin de futuro. Uno de estos temas es el de la energa.

Se sabe que cada segundo, nacen ocho nios que requerirn un suministro energtico seguro y econmico para tener un nivel de vida digno. Con este crecimiento poblacional, los requerimientos de energa primaria del mundo debern casi duplicarse para el ao 2030 y ms del 80% de la poblacin mundial estar viviendo en pases en desa-rrollo. As mismo, apenas empezamos a ver el costo real del impacto ambiental causado por el suministro convencional de energa. Mxico no se excluye de esta reflexin. Las actuales inversiones en energa no son consistentes con los retos que nuestro sistema de suministro de energa est enfrentando. El enfoque de generacin de energa cen-tralizada no ser capaz de suministrar energa a la mayor parte de la poblacin mundial en una forma econmica y respetando el medio ambiente local y global. El protocolo de Kyoto, firmado por Mxico, convoca a la comunidad internacional a una reduccin de los gases de efecto invernadero y promueve acciones pblicas encaminadas hacia la transicin a las energas renovables (ER).

Lo anterior justifica plenamente la urgencia de realizar investigacin bsica, aplicada, desarrollo tecnolgico, desarrollo de proyectos de-mostrativos, desarrollo industrial y de mercados en nuevas tecnologas de energa, as como de formar recursos humanos altamente especia-lizados. Las energas renovables ya han mostrado avances importantes en las dcadas recientes. La impresionante reduccin de costos de estas tecnologas, junto con la esperada subida de los precios de los hidrocarburos en el presente y el futuro, y la valoracin de los costos ambientales ligados a los sistemas convencionales de suministro de energa, han hecho posible que algunas tecnologas de energas reno-

Presentacin Presentacin

vables sean totalmente competitivas para su uso masivo hoy en da, y que otras lo sern en los aos venideros. Todo esto sumado al enorme potencial de recursos de ER disponible en Mxico, por cierto, mucho mayor este potencial que el que tenemos de combustibles fsiles.

El uso de las fuentes renovables de energa y el uso racional de la energa se han convertido en los pilares fundamentales de una poltica energtica responsable para el futuro. Debido a sus caractersticas de sustentabilidad, las tecnologas de energas renovables son capaces de preservar las fuentes, virtualmente sin ningn impacto ambiental. As, ellas contribuyen a la proteccin del ambiente y a la seguridad energ-tica de las generaciones presentes y futuras.

En la UNAM, se iniciaron las investigaciones en energas renovables desde la dcada de los aos 70s. En 1985 se inaugura el Laboratorio de Energa Solar (LES) del Instituto de Investigaciones en Materiales en Temixco, Morelos y en 1996 ste se transforma en el Centro de Investigacin en Energa (CIE) de la UNAM. Actualmente, el CIE es el nico centro de investigacin de la UNAM dedicado principalmente al estudio y desarrollo de aplicaciones de las energas renovables en Mxico. El carcter de la investigacin en energa, en particular en ener-gas renovables, es multidisciplinario. Por ello, la actual estructura del CIE que atiende el estudio de materiales, de procesos y de sistemas es conveniente para generar conocimiento, nuevo y de frontera, y desa-rrollar tecnologas que aprovechen las fuentes renovables de energa.

En sus 25 aos de existencia, el LES-CIE ha mostrado ser una enti-dad universitaria con un alto rendimiento acadmico: tanto en la pro-duccin cientfica y tecnolgica, como en la formacin de recursos hu-manos de alta calidad, sus actividades de difusin y ms recientemente con la vinculacin. Somos un Centro de investigacin consolidado, con reconocimiento nacional e internacional. Esto se debe al compromiso de todos sus integrantes, particularmente de los acadmicos, que con sus actividades cotidianas atienden y desarrollan las actividades para las que fue creado, y al apoyo indiscutible que se ha tenido de las autori-dades universitarias que le ha permitido fortalecerse tanto en personal como en infraestructura fsica.

El Centro de Investigacin en Energa de la UNAM es uno de los po-cos lugares privilegiados de Mxico que, en estos 25 aos de desarrollo, ha consolidado fortalezas y liderazgo en varios nichos de desarrollo cientfico y tecnolgico de las ER. Ms an, y gracias a su vigorosa par-ticipacin en la formacin de recursos humanos, especialmente en el posgrado en Ingeniera en Energa de la UNAM, este Centro tiene una

Presentacin Presentacin

posicin lder nacional en la generacin de recursos humanos en el rea de las ER; esto lo avala la incorporacin de nuestros egresados a varias universidades estatales y a algunos centros de investigacin. No obstan-te esta privilegiada situacin y de su innegable compromiso, es evidente que se debe de fortalecer este Centro an ms, para seguir cumpliendo con su misin y para que contine siendo en el futuro un Centro de investigacin estratgico para el desarrollo sustentable del pas.

Estamos orgullosos de este Centro, en el que hemos crecido y nos hemos fortalecido. Somos una comunidad acadmica madura, que ha hecho aportaciones cientficas y tecnolgicas en el campo de la energa, particularmente de las energas renovables, y que tambin ha contribuido a la promocin y formulacin de polticas pblicas en favor de las ER.

A pesar de estos notables logros del CIE, es importante sealar que el pas requiere incrementar su capacidad en materia de investi-gacin, desarrollo tecnolgico y formacin de recursos humanos, para apropiarse y/o desarrollar las tecnologas de ER y promover una indus-tria nacional con mayor sustentabilidad. En este contexto, nuestro 25 aniversario es un gran momento de reflexin sobre los cambios que debemos impulsar, con el propsito de superar los logros alcanzados y estar a la altura de los retos que enfrenta el pas. El CIE deber pro-fundizar los desarrollos sobre algunas reas de las ER que tenemos ya consolidadas, pero es tambin necesario ampliar nuestro espectro de investigacin y desarrollo tecnolgico sobre otras reas que urgente-mente lo requieren. En suma, adems de los logros consolidados, el CIE deber avanzar cubriendo reas del conocimiento y problemticas emergentes en el campo de la energa sustentable. Esto ser una tarea que debemos emprender a la brevedad.

Este ao de 2010 estamos festejando nuestros 25 aos de vida institucional con una serie de eventos acadmicos y culturales que hemos organizado, y entre los cuales destacan: una serie de seminarios especiales, un simposio internacional, un evento de puertas abiertas, la edicin de nmeros especiales para la Revista Digital Universitaria y para una revista internacional indizada, la co-participacin en varios congresos nacionales de prestigio acadmico, y finalmente, un evento solemne para develar la placa conmemorativa por parte de nuestro Rector, el Dr. Jos Narro Robles, y reconocer a los acadmicos que fundaron esta entidad universitaria y a los jefes y directores que en su momento tuvieron la visin de apoyar este proyecto acadmico, as como para recordar a los compaeros que desafortunadamente ya se han ido.

10 Presentacin

Tengo el gusto de presentar este libro conmemorativo por los 25 aos que conjuntamente con un grupo de acadmicos, de los diferentes grupos de investigacin, hemos realizado con el propsito de dejar cons-tancia de nuestros orgenes, de nuestra evolucin y de lo que hoy somos y hacemos en este Centro Universitario de Investigacin. El texto ha sido escrito de tal manera que creo resultar de inters tanto para la propia comunidad del CIE, como para la comunidad universitaria en general, y para toda persona que desee conocer las contribuciones cientficas y tecnolgicas ms relevantes que ha hecho el personal del Centro.

Felicitaciones a toda la comunidad universitaria del Centro por los primeros 25 aos de existencia; una comunidad comprometida con la investigacin de excelencia, con la formacin de recursos humanos de calidad, con la difusin del conocimiento y la vinculacin con la so-ciedad; una comunidad que trabaja y suea por un mejor futuro para nuestro pas, un futuro sustentable.

Claudio A. Estrada

Presentacin 11

Prefacio

Julia Tagea y Francisco Rebolledo

El ser humano tiene una debilidad por los mltiplos del nmero cin-co, que desde luego se debe a que tiene cinco dedos en cada mano. Aunque el mltiplo favorito es el diez, base del sistema decimal, gusta de toda su tabla de multiplicar. Pero no es slo por esto que se est celebrando con mucho entusiasmo que la Universidad Nacional Aut-noma de Mxico (UNAM) instal hace 25 aos en Temixco, Morelos, su sede para investigacin sobre energa solar. Lo que llena de satis-faccin a la comunidad universitaria es la consolidacin y los logros alcanzados por este proyecto en este tiempo, sobre un tema que se ha vuelto cada vez ms fundamental para la permanencia de la humanidad sobre el planeta.

Este libro conmemorativo se extiende desde los orgenes, como Laboratorio de Energa Solar, hasta lo que hoy es el Centro de Investi-gacin en Energa (CIE) de la UNAM. Es producto de un taller dirigido por Paco Rebolledo, con el apoyo de Julia Tagea, con representantes de cada una de las coordinaciones de investigacin en las que hoy est dividido. Tambin participaron investigadores del Centro que tuvieron o tienen puestos directivos. Quisimos contar cmo naci el proyecto varios aos antes de ser una realidad, en el aquel entonces Centro de Investigacin en Materiales en la Ciudad Universitaria en el Distrito Fe-deral, y cmo est constituido hoy y hacia donde queremos dirigirnos. En paralelo al propio Centro, hemos dado mucho nfasis a los estudios de posgrado, pues la formacin de estudiantes es una de las misiones principales de la Universidad. Adems, ste es un libro sobre ciencia, sobre la ciencia que se desarrolla en el CIE, sobre energas renovables y sobre desarrollo sustentable.

Un taller de redaccin es una especie de terapia de grupo en la que los participantes suelen diferir mucho al inicio; despus aceptan negociaciones y, sorprendentemente, al final logran construir acuerdos. Las reglas del taller fueron muy libres y eso se refleja en los diferentes

12 Prefacio

estilos de escritura y de presentacin. No es un libro que tenga que ser ledo en forma ordenada. Se puede saltar entre captulos y siempre reencontrar el hilo. Si bien se describen investigaciones de bastante complejidad tcnica, hemos procurado dar los elementos necesarios para su comprensin, incorporando pequeos glosarios cuando los sentimos necesarios. Hemos aadido imgenes y algunos autores han incluido ancdotas y detalles histricos. Buscamos representar a toda la comunidad a travs de parte de sus miembros y esperamos que se vuelva un documento entraable para todos.

