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Universidad Nacional Autónoma de México

INSTITUTO DE ENERGÍAS RENOVABLES (IER) Propuesta de Transformación del Centro de Investigación en Energía (CIE) en Instituto

Presentada por el CIE-UNAM Noviembre 27, 2012

Propuesta de Transformación del Centro de Investigación en Energía (CIE) en Instituto

Noviembre 27, 2012 2

Índice

Resumen Ejecutivo

1. Problemática energética en el país y el mundo

2. Antecedentes históricos del CIE-UNAM

3. Estado actual del CIE-UNAM

4. Propuesta de creación del Instituto de Energías Renovables

5. Beneficios de la transformación

Anexos

I. Logros de los Departamentos de Investigación del CIE-UNAM

II. Infraestructura de Laboratorios de Investigación e Instalaciones de Docencia del CIE-UNAM

III. Listado del Personal Académico del CIE-UNAM y Líneas de Investigación



Resumen Ejecutivo

Problemática Energética en el País y el Mundo

La creciente demanda de energía es uno de los problemas que definirán el destino de México y el mundo en el siglo que comienza. Lo que hagamos o dejemos de hacer a partir de ahora determinará nuestra capacidad para satisfacer los requerimientos energéticos del país, en el futuro.

El inicio de este siglo está inmerso en una problemática energética a nivel global ya que las reservas petroleras, cuyo suministro a la demanda mundial representa más del 81%, manifiestan su finitud, indicando el fin de la era del petróleo barato. En México, el pico en la producción del petróleo se alcanzó en el año 2004 y en el futuro, muy probablemente, la extracción del crudo se hará más costosa y riesgosa. Adicionalmente, se ha demostrado que el CO2 atmosférico se ha incrementado exponencialmente en los últimos años, por actividad antropogénica, con implicaciones en el cambio climático. Lo anterior obliga a rediseñar la estrategia energética mundial y particularmente la de México.

En la búsqueda de soluciones científicas y tecnológicas a las necesidades energéticas y sus problemáticas ambientales, la diversificación de fuentes de energía con tecnologías no fósiles, principalmente de Energías Renovables (ER), aparece como una de las acciones y retos más importantes que deben existir en el portafolio de proyectos energéticos de México.

El número de instituciones de investigación mexicanas, que tienen grupos de trabajo en algunos temas del área de las ER, es insuficiente para el gran reto científico y tecnológico que enfrenta el país en su diversificación energética, ya que sin duda, el suministro de energía es un área prioritaria y de seguridad nacional. Aunado a lo anterior, no existe en México ninguna institución que de forma integral cultive el desarrollo de las ER.

En este contexto, la UNAM, y particularmente el Centro de Investigación en Energía (CIE), por su fortaleza y madurez académica, tiene la oportunidad de contribuir en forma significativa al desarrollo de las ER en México, dando una respuesta científica, tecnológica y de innovación, a los nuevos contextos económicos, ambientales y sociales. Por lo anterior, resulta pertinente y prioritario para el país, la transformación del CIE en el Instituto de Energías Renovables.

Antecedentes Históricos y Estado Actual del CIE

El primer antecedente del CIE fue el Departamento de Energía Solar fundado en 1979 dentro del Instituto de Investigaciones en Materiales cuyas líneas de investigación estaban relacionadas con el aprovechamiento fototérmico y fotovoltaico de la energía solar. El Laboratorio de Energía Solar (LES) en Temixco, Morelos, fue inaugurado en 1985 como el resultado natural del interés en aumentar la investigación en energías renovables en la UNAM. La madurez, productividad y relevancia de la labor realizada por los grupos del LES permiten a la UNAM crear en 1996, el Centro de Investigación en Energía.



A partir de la creación del CIE, la investigación se organiza en tres departamentos: Termociencias, Materiales Solares y Sistemas Energéticos. Actualmente, en el CIE se estudian, con un enfoque multidisciplinario, problemas relacionados con la generación, transmisión, conversión, almacenamiento, utilización e impactos de la energía, en particular de las fuentes renovables. En varias líneas de investigación, el CIE es el referente nacional. Todas las líneas que se cultivan tienen relevancia internacional o nacional. Muestra de lo anterior es el hecho de que el CIE sea sede de dos laboratorios nacionales: Sistemas de Concentración Solar y Química Solar e Innovación Fotovoltaica y Caracterización de Celdas Solares, ambos proyectos cofinanciados por el CONACYT y la UNAM.