Qu ha sucedido en estos 25 aos? La poblacin mundial pas de aproximadamente 4, 800 millones a 6, 800 millones y entre los nue-vos habitantes estn algunos de nuestros alumnos, de nuestros hijos y todos nuestros nietos. En estos 25 aos hemos aprendido sobre los peligros de la contaminacin. Nos hemos dado cuenta de un cambio climtico y del impacto del uso de los combustibles fsiles. Hemos tenido los aos de temperaturas ms altas que se tenga registro, han aumentado las emisiones de CO2 y ha cado la produccin de petrleo de Cantarel. Se han desarrollado cada vez ms las fuentes renovables de energa. Asimismo, cada vez se oyen ms voces a favor de las llama-das energas renovables y de la bsqueda de un desarrollo sustentable que no slo proteja el futuro de nuestra descendencia sino busque la equidad actual.

En estos 25 aos el Laboratorio de Energa Solar se volvi el Cen-tro de Investigacin en Energa. Aument el personal, aunque desafor-tunadamente tambin se han perdido algunos colegas. Hay muchos ms equipos de laboratorio y de cmputo. Se han publicado muchos artculos y formado muchos alumnos. Sobre todo, como constatamos en el taller del libro, se ha logrado constituir una comunidad ejemplo de lo que deberan de ser las comunidades humanas: diversa y mul-titnica de mujeres y hombres, con muy diversos lugares de origen, diferentes edades y aficiones, diferentes profesiones y especialidades, diferentes opiniones y posiciones y muchas veces en desacuerdo, pero que convive y trabaja en libertad, con respeto y afecto y con una meta comn, cobijados por una gran universidad. En el CIE hay un compro-miso social con la investigacin cientfica y tecnolgica de excelencia, el desarrollo tecnolgico sustentable y con la educacin de calidad para lograr un pas y un mundo mejor.

Prefacio 13

Nuestra investigacin institucional en energa solar empieza en 1975 con el trabajo Contribucin al Estudio de las Aplicaciones Trmicas de la Energa Solar, elaborado por Roberto Best, M. Jurez, Eric Mayer, Gabriel Olalde e Isaac Pilatowsky, y publicado en las Memorias de la IV Conferencia nter-Americana en Tecnologa de Materiales, que se llev a cabo en Caracas, Venezuela. Para 1985 ya se publicaban 0.5 artculos en revistas indizadas por investigador, para 1996 se publicaban ms de 1.7 artculos en revistas indizadas por investigador; productividad que se ha mantenido hasta la fecha.

El Centro de Investigacin en Energa (CIE), de la Universidad Na-cional Autnoma de Mxico, tiene como su primer antecedente al Centro de Materiales, fundado el primero de febrero de 1967 por acuerdo del rector Javier Barros Sierra, que tena como principal obje-tivo realizar investigacin en ciencia e ingeniera de materiales con un sesgo eminentemente tecnolgico. Su primer director fue el doctor Jos Antonio Nieto; sin embargo, la mayora de su personal acadmico provena del Instituto de Fsica. En 1969, al diversificar sus reas de investigacin, se cambia el nombre a Centro de Investigacin en Ma-teriales (CIM) por acuerdo del rector Javier Barros Sierra; su primer director fue el doctor Juan Antonio Careaga. Sus reas de investigacin eran fsica de materiales a bajas temperaturas, polmeros y materiales metlicos, y se adapta a la filosofa del Subsistema de Investigacin Cientfica. Posteriormente, en 1973, se emprendieron investigaciones en materiales cermicos y energa solar y se adopt, para su organi-zacin acadmica, una estructura integrada por tres departamentos: Ciencia de Materiales, Tecnologa de Materiales y Desarrollo Industrial de Materiales. A partir del CIM, y por la calidad de la investigacin reali-zada y la masa crtica de sus investigadores, el H. Consejo Universitario, presidido por el rector Guillermo Sobern, crea en 1979 el Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM), dedicado al trabajo acadmico

Una visin retrospectiva del inicio de nuestra institucinManuel Martnez

14 Una visin retrospectiva del inicio de nuestra institucin Una visin retrospectiva del inicio de nuestra institucin

fundamental y aplicado en lo que a ciencia e ingeniera de materiales se refiere y se establecen los Departamentos de Energa Solar, de Ma-teriales Metlicos y Cermicos, de Polmeros y de Fsica de Materiales a Bajas Temperaturas. El primer director fue el doctor Jorge Rickards, seleccionado de una terna que inclua al doctor Nieto y a m.

Los antecedentes del Departamento de Energa Solar del IIM, como ya mencion, datan de 1975, con las investigaciones realizadas por el doctor Eric Mayer, Jefe del Departamento de Tecnologa de Materiales, sus colaboradores y sus alumnos. En el Informe del CIM-UNAM de 1976 y con relacin a Energa Solar, se mencionan las publicaciones de Everardo Hernndez , La Distribucin de la Radiacin Global en Mxico Evaluada mediante la Fotointerpretacin de la Nubosidad Ob-servada por Satlites Meteorolgicos y The Seasonal Distribution of Incoming Solar Radiation in Mexico, y de Eric Mayer, Utilizacin de la Energa Solar en los Pases en Vas de Desarrollo: el Caso de Mxico y Present State and Perspective of Solar Energy Applications in Mexi-co. Asimismo, se recibieron de licenciatura en temas energticos y so-lares Juan Jos Ambriz, Hernando Guerrero, Julia Quintana y Eduardo Ramos, y de maestra Everardo Hernndez y Roberto Best. De hecho, la primera tesis de licenciatura fue de Gabriel Olalde en 1974 sobre colectores planos y la dirigi Isaac Pilatowsky.

En 1977, el doctor Mayer nos llev a un grupo de diez acadmicos del IIM a la primera reunin a nivel nacional, en la Universidad Aut-noma Metropolitana, Unidad Xochimilco, donde cuarenta especialistas de instituciones pblicas y privadas, que realizaban investigacin, de-sarrollo tecnolgico, fabricacin y comercializacin relativa a fuentes renovables de energa, decidimos mantener un dilogo permanente y un inventario de recursos humanos dedicados a este tema. En 1978, un generoso financiamiento de la Organizacin de Estados America-nos, permiti que se empezara a consolidar un grupo de investigacin en el rea de la Energa Solar. En 1979 y al regreso del doctor Mayer a su natal Francia, el doctor Gustavo Best fue designado Jefe del De-partamento de Energa Solar, en la creacin del IIM, de una terna que completbamos el doctor Luis del Castillo y yo.

A fines de 1979, hubo una reunin peculiar en el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologa (CONACyT) en la que participaron, entre otros, los doctores Ignacio Gutirrez y Jaime Parada. Como resultado de ella, y con el beneplcito de autoridades universitarias, el doctor Gustavo Best fue invitado a unirse al grupo de Enrique V. Iglesias que organizara la Conferencia Mundial de Fuentes Nuevas y Renovables

Una visin retrospectiva del inicio de nuestra institucin 15Una visin retrospectiva del inicio de nuestra institucin

de Energa, el doctor Best acept y se fue a la Comisin Econmica para Amrica Latina, en Santiago de Chile. Tambin, el doctor Luis del Castillo fue invitado a ser el primer director del Centro de Investi-gacin Cientfica de Yucatn; acept y se fue a residir a Mrida. As, el doctor Rickards me design segundo Jefe del Departamento de Energa Solar.

Desde la poca del doctor Mayer se consideraba imprescindible hacer investigacin sobre energa solar fuera de Ciudad Universitaria para poder tener el campo experimental y la insolacin adecuados. Existe una leyenda urbana sobre la puesta de la primera piedra de un Laboratorio de Energa Solar del CIM en La Paz, Baja California Sur, por el entonces presidente Luis Echeverra. Recibimos generosas ofertas institucionales para instalarnos en La Paz, Mazatln, Oaxaca, Puente de Ixtla y San Juan del Ro. No haba una poltica especfica de descentrali-zacin en la UNAM y los universitarios se trasladaban a los estados en forma casustica y con beneficios y compromisos diversos. En 1980, el rector Guillermo Sobern defini una poltica para crear polos de de-sarrollo fuera de Ciudad Universitaria y desde entonces proyectamos la creacin de un laboratorio de energa solar en el Estado de More-los, cuyo objetivo principal sera el de realizar investigacin cientfica y desarrollo tecnolgico para el aprovechamiento de la energa solar, tendiente a estructurar sistemas energticos que sean econmica y socialmente aplicables.

El doctor Pilatowsky y yo habamos obtenido un terreno de 28,000 metros cuadrados por parte de los Ejidatarios de Temixco, que fue cedido a la UAEM con el propsito exclusivo de que nosotros lo uti-lizramos. Siempre contamos con el apoyo decidido de la Universidad Autnoma del Estado de Morelos, a travs de su rector Sergio Figue-roa y su secretario de vinculacin Jos Vargas. Si nos hubieran visto a Isaac y a m explicar en reuniones ejidales las bondades de la energa solar y los beneficios que traera a Temixco nuestra llegada! Creo esta-mos cumpliendo.

As, en julio de 1980, el rector Sobern aprob y presupuest la creacin del Laboratorio de Energa Solar (LES) en Temixco, Morelos, a una propuesta presentada por el doctor Rickards y yo, y diseada por supuesto por todos los miembros de dicho Departamento, tanto los que trabajaban en el rea fototrmica como los del rea fotovoltaica. Estaba definida as la construccin del LES en los prximos aos y es-tara ubicado en Temixco con una superficie construida de 3,700 me-tros cuadrados, aproximadamente. El doctor Roberto Best fue nuestra


avanzada en Morelos y disfrut por muchos meses de un amplio cub-culo en un descanso de una escalera en Los Belenes, de la Universidad Autnoma del Estado de Morelos (UAEM), en Cuernavaca.

En 1981 se inaugur la primera entidad acadmica en Morelos, el Centro de Fijacin de Nitrgeno, ahora Centro de Ciencias Genmi-cas. Nosotros bamos a ser los segundos; ya se haban terminado los planos arquitectnicos cuando nos rebas por la derecha el Centro de Ingeniera Gentica y Biotecnologa, ahora Instituto de Biotecnologa.

El Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologa (CONACYT) en esas fechas nos aprob, bajo la condicin de disponibilidad presupuestal, un apoyo financiero por un milln de dlares para equipar nuestras insta-laciones cuando estuvieran construidas. Era mucho dinero y cada uno diseo su propio laboratorio con los equipos que recibira. Despus de la devaluacin de 1982, el doctor Daniel Resndiz, entonces Secretario General del CONACYT y en la oficina ms grande que he visto, nos inform al doctor Rickards y a m que desafortunadamente no con-taban con presupuesto. As, empez el equipamiento del LES, matraz por matraz, tubera por tubera y tornillo por tornillo, todo logrado a travs de la aprobacin de los proyectos presentados por cada uno de los investigadores, bravo! A fines de 1982, el Departamento de Energa Solar estaba conformado por 6 investigadores titulares, 9 investigado-res asociados y 8 tcnicos acadmicos.

A principios de 1983, yo tom mi ao sabtico para crear el rea de Fuentes de Energa No Convencionales, en la Secretara de Energa, Minas e Industria Paraestatal, el doctor Enrique Sansores fue designado Jefe del departamento de Energa Solar, y se inici la construccin del edificio, en el terreno de 28,000 metros cuadrados.

En agosto de 1984 se termin la construccin con una superficie de 4,200 metros cuadrados, y en agosto de 1985 el Rector Jorge Car-pizo, junto con el director del IIM, doctor Guillermo Aguilar, inaugur las instalaciones del LES. El doctor Enrique Sansores fue el primer Jefe del LES.

Los objetivos especficos para los que fue creado el LES fueron: ofrecer las condiciones adecuadas para realizar la investigacin bsica, la investigacin aplicada y el desarrollo tecnolgico en energa solar ; participar en la formacin de recursos humanos a travs de programas de posgrado en energa solar y de cursos de actualizacin; difundir los conocimientos generados como producto de las investigaciones, y par-ticipar en la formacin de una cultura nacional en el aprovechamiento de la energa solar y otras fuentes renovables.

Terreno donde se construy el Laboratorio de Energa Solar (LES).


Los investigadores ramos Luis Enrique Sansores, Isaac Pilatowsky, Eduardo Ramos, Roberto Best, Vicente Lemus, Jorge Ocampo, Roger Magar, S. C. Kaushik, Roberto Monroy, P. K. Nair, Alfonso Smano y yo. Cabe mencionar que, por un cambio en las polticas institucionales, la mayora de los investigadores del rea fotovoltaica se qued en Ciu-dad Universitaria y fund los Grupos de Semiconductores de Brecha Grande y de Materiales y Dispositivos en Pelcula Delgada.

Como tcnicos acadmicos participaban Pedro Cabrera, Jos Cam-pos, Arturo Fernndez, Jos Gmez, Manuel Gordon, Jorge Hernndez, Ramn Herrera, Hilario Lpez, Fabio Manzini, Ernesto Martn del Cam-po, Sara Moya, Humberto Olvera, Aarn Snchez y Eduardo Alvarado.

Conformaban el personal administrativo Quirina Delgado Antnez, Rosa Mara Uribe de Ocampo, Miguel A. Tovar Martnez, Sergio Her-nndez Granados, Gregorio Hernndez Miranda, Roberto Ros Lpez, Miguel A. Ros Martnez, Juan Rodrguez Granados, Alvizo Garza, Fran-cisco Becerril Porras, Raymundo de la Guardia Hernndez, J. Ignacio Enrquez Hernndez, Enrique Esquivel Zita, Sofa Martnez Sanabria, Jorge Spndola Sols, Jorge Antonio Ursino Viedma, Rosalo F. Vzquez Cerqueda y Jacinto Vzquez.

Se contaba con cinco grupos de investigacin. El primero era Sis-temas Fotovoltaicos, cuyo objetivo era el desarrollo de materiales y estudio de sus propiedades elctricas y pticas para su utilizacin en celdas solares; estudio y desarrollo de contactos transparentes para su utilizacin en celdas solares y, en general, el estudio de problemas de contactos metal-semiconductor, y el estudio de los subsistemas que integran los sistemas fotovoltaicos y su integracin para aplicaciones concretas. Tena tres lneas de investigacin: sistema de descarga ga-seosa; caracterizacin de pelculas de a-Si, y plan rector de fuentes alternas. El segundo era Transferencia de Masa y Energa, cuyo objetivo era estudiar fenmenos de transferencia y energa que ocurren en el aprovechamiento de la energa en general y de la energa solar en particular. Tena siete lneas de investigacin: transferencia de calor por conveccin natural en sistemas unidimensionales; conveccin natural en medios porosos; secado de granos con energa solar ; transferen-cia de calor por el mtodo de elemento finito para la solucin de fenmenos de transporte; sistema de erosin inica para el depsito de superficies selectivas; preparacin y caracterizacin de superficies selectivas de cromo negro en sustratos de cobre niquelado, y pelculas delgadas de silicio amorfo obtenidas mediante CVD para aplicaciones pticas. El tercer grupo era Termodinmica Aplicada, cuyo objetivo era

Inicia la construccin.


contribuir a la solucin de los problemas de conservacin y/o refrige-racin de productos perecederos; demostrar la factibilidad tecnolgica y econmica de los dispositivos desarrollados, y realizar estudios que permitan la optimizacin termodinmica de los sistemas de enfria-miento por absorcin. Tena cuatro lneas de investigacin: refrigerado-res por absorcin amoniaco-agua; absorbedor de pelcula descendente para amoniaco-agua; experimentacin con generadores verticales de amoniaco-agua de conveccin forzada, y simulacin y modelacin de sistemas trmicos solares para refrigeracin y aire acondicionado. El cuarto grupo era Sistemas Pasivos, cuyo objetivo era proponer, probar y modelar subsistemas que componen un sistema pasivo que den in-formacin bsica al arquitecto o al ingeniero, para el diseo de edifica-ciones en las que se pretende disminuir los requerimientos de energa, y recabar y sistematizar informacin del clima de la Repblica Mexicana. Tena cuatro lneas de investigacin: almacenamiento trmico en muros y techos; evaluacin experimental y terica de los diseos pasivos en el LES; desarrollo de programas de cmputo para la simulacin de la operacin trmica de edificios, e infraestructura para la adquisicin de datos meteorolgicos en el LES. El quinto grupo de investigacin era Materiales y Sistemas Constructivos, cuyo objetivo era realizar inves-tigacin tecnolgica en el rea de edificacin, en particular vivienda, teniendo en cuenta los factores econmico y energtico, bsicamente mediante el aprovechamiento de recursos naturales. Tena dos lneas de investigacin: materiales de construccin y sistemas constructivos.

Debemos sealar que la infraestructura del Centro de Cmputo en 1985 estaba formada por: una Computadora HP serie 9000, modelo 540, 2.5 Mb de memoria, 264 Mb de disco fijo; una impresora de 30 l-neas por minuto, unidad de cinta de 9 canales, 1600 bpi; tres terminales; un graficador; dos Computadoras HP9816 con 15 Mb de disco duro cada una; una computadora Apple II, 48 k, y una terminal televideo 950 + modem para acceso a la B7800. El sistema de comunicacin interna mejor muchsimo al contratar a Virginia Ayala. Es inolvidable el volu-men de su voz al notificarnos que tenamos una llamada y debamos ir corriendo al nico telfono, que se encontraba en la administracin.

Parte fundamental en el desarrollo del LES fue la colaboracin de los estudiantes de la Maestra en Energa Solar y de la Especializacin en Heliodiseo ofrecidas por la Unidad de Ciclos Profesionales y de Posgrado del Colegio de Ciencias y Humanidades, que tenan como sede al propio LES. Desde 1981, los miembros del Departamento de Energa Solar trabajamos para elaborar el programa acadmico de di-

Construccin de los laboratorios.


chas maestra y especializacin; en particular, el doctor Pilatowsky y yo. En 1985, el doctor Pilatowsky tom un ao sabtico y tuve que encar-garme del seguimiento de la Maestra y la Especializacin para que el Consejo Universitario las aprobara oficialmente el 16 de abril de 1986. La Maestra inici el 6 de mayo de 1987 y la Especializacin el 25 de abril de 1988, ambas bajo la coordinacin del doctor Pilatowsky.

La produccin del personal acadmico exclusivamente durante su adscripcin al LES en el periodo de 1985 a 1996 fue de 239 artculos publicados en revistas indizadas; 82 artculos en memorias de congre-sos internacionales; 201 artculos en memorias de congresos nacio-nales; 107 artculos de divulgacin y enseanza, y 8 libros. Adems, en este periodo, se dirigieron tesis a 49 estudiantes de licenciatura, 32 de maestra y 10 de doctorado.

En 1996, la madurez, productividad y relevancia de la labor desa-rrollada por los acadmicos del LES, conduce al Consejo Universitario a crear, el 13 de noviembre y a propuesta del rector Jos Sarukhn, el Centro de Investigacin en Energa (CIE) con 21 investigadores, 9 tcnicos acadmicos y 2 profesores. Yo fui designado primer director por el rector Sarukhn y tuve el honor de acompaar en la terna a los doctores Jaime Cervantes y Karunakaran Nair.

La misin del CIE contemplaba: realizar investigacin bsica y aplica-da y desarrollo tecnolgico en la generacin, transmisin, conversin, almacenamiento, utilizacin e impactos de la energa, en particular de las fuentes renovables; llevar a cabo estudios, asesoras y capacitacin a instituciones en el rea de la energa; formar estudiantes, principalmen-te de posgrado, a travs de cursos y tesis, y difundir los conocimientos adquiridos en el rea, para alcanzar el desarrollo sustentable del pas.

Sus objetivos principales eran: Investigacin: realizar investigacin bsica y aplicada sobre aquellos materiales, tcnicas, procesos, dispo-sitivos y sistemas que aprovechen las fuentes no convencionales de energa y conserven aqullas convencionales; Desarrollo de Recursos Humanos: fomentar programas de enseanza de alta calidad en cien-cia y tecnologa para impulsar la formacin de individuos conscientes del mejoramiento de la vida humana a travs del uso inteligente de la energa, y Desarrollo Tecnolgico: identificar y fomentar aquellas tecno-logas relacionadas con el aprovechamiento de las fuentes renovables de energa y con el uso racional de los recursos energticos, acordes con el estado de desarrollo del pas.

Durante 1997, nuestro primer ao como Centro, se llev a cabo una revisin conceptual de las actividades que realizbamos para adecuar-Lo que sera la entrada.


las a nuestro nuevo estatus. Tambin, se modificaron los reglamentos internos, las estructuras acadmico-administrativas y se organizaron los diversos cuerpos colegiados. Tambin definimos al proyecto de investi-gacin como el elemento bsico de nuestra organizacin acadmica y administrativa y, para crear sinergias, nos agrupamos en Departamen-tos y Coordinaciones.