Entre los logros alcanzados por sus investigadores por sus contribuciones en ciencia básica, aplicada, desarrollo tecnológico e infraestructura, se destacan los siguientes: los estudios sobre la interacción de la luz con materiales semiconductores que dan el sustento teórico a la propuesta de un nuevo tipo de láser; los desarrollos sobre recubrimientos para el control de la radiación solar y su aplicación en el ahorro de energía para climas cálidos, el desarrollo de herramientas geotermométricas para la predicción de temperaturas de sistemas geotérmicos; la construcción de un sistema de enfriamiento solar para la producción de hielo; el desarrollo de celdas solares con una eficiencia mayor al 10%. Además, el reconocimiento con que cuenta el personal académico del CIE les ha llevado a liderar redes nacionales e internacionales de investigación; a establecer múltiples convenios de colaboración con instituciones educativas, de investigación, gubernamentales, no gubernamentales y con el sector empresarial, en diversas áreas de las energías renovables.

Actualmente el CIE cuenta con 65 plazas de académicos (43 plazas de investigador y 22 plazas de técnicos académicos). De los investigadores, el 44% son Titulares “C”, el 19% son Titulares “B”, el 30% son Titulares “A” y 7% son Asociados “C”. El 95% de los investigadores pertenecen al Sistema Nacional de Investigadores (SNI). Varios investigadores del CIE han recibido premios nacionales y el propio CIE como institución, ha recibido distintas distinciones.

La producción científica y tecnológica primaria del CIE es buena de acuerdo con los índices del Subsistema de la Investigación Científica. Desde 1997 hasta 2011, se han publicado en promedio 1.7 artículos internacionales anuales por investigador. Actualmente, el CIE participa como entidad académica en los Posgrados de Ingeniería, Ciencias Físicas y Ciencia e Ingeniería de Materiales de la UNAM y cuenta con un registro de 314 estudiantes, incluidos 86 realizando tesis de doctorado. En los últimos cuatro años, se graduaron en promedio por año 10 estudiantes de doctorado, 18 de maestría y 17 de licenciatura. Desde que se creó el CIE (1996), se han graduado 231 estudiantes de licenciatura, 190 de maestría y 105 de doctorado.

En trabajo interdisciplinario, el CIE ha sido exitoso en liderar y desarrollar investigación que requiere el concurso e integración de equipos de trabajo de profesionales de varias disciplinas para abordar problemas reales de la interacción entre energía, medio ambiente, economía y sociedad tales como la economía, ciencias políticas, ciencias sociales, física y diversas disciplinas de la ingeniería. En este ámbito destacan los siguientes logros: (i) la modelación y estudio hacia una economía baja en carbono en México realizada para el Banco Mundial, (ii) los escenarios energéticos, ambientales y económicos desarrollados para la SENER y la Organización Latinoamericana de Energía.



La infraestructura en obra civil y en equipamiento del actual CIE es considerable. Originalmente, el LES tenía 9,556 m2 construidos. Gracias a un esfuerzo conjunto de la comunidad y las autoridades, actualmente el CIE cuenta con 25,163 m2 construidos.

Por lo anteriormente expuesto, es claro que la fortaleza en investigación científica y tecnológica del CIE garantiza que se tenga una base de excelencia académica en la creación de un instituto de investigación especializado en energías renovables.

Propuesta de Creación del Instituto de Energías Renovables

La Universidad Nacional Autónoma de México es una institución clave para que el país pueda transitar hacia un modelo energético que impulse el desarrollo sustentable basado en fuentes renovables de energía. Dentro de la UNAM, destaca el Centro de Investigación en Energía que por la temática y fortaleza de sus grupos de investigación ha jugado un papel importante en el desarrollo de las energías renovables en México.

No obstante el buen desempeño científico y tecnológico mostrado por el CIE en los últimos años, se presentan nuevos retos y necesidades energéticas que enfrentar y satisfacer para beneficio de la sociedad, tanto en México, como en el mundo. Las necesidades energéticas futuras de México, la abundancia de sus recursos renovables, el gran desarrollo mundial que han experimentado las tecnologías de energías renovables y la gran oportunidad que tiene el país de producir nuevas tecnologías para su desarrollo sustentable, requieren mejores instituciones de investigación científica y tecnológica.

En este contexto se propone la transformación del CIE en el Instituto de Energías Renovables (IER), del Subsistema de la Investigación Científica de la UNAM, con la misión y visión siguientes:

Misión

“Realizar investigación científica básica y aplicada en energía, con énfasis en energías renovables, que coadyuven al desarrollo de tecnologías energéticas sustentables; llevar a cabo estudios, asesorías y capacitación a los distintos sectores de la sociedad; formar recursos humanos especializados, y difundir los conocimientos adquiridos para el beneficio del país”.