El Departamento de Materiales Solares contaba con las Coordina-ciones de Superficies, Interfaces y Materiales Compuestos, donde par-ticipaban Hailin Zhao, Antonio Jimnez, Marina Rincn, Ral Surez y 11 estudiantes; de Recubrimientos pticos y Optoelectrnicos, donde participaban Santhamma Nair, Karunakaran Nair, Aarn Snchez, Jos Campos, scar Gomezdaza y 21 estudiantes, y de Conversin y Alma-cenamiento de Energa: Solar-Hidrgeno-Celdas de Combustible, don-de participaban Sebastian Joseph, Arturo Fernndez y 12 estudiantes.

El Departamento de Sistemas Energticos contaba con las Coordi-naciones de Refrigeracin y Bombas de Calor, donde participaban Ro-berto Best, Isaac Pilatowsky, Wilfrido Rivera, Jorge Hernandez, Adrin Oskam y 15 alumnos; de Geoenerga, donde participaban Surenda Pal Verma, Ignacio Torres, Mirna Guevara y 7 estudiantes; de Concentra-cin Solar, donde participaban Claudio Estrada, Jaime Cervantes y 8 estudiantes, y de Planeacin Energtica, donde participbamos Jorge Islas, Fabio Manzini, 6 estudiantes y yo.

El Departamento de Termociencias contaba con las Coordinacio-nes de Fsica Terica, donde participaban Julia Tagea, Mariano Lpez de Haro, Antonio del Ro, Sergio Cuevas, Yuriy Rubo y 5 alumnos, y de Transferencia de Energa y Masa, donde participaban Eduardo Ramos, Francisco vila, Jorge Rojas, Guadalupe Huelsz, Ral Rechtman, Guiller-mo Hernndez y 14 alumnos.

Entre 1997 y 1999, siendo rector Francisco Barns y yo director del CIE, se crearon los llamados Posgrados Universitarios que asimilaban a un sinnmero de maestras y doctorados en la UNAM. Trabajamos intensamente en la creacin del Posgrado en Ingeniera, donde nuestra maestra y especializacin se convirtieron en el rea de Energa, y as tuvimos la posibilidad de ofertar estudios de doctorado en Temixco.

Tambin en 1997, instauramos la Coordinacin de Docencia para conducir ms apropiadamente nuestra participacin en varios Posgra-dos Universitarios: Ingeniera, Ciencia e Ingeniera de Materiales y Fsica y, adems, creamos una pequea Unidad de Gestin Tecnolgica para impulsar nuestra vinculacin con la sociedad a travs de dos vertientes: buscar en los sectores pblico, privado y social aquellos problemas en

El auditorio casi terminado.


los que podamos incidir y analizar nuestras investigaciones para detec-tar aqullas que podan ser transferidas a alguna empresa.

En ese ao ya habamos alcanzado logros importantes en nuestra investigacin, por ejemplo: produccin de vidrios laminados con recu-brimientos de PbS-CuS, ZnS-CuS y CuS para el control de la radiacin solar, usando hojas de polivinil butiral y etil vinil acetato, en colabora-cin con la empresa Selemec de Mxico; existencia de efecto fotovol-taico en estructuras de PbS/Cu1.8S-CdSe-CdS elaboradas por depsi-to qumico; preparacin de electrodos a base de metales calcogenuros para celdas de combustible; preparacin de pelculas compuestas de polianilina con cido poliacrlico por mtodo de bao qumico y su caracterizacin fisicoqumica; operacin de un secador de arroz con bomba de calor que alcanz un COP de 4.3 y un consumo de energa menor en tres veces al convencional; construccin de un concentrador de foco puntual totalmente instrumentado para estudios de flujo ra-diativos con muy alta concentracin (2000 K); construccin de un con-centrador de foco lineal para la destoxificacin de aguas contamina-das; nuevo mtodo para procesar datos geoqumicos en materiales de referencia internacional; caracterizacin de la ebullicin dentro de un capilar, interpretndolo como un sistema catico y midiendo sus pro-piedades estadsticas y no lineales; desarrollo del modelo macroscpi-co ms completo para estudiar el transporte y las propiedades pticas en silicio poroso; la aportacin de evidencia que apuntala la veracidad de la controvertida existencia de una transicin vtrea en un sistema denso de esferas duras; construccin de tres escenarios energticos para Mxico en el ao 2025 con desagregacin a nivel de energas disponibles, y obtencin de pelculas de CuInSe2 , Cu(In,Ga)Se2, CdTe, CdS por electrodepsito para obtener celdas de 9% de eficiencia en colaboracin con NREL.

sta es mi visin de nuestro inicio institucional en la investigacin, docencia y aprovechamiento de las energas renovables. Como bien sabemos, ni el pasado, ni el presente y mucho menos el futuro estn determinados; siempre cargan muchas subjetividades y juicios de valor. Sin embargo, los sueos que tuvimos y los esfuerzos que varios realiza-mos desde 1977 han tenido resultados muy exitosos, ms all de lo es-perado, no slo hasta 1997, en que termina este captulo, sino hasta el 2010, que estamos celebrando nuestros XXV aos de vida en Temixco. Podemos asegurar que somos el centro de investigacin y docencia en energas renovables ms avanzado de Amrica Latina.

23

Presente y futuroClaudio A. Estrada

Un poco de historiaLa historia del actual Centro de Investigacin en Energa comienza en el Centro de Investigacin en Materiales (CIM) fundado en 1967 y cuyo principal objetivo era realizar investigacin en ciencia e ingeniera de materiales. A partir del CIM se crea el Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM) en 1979 y en l se establece el Departamento de Energa Solar cuyas principales lneas de investigacin fueron las aso-ciadas con las reas del aprovechamiento fototrmico y fotovoltaico de la energa solar. Siendo el Director del IIM el Dr. Jorge Rickards, y a raz del desarrollo de los grupos de investigacin que constituan este Departamento y del proceso de descentralizacin que por esas fechas decidi realizar la UNAM, se gest el proyecto de crear un laborato-rio forneo de energa solar, cuya construccin se proyect sobre una superficie de 4,200 m2 en Temixco, Morelos y se termin en agosto de 1984. La inauguracin del Laboratorio de Energa Solar (LES) ocurri en agosto de 1985 con la presencia del Dr. Jorge Carpizo McGregor, Rector de la UNAM, del Dr. Arcadio Poveda, Coordinador de la Inves-tigacin Cientfica, del Dr. Guillermo Aguilar Sahagn, Director del IIM y del Dr. Enrique Sansores, primer Jefe del LES.

Fachada del edificio principal del CIE

24 Presente y futuro Presente y futuro

Los objetivos especficos para los que fue creado el LES fueron ofrecer las condiciones adecuadas para realizar las investigaciones bsica y aplicada y el desarrollo tecnolgico en energa solar, participar en la formacin de recursos humanos a travs de programas de posgrado en energa solar y de cursos de actualizacin, y difundir los conocimientos generados como pro-ducto de las investigaciones y participar en la formacin de una cultura na-cional en el aprovechamiento de la energa solar y otras fuentes renovables. Los jefes del LES que siguieron al Dr. Sansores cronolgicamente fueron los Doctores Eduardo Ramos, Manuel Martnez y Jaime Cervantes de Gortari.

La madurez, productividad y relevancia de la labor desarrollada por los acadmicos del LES-IIM desde su inauguracin, conducen al Con-sejo Universitario presidido por el Rector Dr. Jos Sarukhn a crear, el 13 de noviembre de 1996, el Centro de Investigacin en Energa (CIE) que entonces contaba con 24 investigadores y 10 tcnicos acadmicos. El Dr. Sarukhn nombr, en diciembre de 1996 al Dr. Manuel Martnez como primer director del CIE.

La misin del CIE qued establecida como:Realizar investigacin bsica y aplicada y desarrollo tecnolgico en la generacin, transmisin, conversin, almacenamiento, utilizacin e im-pactos de la energa, en particular de las fuentes renovables; llevar a cabo estudios, asesoras y capacitacin a instituciones en el rea de la energa; formar estudiantes, principalmente de posgrado, a travs de cursos y tesis, y difundir los conocimientos adquiridos en el rea, para alcanzar el desarrollo sustentable del pas.

Los grupos de investigacinAntes de formarse el CIE, el LES tena cuatro grupos de investigacin, a sa-ber, el grupo de sistemas fotovoltaicos, el grupo de transferencia de energa y masa, el grupo de fsica terica y el grupo de termodinmica aplicada. A partir de la creacin del CIE y tomando en cuenta su misin, los grupos se reorganizan en nueve coordinaciones agrupadas en tres departamentos: I) el Departamento de Materiales Solares con tres coordinaciones: Recubri-mientos pticos y Optoelectrnicos, Solar-Hidrgeno Celdas de Com-bustible y Superficies-Interfases y Materiales Compuestos; II) el Departa-mento de Termociencias con dos coordinaciones de investigacin: Fsica Terica y Transferencia de Energa y Masa; y III) el Departamento de Sis-temas Energticos con cuatro coordinaciones: Concentracin Solar, Geoe-nerga, Planeacin Energtica y Refrigeracin y Bombas de Calor.

En la etapa inicial de creacin del CIE se estableci que cada coordinacin o grupo de investigacin debera tener un mnimo de cuatro acadmicos:

Presente y futuro 25Presente y futuro

3 investigadores (dos titulares y un asociado) y 1 tcnico acadmico. Esto no se tuvo al inicio pero se dieron tres aos para que los grupos pudieran crecer de acuerdo a la disponibilidad de plazas. Cada coordinacin de las 9 que actualmente conforman al CIE tiene este mnimo de acadmicos y a lo largo de aproximadamente 14 aos se han consolidado en personal, en lneas de investigacin y trabajo acadmico, y han coadyuvado significa-tivamente a la consolidacin del posgrado en los diferentes programas en donde participa el CIE.

El CIE y su estado actualSobre las lneas de investigacinDe acuerdo a su misin, en el CIE se estudian, con un enfoque multi-disciplinario, diversos problemas relacionados con la energa, en par-ticular con las fuentes renovables, realizando investigacin cientfica y tecnolgica. Las lneas de investigacin que se cultivan en el CIE por los diferentes grupos son numerosas y variadas. A continuacin se men-cionan las ms relevantes por departamento.

En el Departamento de Materiales Solares las lneas son: el estudio de materiales fotovoltaicos para el desarrollo de celdas solares de 1ra, 2da y 3ra generacin, el desarrollo de dispositivos pticos y optoelec-trnicos para aplicaciones en energa solar, la produccin en planta piloto de recubrimientos semiconductores, la evaluacin de sistemas fotovoltaicos y tecnologas fotovoltaicas, el desarrollo de catalizadores para aplicaciones en celdas de combustible y produccin de hidr-geno, el desarrollo de materiales semiconductores por medio de las tcnicas sol-gel, evaporacin trmica y sputtering para aplicaciones en el rea de celdas solares, fotocatlisis heterognea y concentracin solar, el desarrollo de nuevos materiales y su aplicacin electroqumica en sistemas de almacenamiento de energa (bateras, capacitores y su-percapacitores), los sistemas integrados hbridos solar-hidrgeno para suministro de energa en sistemas aislados e interconectados a la red elctrica convencional, la conversin y el almacenamiento de energa electroqumica y fotoelectroqumica, el estudio de las heterouniones hbridas de polmeros conductores con semiconductores inorgnicos, las nanociencias y la nanotecnologa para el monitoreo y la remedia-cin ambiental, la fsica de superficies en materiales semiconductores y la bioenerga y los biocombustibles.

En el Departamento de Termociencias, las lneas de investigacin son la transferencia de energa y masa en flujos por conveccin natural, en flujos en canales con transporte de sedimentos, en flujos oscilatorios,


en flujos magnetohidrodinmicos, en sistemas de aprovechamiento de energa solar y en edificaciones, el transporte en nanocompuestos y medios porosos, la condensacin y superfluidez de los excitn-polari-tones en microcavidades semiconductoras, los sistemas complejos, la termodinmica de procesos irreversibles y la mecnica estadstica.

Finalmente, en el Departamento de Sistemas Energticos, las lneas de investigacin que se desarrollan son la ptica de concentracin solar, la transferencia de calor y masa en receptores de sistemas de concen-tracin solar, el estudio sobre materiales reflectores y absorbedores (desarrollo y medicin de propiedades), la conversin directa de ener-ga (termoinicos y termoelctricos), la fotocatlisis y la destoxificacin solar, la desalacin solar, los procesos a altas temperaturas y altos flujos radiativos (destoxificacin y produccin de combustibles solares), los sistemas termosolares para generacin de potencia elctrica y calor de proceso industrial, la simulacin matemtica de sistemas trmicos de aprovechamiento de la energa solar, la evaluacin de los recursos solar y elico, el desarrollo de nuevas alternativas para la produccin de fro con sistemas trmicos, el diseo y optimizacin de sistemas solares para calentamiento de agua, las tecnologas innovadoras para el secado de arroz, el desarrollo de nuevas metodologas y herramientas mejoradas para el aprovechamiento de los recursos geotrmicos, los estudios fisicoqumicos y de transferencia de calor en sistemas geo-trmicos, la geoqumica de fluidos y sus implicaciones en el estudio de los sistemas geotrmicos, los estudios de procesos de interaccin roca-agua y alteracin hidrotermal, la estadstica aplicada al manejo de datos experimentales y geoquimiometra, los estudios sobre el origen de volcanes, el desarrollo de software especializado para la solucin de problemas geocientficos, el desarrollo de nuevas metodologas de geoqumica analtica para la caracterizacin de materiales geolgicos y geotrmicos, la prospectiva y simulacin de sistemas energticos, la mitigacin del cambio climtico, la sustentabilidad de sistemas energti-cos, las tecnologa y economa de las plantaciones, cultivos energticos y la relacin presente y futura de los aspectos ambientales, tecnolgi-cos, sociales y polticos de la energa en Mxico y en el mundo.

Tanto las lneas de investigacin, como sus responsables muestran un buen nivel de competencia y de reconocimiento entre sus pares na-cionales e internacionales. En algunas lneas de investigacin como las de pelculas para el control de la radiacin solar, celdas solares, refrige-racin solar o concentracin solar, el CIE es el referente nacional. Todas las lneas que se cultivan tienen relevancia nacional y/o internacional.


Muestra de lo anterior es el hecho de que el CIE sea sede del Labo-ratorio Nacional de Sistemas de Concentracin Solar y Qumica Solar, proyecto cofinanciado por el CONACYT, la UNAM y la UNISON y del Laboratorio de Innovacin Fotovoltaica y Caracterizacin de Cel-das Solares, tambin cofinanciado por el CONACYT y la UNAM.

Esta fortaleza acadmica del CIE tiene un gran potencial para desa-rrollarse en el marco de un instituto de investigacin especializado en energas renovables.

Sobre su personal acadmico Desde su creacin en el ao 1996, el CIE realiza una importante la-bor en el avance del conocimiento en las reas que le competen y cuenta entre su personal acadmico con destacados miembros de la comunidad cientfica y tecnolgica mexicana. En particular, su queha-cer involucra reas de ciencia bsica, aplicada y desarrollo tecnolgico, balanceando estos aspectos en la generacin de conocimiento dentro de una institucin multidisciplinaria.

El siguiente grfico muestra la evolucin del personal acadmico adscrito al LES-CIE desde 1985 hasta 2010. En 1985 el nmero de aca-dmicos en el LES era de 26 personas: 14 investigadores y 12 tcnicos acadmicos. En diciembre de 1996, en el momento de su creacin, el Centro de Investigacin en Energa (CIE) contaba entonces con 34 acadmicos: 24 investigadores y 10 tcnicos acadmicos. Hoy laboran en el CIE 63 acadmicos: 42 investigadores y 21 tcnicos acadmicos. En el grfico se ve con claridad que el mayor crecimiento de personal ha ocurrido entre los aos 1995 y 2003 a una tasa de aproximada-mente 3 acadmicos por ao. Antes el crecimiento fue relativamente constante al igual que despus de ese periodo.

Evolucin del Personal acadmico1985-2010


Actualmente, del 100% de investigadores, el 38% son Titulares C, el 26% son Titulares B, el 24% son Titulares A y 12% son Asociados C. De todo el personal acadmico, 43 pertenecen al Sistema Nacional de Investigadores (SNI) y el 95% es reconocido por el Programa de Primas al Desempeo del Personal Acadmico (PRIDE) teniendo el 41.6% el mximo nivel.

El nmero de investigadores de alto nivel acadmico en el CIE re-presenta una de sus ms importantes fortalezas. Esto indica que la entidad acadmica cuenta con lneas de investigacin consolidadas que garantizan su futuro desempeo acadmico. Adems, la dinmica de promocin de su personal acadmico sugiere una entidad universita-ria con gran mpetu. En los 14 aos de su existencia, en el CIE se han promovido 13 acadmicos a Investigadores Titulares C y 17 a Investi-gadores Titulares B. El actual CIE es una entidad de menor edad con respecto al resto del subsistema de la investigacin cientfica; la edad promedio de sus Investigadores Titulares C es de 55 aos, en tanto que la edad promedio del mismo nivel de investigadores de todo el subsis-tema es de 58.5 aos. La edad promedio de todos los investigadores del CIE es de 52 aos al 2010 y la del subsistema es de 54 aos.

Son diversos los reconocimientos con los que los acadmicos de este Centro han sido distinguidos, entre ellos se pueden mencionar los siguientes: la Distincin Universidad para Jvenes Acadmicos en el rea de Tecnologa, la Presea Tlacalel, la Medalla Marcos Moshinsky, la Medalla Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz, los Premios Nacionales de Energa Renovable, los Premios a la Investigacin Cient-fica y al Desarrollo de la Fsica en Mxico de la Sociedad Mexicana de Fsica y Premios Len Bialik. Asimismo, el propio Centro fue distingui-do en 1999 con la Venera Jos Mara Morelos y Pavn en el rea de Innovacin Tecnolgica, presea otorgada por el Gobierno del Estado de Morelos. En 2008 el CIE fue reconocido con el Premio Estatal de Ahorro de Energa Elctrica 2008 otorgado tambin por el Gobierno del Estado de Morelos y la CFE Divisin Sur-Centro.

Sobre sus productos de investigacinEl CIE ha mostrado una buena capacidad de produccin cientfica y tec-nolgica primaria desde su creacin. Entre sus productos primarios se en-cuentran artculos en revistas y congresos, desarrollo de infraestructura e instrumentacin experimental, patentes, normas, programas de cmputo especializado, estudios de investigacin y desarrollo para los sectores social, pblico y privado, entre otros. En particular, en el siguiente grfico se muestra


la evolucin de los artculos con arbitraje y factor de impacto en el Science Citation Index (SCI) publicados por investigador adscritos al CIE desde 1997 hasta 2009. En ese perodo, en promedio, se han publicado 1.7 artculos in-ternacionales anuales por investigador. En el ao 2009 esa cifra fue de 1.54.

Artculos publicados en revistas indizadas1997-2009

Estos artculos se han publicado en revistas de relevancia en su rea, el promedio de Factor de Impacto de los artculos publicados por investiga-dores del Centro es de 2.3 en el 2010 y su mediana es de 2.01. Siendo esta cifra alta para las reas de investigacin del CIE. Adems, el CIE cuenta con una buena produccin en artculos publicados en memorias de congresos por investigador, en 2009, ese nmero fue de 0.5. Tambin se cuenta con un razonable nmero de libros y captulos en libros publicados durante el perodo de vida del CIE que son 19 y 63 respectivamente.

Otro indicador muy importante asociado a la productividad acad-mica del CIE es el nmero de proyectos de investigacin que se han tenido a lo largo de su historia. El grfico siguiente muestra el compor-tamiento histrico de este indicador en el perodo 2000 2009.

Proyectos de Investigacin2000-2009


Como se aprecia en el grfico, el mayor nmero de proyectos de investigacin corresponden a proyectos CONACYT y proyectos DGAPA. En los ltimos cuatro aos se observa un incremento muy importante de proyectos, particularmente de proyectos de ingresos extraordinarios. Esto refleja la intensa actividad que en los ltimos aos el CIE ha realizado para vincularse con diferentes sectores.

Sobre la formacin de recursos humanosLos acadmicos del CIE tambin han realizado una importante y con-tinua labor docente, participando en programas de Posgrado y Licen-ciatura tanto de la UNAM como de instituciones educativas regionales. Actualmente se participa como entidad acadmica en los Posgrados de Ingeniera, Ciencias Fsicas y Ciencia e Ingeniera de Materiales de la UNAM. Varios investigadores del CIE colaboran como profesores en la Universidad Autnoma del Estado de Morelos, en el Instituto Tecnol-gico de Zacatepec y en otras instituciones de educacin superior del Estado. Algunos de los programas de posgrado se han logrado vincular con el sector productivo del pas, destacando la Maestra de Energa del Posgrado en Ingeniera (Energa), la cual se ha orientado, a travs de cursos presenciales y a distancia, al mejoramiento de la formacin acadmica de profesionistas de la Comisin Federal de Electricidad y de Industrias MABE.