Visión al 2030

“Ser un instituto de investigación con liderazgo académico internacional en investigación en energías renovables y temas afines, que propicie el desarrollo científico y tecnológico y permita su aplicación en la solución de problemas relacionados con los ámbitos de la energía y su impacto al medio ambiente para el desarrollo sustentable del país”.

Se proponen como objetivos específicos del IER los siguientes:

Realizar investigación científica y tecnológica sobre fenómenos, materiales, procesos, dispositivos y sistemas que aprovechen las fuentes renovables de energía y áreas afines, que impulsen el uso racional y eficiente de la energía y la protección al medio ambiente por la sociedad.



Fomentar y llevar a cabo programas de enseñanza y capacitación de alta calidad en ciencia e ingeniería para impulsar la formación de recursos humanos capaces de generar conocimiento y usar de manera inteligente y sustentable la energía, principalmente en energías renovables y áreas afines, con la visión de conservación y respeto al medio ambiente.

Fomentar la innovación basada en ciencia y tecnología, la transferencia de tecnologías y la creación de empresas de base tecnológica relacionadas con el aprovechamiento de las fuentes renovables de energía y con el uso racional de los recursos energéticos para impulsar el desarrollo sustentable del país.

Realizar difusión y divulgación sobre las energías renovables y áreas afines.

Fomentar actividades de vinculación con organismos públicos, privados y sociales con el fin de incrementar la colaboración.

Fomentar la colaboración con las entidades académicas de la UNAM para hacer sinergia y generar conocimiento científico y tecnológico para el aprovechamiento integral de las fuentes renovables de energía.

La estructura académica del nuevo IER tendrá como base:

Las líneas de investigación vigentes que han sido desarrolladas debido a su relevancia, originalidad y pertinencia en el campo de la investigación en energías renovables y áreas afines y que han surgido alrededor de líderes académicos con reconocimiento nacional e internacional.

Los departamentos existentes conformados por coordinaciones, que agrupan temáticas y líneas de investigación en energías renovables y áreas afines.

Con base en lo anterior y en la fortaleza académica actual, el IER fomentará la investigación multidisciplinaria e interdisciplinaria que atienda a los retos científicos y tecnológicos, por ejemplo, en la conversión de energía solar a electricidad, la producción de combustibles solares, la utilización y generación de potencia termosolar, el aprovechamiento de los sistemas geotérmicos hidrotermales y de roca seca caliente, así como a la apertura de nuevas áreas en energías renovables y temas afines.

Beneficios de la Transformación

La transformación propuesta del Centro en el Instituto de Energías Renovables, dará lugar a un crecimiento de la entidad que permitirá a la UNAM generar mayor conocimiento de frontera y formar más recursos humanos de calidad para resolver problemas energéticos en el área del desarrollo sustentable. Un crecimiento planeado y ordenado de nuestra institución permitirá además potenciar nuestras capacidades en la diseminación del conocimiento en energías renovables, en la germinación de industrias en áreas afines a las energías renovables y la formación de profesionales de alto nivel capaces de enfrentar estos retos. Esto permitirá a la institución tener una mayor trascendencia.



Un instituto dedicado al desarrollo del conocimiento de las energías renovables, estará mejor posicionado ante los organismos internos de la UNAM para plantear problemas sobre el tema, y contribuir a sus soluciones a través del planteamiento de estrategias. Además, se considera que este Instituto ayudará de manera eficiente a que la UNAM se transforme en una universidad sustentable.

En un contexto más amplio, el instituto podrá también coadyuvar con el gobierno a ofrecer servicios nacionales de calidad, tales como, la formulación de normas o metodologías para la evaluación de los recursos de energías renovables disponibles en el país. De esta manera, un instituto con las características descritas anteriormente, le permitirá a la UNAM responder integralmente a las demandas actuales de la sociedad y del gobierno sobre temas de energías renovables.

Por lo anteriormente expuesto, se considera que la transformación del Centro de Investigación en Energía en el Instituto de Energías Renovables sería en beneficio de nuestra Universidad y del país.



1. Problemática Energética en el País y el Mundo

La creciente demanda de energía es una de las problemáticas que definirán el destino de México y el mundo en el siglo que comienza. Lo que hagamos o dejemos de hacer a partir de ahora determinará nuestra capacidad para satisfacer los requerimientos energéticos del país, en el futuro.