El CIE anualmente organiza la Escuela de Investigacin en Energa y el Curso Taller de Tecnologas Solares con el objeto de atraer estu-diantes a los posgrados. Tambin ha iniciado un diplomado a distancia y cursos de educacin continua con una temtica variada, entre los cua-les se encuentran los cursos de estadstica bsica y avanzada, bombeo fotovoltaico, redaccin de textos cientficos, entre otros.

Durante el ao 2009, el CIE tuvo registrado un nmero total de 222 estudiantes, de los cuales 162 realizan o realizaron trabajos de tesis (10 de licenciatura; 61 de maestra; y 91 de doctorado). Asimismo, se tuvieron registrados 60 estudiantes realizando trabajos de servicio social y prcticas profesionales (18 estudiantes de servicio social y 42 de residencia profe-sional, prcticas profesionales o estancias). En los procesos de admisin del 2009, llevados a cabo en los diferentes programas de posgrados en los que participa el CIE, se tuvo un registro total de 30 estudiantes de posgrado (16 de doctorado y 14 de maestra). En relacin con las estadsticas de gradua-cin del 2009, se graduaron 12 estudiantes de doctorado, 12 de maestra y 17 de licenciatura. Desde que se cre el CIE (1997) se han graduado 195 estudiantes de licenciatura, 146 de maestra y 76 de doctorado.

Edificio de la Unidad de Docencia del CIE vista sur

Reloj Solar en la Unidad de Docencia del CIE


El grfico siguiente muestra la evolucin del nmero de estudian-tes graduados por nivel desde 1997 hasta el 2009. Se ve con claridad como el CIE ha fortalecido la graduacin de estudiantes de posgrado a lo largo de los aos, particularmente de doctorado. De hecho el CIE tuvo en los ltimos cuatro aos un promedio de doctores graduados por investigador de 0.29, correspondiendo este ndice a uno de los ms altos de la UNAM. En el ao 2009 ese ndice fue el mismo de 0.29.

Estudiantes y graduados1997-2009

Tambin es importante mencionar la labor de difusin de la cien-cia y la tecnologa, realizada por el personal del Centro a lo largo de estos aos, a travs de conferencias invitadas, entrevistas en medios de comunicacin, pero tambin al recibir visitas a las instalaciones y participar en actividades de divulgacin como la Semana Nacional de la Ciencia y la Tecnologa en el Estado de Morelos.

Sobre la vinculacinPara cumplir con sus actividades sustantivas el CIE ha establecido co-laboracin con diversos organismos pblicos y privados. As, a lo largo de su historia, el CIE ha formalizado proyectos de colaboracin con universidades, institutos de investigacin, organismos empresariales y de gobierno tanto nacionales como internacionales.

Actualmente el CIE cuenta con 27 convenios, de los cuales 18 han sido realizados con instituciones acadmicas, 3 con industriales, 4 con instancias gubernamentales y 2 con entidades no-gubernamentales. Estos convenios permiten establecer los lineamientos legales para facilitar la promocin, adaptacin, aprovechamiento y adopcin del conocimiento, as como ga-rantizar los derechos de autor y de propiedad intelectual de los productos de la investigacin y tcnicas generadas en nuestra entidad acadmica.


Entre los convenios y proyectos ms relevantes que tiene el CIE actualmente se encuentran los siguientes:

Los convenios para docencia con la Universidad Autnoma del Estado de Morelos, la Universidad La Salle y los institutos tecnolgicos de Zacatepec, de Tuxtla Gutirrez, de Toluca y la Universidad Popular de la Chontalpa.

Los convenios para proyectos de investigacin, entre ellos los es-pecificos con la Universidad Autnoma de Baja California para proyec-tos de refrigeracin y aire acondicionado, con el Gobierno del DF para estudios sobre energa y medio ambiente, con la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia UNAM para el desarrollo del prototipo de enfriador de leche (olla lechera) que funciona con energa solar foto-voltaica, con el Centro de Investigaciones Energticas Medioambienta-les y Tecnolgicas (CIEMAT) del Gobierno Espaol sobre desarrollo y aplicaciones de sistemas de concentracin solar, con el World Resour-ces Institute sobre control de emisiones y con Centro de Tecnologa y Proyectos de Industrias MABE para trabajar en la mejora de la tecno-loga actual de secadores domsticos.

Los convenios para proyectos de transferencia de tecnologa, como el convenio a travs del Fondo Mixto de Fomento a la investigacin cientfica y tecnolgica CONACYT-Gobierno del Estado de Morelos para atender demandas regionales, la colaboracin con el Fideicomiso de Riesgo Compartido (FIRCO) de la Secretara de Agricultura, Gana-dera, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentos (SAGARPA) para capacita-cin en sistemas fotovoltaicos.

Como proyectos especiales de vinculacin entre diferentes entida-des de educacin superior e investigacin con empresas se pueden mencionar los cuatro proyectos recientemente aprobados de la con-vocatoria SENER - CONACYT - Sustentabilidad para el CIE - UNAM, a saber: i) Procesamiento de mdulos fotovoltaicos de CdTe/CdS de baja potencia para su transferencia tecnolgica al sector industrial, ii) Desarrollo y validacin de una metodologa para estimar los impactos en el ahorro de energa por el uso de sistemas pasivo-constructivos en la edificacin para diferentes climas de Mxico, iii) Desarrollo de siste-mas de aire acondicionado solar para zonas costeras de Mxico, y iv) Evaluacin econmica y ambiental de escenarios al 2030 de la inser-cin de fuentes alternas de energa y medidas de eficiencia energtica en el sistema energtico mexicano en base a su potencial de reduccin de GEI. Todos estos proyectos implica la coordinacin del trabajo aca-dmico entre diferentes grupos de investigacin de varias instituciones.


Por sus objetivos, nmero de participantes, recursos financieros y al-cances, estos proyectos son de gran relevancia para la trascendencia del trabajo acadmico a la sociedad en general.

Los convenios con entidades gubernamentales, como el conve-nio de colaboracin con el Municipio de Temixco en Morelos para el desarrollo de varios proyectos de appicaciones de ahorro y uso efi-ciente de la energa y de las energas renovables, como el convenio de colaboracin con Secretara de Desarrollo Agropecuario del Estado de Morelos SEDAGRO para establecer una parcela para el cultivo ex-perimental de diferentes especies con potencial para la generacin de energa renovable alternativa (Biodiesel, etanol, biogas, etc.) y el conve-nio con FIRCO para el desarrollo del Proyecto de Energa Renovable para la Agricultura.

Los convenios con entidades no gubernamentales, como el con-venio con el Banco mundial para la elaboracin de un estudio sobre el desarrollo para la reduccin de las emisiones de carbono y el convenio de colaboracin con Museo Interactivo Infantil, A.C. para el desarrollo del guin museogrfico Museo de la energa.

Dentro de los trabajos de vinculacin que el CIE ha impulsado es digno de mencionar como un esfuerzo singular, el trabajo que el CIE, en coordinacin con la Secretara de Desarrollo Econmico del Gobierno del Estado de Morelos y las Academias de Ingeniera - Regional Morelos y de Ciencias de Morelos, realizaron para el establecimiento del pro-yecto de vinculacin productiva Universidad-Industria, llamado Centro Morelense de Innovacin y Transferencia de Tecnologa (CeMITT). Esta instancia fue ideada para generar un espacio de interaccin de los n-cleos de investigacin cientfica, desarrollo tecnolgico y educativo y las organizaciones productivas asentadas en el Estado de Morelos.

En relacin a los programas internacionales es relevante mencio-nar que el CIE participa activamente en algunos de los Acuerdos de Implementacin de la Agencia Internacional de Energa, en particular en los Programas de Calentamiento y Enfriamiento Solar (SHC), de Bombas de Calor, de Concentracin Solar (Solar Paces) y de Calen-tamiento Solar para Procesos Industriales (SHIP). As mismo, el CIE ha participado en la Red CYTED en dos programas: la Red Iberoameri-cana de Refrigeracin y Aire Acondicionado y los Procesos Avanzados de Oxidacin: Fotocatlisis. Resultado de esta colaboracin ha sido la participacin en proyectos del Sexto y Sptimo programa marco de la Unin Europea con el sonsecuente intercambio de acadmicos y estudiantes.


Sobre la infraestructura del CIELa infraestructura en obra civil y en equipamiento del actual CIE es considerable. Su crecimiento, en estos 25 aos, se ha dado fundamen-talmente en tres periodos: LES (1985-1996), CIE (1997-2004) y CIE (2005-2010). Durante su primer periodo el LES alcanz los 9,556 m2 construidos. En el segundo periodo, el CIE alcanz los 12,946 m2 cons-truidos, con un crecimiento con respecto al periodo anterior del 35%. Durante el tercer periodo se alcanzaron los 22,454 m2 construidos, con un crecimiento con respecto al periodo anterior del 73%. Estas cantidades incluyen: los cubculos de acadmicos, los auditorios, los la-boratorios, las oficinas administrativas, la biblioteca, el taller mecnico, la unidad docente, la unidad de vinculacin, los andadores, pasillos y plazas, las plataformas de experimentacin, vas de acceso, los estacio-namientos, los jardines y las reas deportivas.

Izquierda: Edificio del auditorio y vestbulo del CIE. Derecha: Jardn con fuente entre edificios de cubculos D y E

Tambin en el CIE se ha adquirido una importante infraestructura experimental especializada y se han realizado diversos desarrollos tec-nolgicos. El departamento de materiales solares tiene varios labora-torios equipados. A continuacin se mencionan los laboratorios y sus equipos principales.

Los Laboratorios de Sistemas Fotovoltaico I y II cuentan con diver-sos equipos como el medidor de espesores para pelculas delgadas; los espectrofotmetros para medir propiedades pticas de pelculas, polvos y lquidos; el sistema de purificacin de agua tipo II grado ana-ltico; las muflas, una evaporadora; y el difractmetro de rayos-X, Mar-ca Rigaku modelo DMAX-2200 que se utiliza para realizar el anlisis estructural de muestras cristalinas ya sea en forma de polvo o de pelcula delgada.