Como se sabe, las fuentes primarias de energía que dominan en el mundo son los combustibles fósiles, y en particular los hidrocarburos; en la actualidad corresponden al 81% de toda la energía primaria producida y consumida. En México, la dependencia es aún mayor, ya que en el año 2010 el 92.5% de la producción de energía primaria correspondió a combustibles fósiles, (66% petróleo, 24.3% gas y 2.2% carbón).

La demanda energética mundial está en continuo aumento a un ritmo de crecimiento anual del 2%. A medida que crece la población y las economías, millones de personas en todo el mundo disfrutan de los beneficios de un estilo de vida que requiere consumos de energía cada vez mayores. Según la Agencia Internacional de Energía, en su escenario de referencia, la demanda mundial de petróleo evolucionará de 86.7 millones de barriles al día en 2010 a 107.1 millones de barriles diarios en 2035, es decir se incrementará un 24% más en ese periodo. Este escenario plantea un reto colosal en términos de inversiones, en particular en un contexto de declinación de las reservas y las plataformas de producción de petróleo.

El contexto de declinación de las reservas es ya evidente, en donde muchos de los campos de petróleo y gas del mundo están llegando a su madurez. La producción de crudo tocó techo en los Estados Unidos en 1970, en Alaska en 1988, en el Mar del Norte en 1999 y en México en 2004, a pesar de que los grandes descubrimientos más recientes fueron encontrados precisamente en esos lugares (Alaska y Mar del Norte en 1967 y en México, el yacimiento de Cantarell en 1971). Hoy en día, los descubrimientos de nuevos yacimientos de fuentes energéticas se dan principalmente en lugares donde los recursos son difíciles de extraer, ya sea por motivos físicos, económicos o incluso políticos.

¿Cuándo tocará techo la producción mundial? Algunos especialistas sugieren hacia el 2012, otros más el 2020 y algunos otros en el 2050. A partir de ese momento la producción disminuirá. Cualquiera que sea la fecha, para los expertos petroleros del mundo es claro que este recurso está declinando rápidamente en relación a la escala temporal humana. Lo más probable es que mucho antes que se alcance este límite, que eventualmente puede ser extendido por los avances tecnológicos, el juego de la oferta y la demanda petrolera y su impacto en la evolución de los precios del petróleo constituirán un factor determinante para el fin de la era de los hidrocarburos.

Adicionalmente, se ha demostrado que los gases de efecto invernadero, principalmente el bióxido de carbono, producidos por el uso intensivo de los hidrocarburos son los causantes del incremento de la temperatura media global y consecuentemente del llamado cambio climático, que tiene graves consecuencias para los seres humanos.

Por todo lo anterior, es urgente una utilización más eficiente y racional de la energía, así como una sustitución emergente de los combustibles fósiles por otras fuentes de energía renovables y más limpias.



Ante esta situación energética mundial, México requiere un cambio de paradigma energético. Es inevitable preguntarse ¿cuáles son las fuentes energéticas con las que se puede enfrentar el agotamiento de los yacimientos de combustibles fósiles y que simultáneamente permitan la conservación del medio ambiente para un desarrollo sustentable? Esto se debe lograr sin tensiones geopolíticas dramáticas por el control de los yacimientos de hidrocarburos y sin la degradación irreversible del medio ambiente natural, particularmente debida a las emisiones de gas de efecto invernadero. El uso racional y eficiente de las actuales fuentes energéticas, así como el desarrollo de tecnologías para el aprovechamiento y uso masivo de las energías renovables (ER), son la solución a este problema.

Aunque se sabe que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma, se entiende por energía renovable a la energía que proviene de fuentes naturales virtualmente inagotables en la escala humana, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, o porque su tasa de generación es mayor que su tasa de consumo. Estas energías tienen la característica de que su uso prácticamente no afecta al medio ambiente. Ellas son la energía solar, la eólica, la biomasa, la geotérmica, las pequeñas centrales hidráulicas y la oceánica. Las grandes centrales hidráulicas, aunque renovables, se excluyen porque son tecnologías totalmente desarrolladas, comerciales y no requieren de un apoyo específico para su implantación y uso masivo. El hidrógeno y otros vectores energéticos, que pueden ser obtenidos por diferentes mecanismos, en particular utilizando las fuentes de energías renovables, se incluyen dentro de esta temática. Solo como un ejemplo de la abundancia de las fuentes de ER, baste decir que la energía solar recibida cada 10 días sobre la Tierra equivale a todas las reservas conocidas de petróleo, carbón y gas.