Izquierda: Difractmetro de rayos-X, Marca Rigaku modelo DMAX-2200. Derecha: Espec-

trofotmetro marca SHIMADZU UV-3101 PC

El Laboratorio de Celdas Solares cuenta con varios sistemas, entre ellos un sistema de Sputtering basado en tres caones que mediante la tcnica del sputtering permite la evaporacin de metales o compuestos; un sistema para la elaboracin de pelculas, basado en el proceso de deposito por arrastre de vapor para la elaboracin de pelculas de CdTe y de CdS; un sistema de evaporadora DUAL para el crecimiento de pel-culas semiconductoras ternarias y cuaternarias de metales calcogenuros; y un sistema de caracterizacin opto-electrnica de pelculas delgadas, celdas solares y dispositivos semiconductores tales como diodos.

Sistema de Sputtering marca INERCOVA-MEX MODELO V1

El Laboratorio de Hidrgeno cuenta con varios sistemas e instrumentos

como el sistema de caracterizacin de materiales basado en la formacin de plasma ICP que permite realizar estudios de identificacin de elementos qumicos a nivel de trazas; el sistema CVTG (Chemical Vapor Transport by Gas), sistema desarrollado en el CIE para aplicaciones en pelculas semi-conductoras y tratamiento trmico en atmsfera y ambiente controlado para materiales catalticos; el sistema de depsito fsico de vapor qumico (sputtering, por su nombre en ingls), dispositivo que permite sintetizar ma-


teriales mediante la extraccin de tomos de la superficie de una fuente, los cuales son depositados en un electrodo destino; el sistema de caracte-rizacin y evaluacin de materiales catalticos utilizados en dispositivos de conversin y almacenamiento de energa electroqumicamente. Se cuenta con un potenciostato/galvanostato para analizar las propiedades electroqu-micas de los materiales. As tambin se cuenta con un analizador de celdas de combustible en donde se han caracterizado celdas de combustible for-madas por materiales catalticos desarrollados en el laboratorio. Tambin se cuenta con un sistema formado por un cromatgrafo y espectrmetro de masas, utilizado principalmente para la cuantificacin de los componentes de biocombustibles, del hidrgeno producido por medios orgnicos y de la identificacin de elementos traza en residuos de sntesis qumica o elec-troqumica.

El Laboratorio de xidos Metlicos y Nanocarbn cuenta con va-rios equipos como el sistema para la produccin de nanotubos de carbn multipared, consistente en campanas, hornos tubulares, mani-folds, sensores, etc.; un equipo Zetasizer nano y autotitulador que mide los parmetros de potencial Zeta y tamao de partcula mediante la tcnica de dispersin dinmica de luz lser ; un microscopio de fuerza atmica que permite la caracterizacin microestructural de los mate-riales sintetizados; un equipo para la determinacin de rea superficial y porosidad en materiales; un equipo para la caracterizacin de bate-ras y supercapacitores; y un potenciostato.

Sistema para la produccin de nanotubos de carbn multipared, consistente en campanas, hornos tubulares, manifolds y sensores.

El Laboratorio de Nanoestructuras y Fotocatlisis cuenta con un sis-tema de fotoreaccin para eliminar contaminantes recalcitrantes como los colorantes de uso textil consistente en tres elementos: el fotoreactor, una bomba peristltica, un recipiente de almacenamiento; y con un siste-ma de rotavapor para preparar catalizadores de xidos de metal.


En el Laboratorio del Departamento de Termociencias, se cuenta con instrumental para hacer crecer pelculas de silicio poroso y para analizar sus propiedades pticas y electrnicas. Especficamente se tie-ne un espectrmetro de infrarrojo de transformada de Fourier (FTIR). Este laboratorio tambin aloja una serie de equipos que constituyen una infraestructura relativamente grande para generar y analizar flujos de fluidos. Entre los instrumentos para medir velocidades hay sistemas para registrar dos y tres componentes de campos de velocidad en un plano y un equipo diseado y construido en el CIE para medir las tres componentes de un campo de velocidad tridimensional. Otros equi-pos pticos incluyen un sistema Schlieren con espejos esfricos de 72 cm de dimetro (probablemente el ms grande de Latinoamrica), un interfermetro de punto y una cmara de alta velocidad capaz de cap-turar 500 cuadros por segundo. Dos piezas de equipo mayor diseadas y construidas por nuestro grupo son una centrfuga que alcanza una supergravedad de hasta 14gs y permite explorar el comportamiento del flujos en sistemas de referencia no inerciales respecto del sistema de referencia del laboratorio y un canal de seis metros de longitud para estudiar flujos turbulentos. El grupo cuenta tambin con sistemas automticos de adquisicin de datos y cubas para el estudio de flujos quasibidimensionales promovidos por fuerzas de Lorentz.

Izquierda: Equipamiento para estudiar flujos en sistemas de referencia no inerciales con una centrfuga que alcanza supergravedad hasta de 14gs. Derecha: Banco de pruebas para el estudio de ciclos termodinmicos que usan sistemas de eyecto-compresin para

aire acondicionado.

El Departamento de Sistemas Energticos tiene varios laboratorios con diferentes equipos adquiridos o desarrollados. A continuacin se mencionan los laboratorios y sus dispositivos principales.

El Laboratorio de Refrigeracin y Bombas de Calor esta dividido en una rea central en donde se localizan dos bancos de pruebas, uno para sistemas de eyecto-compresin y otro para el anlisis experimen-


tal de ciclos termodinmicos de refrigeracin por sorcin, un equipo central de enfriamiento y calentamiento, una rea de qumica y un rea donde se desarrollan y estudian transformadores trmicos. El Labora-torio de Secado cuenta con una estufa para el estudio de la cintica de secado, un medidor de humedad del tipo infrarrojo, medidores de temperatura, humedad y velocidad del aire, medidores para medir la humedad en granos, un medidor de la actividad del agua, medidores de la radiacin solar y un sistema para determinar la velocidad y la geometra ptima de productos a deshidratar.

El Laboratorio de Calorimetra alberga al DEFRAC (Dispositivo para el Estudio de Flujos Radiativos Altamente Concentrados) que es un sistema de concentracinn de radicacin solar, al Minihorno solar compuesto por el DEFRAC, un atenuador y un helistato de 5.6 m2, a diversos dispositivos calorimtricos desarrollados en el CIE como el CAVICAL, el CAVIRAD, un Emisometro y varios instrumentos como pirmetros, piranmetros, pirhelimetros, radimetros tipo Gardon, cmaras CCD, DAS, flujmetros, etctera.

El Laboratorio de Fluorescencia de Rayos-X (FRX) cuenta con un Espectrmetro de Fluorescencia de Rayos-X por dispersin de lon-gitud de onda secuencial marca Philips Magix Pro equipado con un Tubo de Rayos-X (Rh) de 4 kW, un horno de fusin Claisse equipado con tres mecheros y un molino automtico de discos vibratorios de gata marca Rocklab. Esta instrumentacin es utilizada para realizar la caracterizacin qumica cualitativa y cuantitativa de elementos mayores y traza en materiales geolgicos (rocas, suelos, contaminantes inorgni-cos, etc.) y matrices de origen metlico.

Minihorno solar compuesto por: izquierda: DEFRAC y atenuador, derecha: helistato de 5.6 m2. A la izquierda se ve la zona focal con radiacin solar concentrada.


El Laboratorio de Interaccin Agua-Roca, nico en el pas, cuenta con un Reactor PARR 4524 que permite realizar estudios experimen-tales de interaccin fluido-roca bajo condiciones controladas de alta presin y alta temperatura, que intentan simular las condiciones tpicas dominantes en sistemas geotrmicos y un sistema de Electroforesis equipado con detectores de Ultravioleta/Visible (UV/Vis), Arreglo de Diodos (PDA) y de Fluorescencia inducida por Laser (LIF) para carac-terizacin qumica. El objetivo de los experimentos es reproducir los procesos cinticos geoqumicos que gobiernan en el interior de estos sistemas para conocer la particin preferencial de los componentes qumicos de la roca hacia los fluidos circundantes.

El CIE cuenta con varias plataformas de investigacin y desarrollo. En la Plataforma Poniente se tiene una unidad de enfriamiento de una etapa operando bajo el principio GAX con amoniaco-agua, un sistema de aire acondicionado solar de una etapa operando con el sistema nitrato de litio-amoniaco, un banco de pruebas para evaluar la capacidad de enfria-miento de evaporadores y un sistema de calentamiento solar utilizando un campo de captadores del tipo evacuado (vidrio-metal) de 18 m2.

En la Plataforma Solar I, ubicada en la parte sur del CIE se cuenta con un banco de pruebas para el estudio de sistemas de calentamien-to solar de agua termosifnicos operados con circuitos primarios con refrigerantes, sistemas de calentamiento solar de agua a baja y mediana temperatura. Tambin se cuenta con un banco de pruebas para la eva-luacin tcnica de sistemas trmicos solares de calentamiento de agua, con un prototipo de refrigerador solar intermitente operado con la mezcla nitrato de litio-amoniaco para la produccin de 10 kg de hielo, con un prototipo de concentrador parablico compuesto para el estu-dio de la evaporacin de fluidos refrigerantes en ciclos de refrigeracin por absorcin, con un prototipo de secador solar combinado (trmico-

Izquierda: Espectrmetro de Fluorescencia de Rayos-X, por dispersin de longitud de onda secuencial, marca Philips Magix Pro.

Derecha: Horno de fusin Claisse.

Equipo de Electroforesis Capilar.


fotovoltaico) de tipo horizontal para el tratamiento de arroz, con un prototipo de un secador solar tipo invernadero para su aplicacin en el sector domstico rural. As mismo, para estudios de concentracin solar y calor de proceso industrial en esta plataforma se encuentran un banco de concentradores de canal parablico compuesto por 5 m-dulos de 2.5 m2 cada uno, un concentrador solar paraboloidal de 3.5 metros de dimetro con ngulo de apertura de 90o (COSPAA90) para generacin de vapor a media temperatura y presin.

Vista parcial de la Plataformas Solares I y II mostrando diversos equipos fototermicos y fotovoltaicos. En particular, en la parte superior izquierda se observa el sistema fotovoltaico de 10 kW interconectado a la red elctrica.

En la Plataforma Solar II, tambin ubicada en la parte sur del CIE, en seguida de la I, se localizan diferentes sistemas fotovoltaicos con dife-rentes capacidades y monturas para su estudio en largos perodos de operacin. Tambin se encuentra una unidad desaladora por osmosis inversa fotovoltaica para su prueba y evaluacin.

El CIE tiene una Planta Piloto para la produccin de recubrimientos de semiconductores de CuS y CuxSe, depositados sobre hojas con reas de 122 cm X 244 cm de PET y Policarbonato Celular, con una capacidad de produccin diaria de hasta 120 m2 de recubrimientos. La elaboracin de estas pelculas delgadas semiconductoras depositadas


en PET y policarbonato celular tiene su aplicacin como recubrimien-tos pticos controladores de la radiacin solar.

El CIE cuenta tambin con una planta solar-hidrgeno consistente de un sistema fotovoltaico de 10kWe, un banco de bateras, el inversor de seales, los electrolizadores para produccin de hidrgeno puro y una celda de combustible de 5kWe. El sistema fotovoltaico se encuen-tra ubicado en el techo del edificio contiguo a la plataforma solar II.

Recientemente, y en el marco del Laboratorio Nacional de Siste-mas de Concentracin Solar y Qumica Solar se han desarrollado tres instalaciones solares relativamente grandes, a saber, un Horno Solar de Alto Flujo Radiativo (HSAFR), una Planta Solar para el Tratamiento Fotocataltico de Aguas Residuales (PSTFAR) y un Campo de Pruebas para Helistatos (CPH).

El Horno Solar de Alto Flujo Radiativo (HSAFR) ubicado en la par-te ms al sur del CIE, es un instrumento de investigacin que permite usar la radiacin solar altamente concentrada tanto para investigacin cientfica y tecnolgica, as como para el estudio de varios procesos industriales, posibilitando dar servicio en esta rea. Las componentes bsicas del HSAFR son: un helistato de 81 m2, un atenuador de 50 m2, un espejo faceteado esfrico de 6.5 m de dimetro y un edificio de la-boratorio donde estarn ubicados el espejo faceteado esfrico, la zona de experimentacin y todos los equipos perifricos necesarios para su operacin. Este es un instrumento nico en Latinoamrica.

La Planta Solar para el Tratamiento Fotocataltico de Aguas Residua-les (PSTFAR) es una infraestructura de primer nivel. Est constituida por una plataforma de experimentacin de 118 m2, donde se ubicar el campo de colectores solares, un laboratorio en lnea para el anlisis qumico de los efluentes tratados e identificacin de productos in-termediarios de vida media corta. Anexo a la planta adems, se tiene un laboratorio de Sntesis que cuenta con equipos para el depsito qumico sol-gel, depsito electroqumico y tratamientos trmicos en atmsferas controlados para preparacin de materiales en particular fotocatalizadores; y un laboratorio de Caracterizacin de Materiales Fotocatalticos que cuenta con diversos equipos como un microscopio electrnico FE-SEM S-5500 de alta resolucin, equipos de superfi-cies XPS y AES, espectrofotmetro FTIR, sonda Kelvin y Microscopio Electrnico de Tunelaje RHK, todos ellos para llevar a cabo un anlisis experimental de superficies y volumen de las muestras a caracterizar.

El Campo de Prueba para Helistatos (CPH) es el primero en Mxico y fue concebido para realizar investigaciones cientficas y tecnolgicas

Entrada principal a la Planta Piloto para la produccin de CuS y CuxSe en rea grande (122 mm X 244mm), con una capacidad de

produccin de 120 m2 diariamente.


de sistemas termosolares basados en la arquitectura de Torre Central. El CPH permite probar los helistatos en condiciones semejantes a las de operacin de una planta de torre central o de otros sistemas de aprove-chamiento de la energa solar concentrada. La infraestructura consiste en una torre de experimentacin de 36 metros de alto, hacia donde es di-rigida la radiacin proveniente de los helistatos. Esta torre est provista de diferentes sistemas de adquisicin de datos, sensores y cmaras para el monitoreo y evaluacin de los helistatos. Est ubicada en un rea de terreno grande, en las instalaciones de la Universidad de Sonora, en Her-mosillo. Se ha iniciado con una batera de quince helistatos y se espera que, en los prximos dos aos el nmero de helistatos se incremente a un total de 82 helistatos. As se tendr una instalacin de 2 MWt. Con ello ser posible estudiar no solo el comportamiento dinmico del conjunto de helistatos sino su interaccin con los intercambiadores de calor que actan como receptores centrales y que aprovechan la radia-cin solar concentrada.

El futuro del CIESobre la problemtica energtica en el pas y el mundoLa energa es una de las problemticas que definirn el destino de Mxico y el mundo en el siglo que comienza. Lo que hagamos o de-jemos de hacer a partir de ahora determinar nuestra capacidad para satisfacer los requerimientos energticos del pas, en el futuro.

Como se sabe, las fuentes primarias de energa que dominan en el mundo son los hidrocarburos; en la actualidad corresponden al 80% de toda la energa primaria producida y consumida. En Mxico, la depen-dencia es mayor, en el ao 2007 el 92% de la produccin de energa primaria correspondi a combustibles fsiles, (71.4% petrleo, 19.2% gas y 1.9% carbn).

Vista frontal de la torre del CPH, donde se aprecia el cuarto de experimentacin en el piso superior y la pantalla lambertiana inme-diatamente abajo.

Izquierda: Vista general del Horno Solar de Alto Flujo Radiativo. Derecha: Microscopio electrnico de barrido (SEM) por emisin de campo FE SEM S-5500, marca Hitachi, instalado en el laboratorio de caracteriza-cin de fotocatalizadores.


La demanda energtica mundial est en continuo aumento a un ritmo de crecimiento anual del 2%. A medida que crece la poblacin y las economas, millones de personas en todo el mundo disfrutan de los beneficios de un estilo de vida que requiere cantidades de energa cada vez mayores. Segn la AIE, en su escenario de referencia, la de-manda mundial de petrleo evolucionar de 84 millones de barriles al da en 2005 a 116 millones de barriles diarios en 2030, es decir se incrementar un 38% ms en ese periodo. Lo cual es un reto colosal en trminos de inversiones, en particular en un contexto de declinacin de las reservas y las plataformas de produccin de petrleo.

Este contexto de declinacin de las reservas es ya evidente. Muchos de los campos de petrleo y gas del mundo estn llegando a su ma-durez. La produccin de crudo toc techo en los Estados Unidos en 1970, en Alaska en 1988, en el Mar del Norte en 1999 y en Cantarell en 2005, no obstante que los grandes descubrimientos ms recientes fueron precisamente en esos lugares (en Alaska y en el Mar del Nor-te en 1967 y en Cantarell en 1971). Los descubrimientos de nuevos yacimientos de fuentes energticas se dan principalmente en lugares donde los recursos son difciles de extraer, ya sea por motivos fsicos, econmicos o incluso polticos.

Cuando tocar techo la produccin mundial? Algunos sugieren hacia el 2012, otros ms el 2020 y algunos otros el 2050. A partir de ese mo-mento la produccin disminuir. Cualesquiera que sea la fecha, para los expertos petroleros del mundo es claro que este recurso est declinan-do rpidamente en relacin a la escala temporal humana. Lo ms proba-ble es que mucho antes que se alcance este lmite, que eventualmente puede ser extendido por los avances tecnolgicos, el juego de la oferta y la demanda petrolera y su impacto en la evolucin de los precios del petrleo constituirn el factor determinante de la era del petrleo.

Adicionalmente, ya es un lugar comn decir que la produccin de gases de efecto invernadero, principalmente el bixido de carbono, debido al uso intensivo de los hidrocarburos son los precursores del incremento de la temperatura media global y consecuentemente del llamado cambio climtico, con todas las consecuencias para los seres humanos que ello implica.

Por todo lo anterior, es urgente una utilizacin ms racional de la energa y la sustitucin de los combustibles fsiles por otros tipos de energa.

Ante esta situacin energtica mundial y nacional, Mxico requiere un cambio de paradigma energtico. Es inevitable preguntarse con


cules fuentes energticas se pueden enfrentar el agotamiento de los yacimientos de combustibles fsiles que permitan la conservacin del medio ambiente para un desarrollo sustentable? Esto se debe lograr sin tensiones geopolticas dramticas por el control de los yacimientos de los hidrocarburos y sin la degradacin irreversible del medio am-biente natural, particularmente debida a las emisiones de gas de efecto invernadero. Creemos que el uso racional y eficiente de las actuales fuentes energticas y las energas alternativas: energas renovables (ER) y energa nuclear, son la solucin a este problema.

Las nuevas fuentes de energa renovables (NFER) son aquellas que por su cantidad en relacin a los consumos que los seres humanos pueden hacer de ellas son inagotables y su propio consumo no afecta el medio ambiente. Ellas son la energa solar, la elica, la biomasa, la geotrmica, las pequeas centrales hidrulicas y la ocenica. Las gran-des centrales hidrulicas, aunque renovables, se excluyen porque son tecnologas totalmente desarrolladas, comerciales y no requieren de un apoyo especifico para su implantacin y uso masivo. El hidrgeno y otros vectores energticos que pueden ser obtenidos por diferentes mecanismos, en particular utilizando las fuentes de energas renovables es un tema que se considera incluido cuando se habla de las NFER.

Slo como un ejemplo de la abundancia de las fuentes de ER, baste decir que la energa solar recibida cada 10 das sobre la Tierra equivale a todas las reservas conocidas de petrleo, carbn y gas. En Mxico tene-mos un potencial energtico de ER realmente enorme, particularmente solar. Con slo una superficie aproximadamente de 4225 kilmetros cuadrados (un cuadrado de 65 Km de lado), que bien podran ubicarse en los estados de Sonora, Baja California y Chihuahua (los de mayor in-solacin) y usando tecnologas termosolares de potencia y fotovoltaicas existentes, se podran instalar los 50 Gigawatts elctricos con los que cuenta actualmente el pas. Despus del solar, el elico, la biomasa, son los recursos que se consideran ms abundantes en el pas.

Varios pases del mundo han reconocido lo anterior y desde hace varias dcadas vienen trabajando en la investigacin cientfica y tec-nolgica para aprovechar las ER, as como en la implementacin de polticas y programas para su uso masivo. Gracias a ello el mercado mundial de las energas renovables en 2008 fue de $120 mil millones de dlares americanos y sigue creciendo. Todava hay mucho por des-cubrir y desarrollar en este campo.

Lo importante para Mxico, con la situacin que se ha planteado de los hidrocarburos son dos aspectos cruciales. Por un lado, el pas


no puede depender de un recurso que est declinando y para el cual el da de maana se encuentre importndolo masivamente a precios altos. Las consecuencias econmicas, financie

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