En México se cuenta con un potencial energético de ER de los más altos del mundo, particularmente de energía solar. Con sólo una superficie aproximadamente de 4100 km2 (aproximadamente un cuadrado de 64.4 km de lado), que bien podría ubicarse en los estados de Sonora, Baja California o Chihuahua (los de mayor insolación) y usando tecnologías termosolares de potencia y fotovoltaicas (de tan solo 10% de eficiencia) ya existentes, se podría instalar la capacidad que suministre los 242.5 TWh que se generan actualmente en el sector eléctrico del país.

Además del recurso solar, en México se dispone también de una enorme cantidad de recursos eólicos, geotérmicos, de biomasa y oceánicos factibles de aprovechar.

Varios países del mundo han reconocido lo anterior y desde hace varias décadas han trabajando en la investigación científica y tecnológica para aprovechar las ER, así como en la implementación de políticas y programas para su uso masivo. Gracias a ello, el mercado mundial de las ER en 2011 fue de $257 mil millones de dólares americanos, el cual sigue creciendo y todavía hay mucho por descubrir y desarrollar.

No obstante este rápido crecimiento del aprovechamiento de las ER, en el caso de México existen dos aspectos importantes que resaltar sobre los hidrocarburos:

Por un lado, el país no debería depender de un recurso energético que está declinando, y para el cual, el día de mañana probablemente se encuentre importándolo masivamente a precios elevados y con consecuencias económicas, financieras y sociales muy graves (de hecho ya estamos importando grandes cantidades de gasolinas, gas natural y carbón).



Por el otro lado, el país tiene la oportunidad de aprovechar los elevados precios del petróleo para hacer inversiones inteligentes en el sector petrolero, en investigación y desarrollo, que prolonguen los beneficios de este recurso y que permitan transitar en una forma más segura hacia una matriz energética sustentable que contribuya al desarrollo nacional basado en fuentes renovables.

Ante estos escenarios complejos de la energía y sus consecuencias ambientales, lo que

hagamos o dejemos de hacer a partir de ahora determinará nuestra capacidad para satisfacer los requerimientos energéticos del país en el futuro y lograr así una mejor preservación del medio ambiente.

En la búsqueda de soluciones científicas y tecnológicas a las necesidades energéticas y sus problemáticas ambientales, la diversificación de fuentes energías con tecnologías no fósiles aparece claramente como una de las acciones prioritarias que deben existir en el portafolio de proyectos energéticos de México. Siendo la investigación una de las tareas fundamentales y estratégicas que garantizan una seguridad energética a nuestro país.

En el contexto nacional de investigación, es importante citar que las principales instituciones que han venido realizando investigación y desarrollo tecnológico en el sector energético son: el Instituto Mexicano de Petróleo (IMP), el Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE), y el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ).

El IMP realiza principalmente investigación para PEMEX en los programas de investigación relacionados con la exploración y explotación de los recursos del petróleo. El ININ realiza investigación que apoya las actividades nucleares de la CFE, aunque ofrece también apoyo a la industria y al sector salud a través del estudio de radioisótopos, protección del medio ambiente, gestión de desechos radiactivos, seguridad nuclear y radiológica. El IIE realiza investigación tecnológica en sistemas eléctricos, mecánicos y de control, así como en energías alternas. En el área de energías alternas, desarrollan metodologías y programas de ingeniería para la exploración y explotación de recursos energéticos del subsuelo (petroleros y geotérmicos), tecnologías para el aprovechamiento de recursos no convencionales (energía solar, viento, biomasa y micro-hidráulica), así como metodologías para la operación segura y confiable de centrales nucleares e instalaciones petroleras.

Además de estas 3 instituciones del sector energético nacional, existen otras Instituciones que realizan investigación en algunas áreas de las energías renovables, dentro de las cuales destacan principalmente en la temática de materiales y celdas solares: el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (CINVESTAV) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), el Centro de Investigación en Materiales Avanzados (CIMAV), y el Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico (CENIDET). Finalmente, en la UNAM estos temas se cultivan en diferentes entidades académicas: el propio Centro de Investigación en Energía (CIE), el Instituto de Ingeniería, la Facultad de Ingeniería, la Facultad de Química, entre otras.

No obstante el número de instituciones mexicanas que tienen grupos de trabajo en algunos temas del área de las ER, es claro que es insuficiente para el gran reto científico y tecnológico que enfrenta el país, ya que sin duda, el suministro de energía es un área prioritaria y de seguridad nacional. Aunado a lo anterior, no existe en México ninguna institución que de forma integral y exclusiva cultive el desarrollo de las ER.



Por lo antes mencionado, resulta pertinente considerar el desarrollo dinámico de nuevas estrategias de investigación, tendientes a favorecer la producción y utilización de fuente renovables de energías, al mismo tiempo que se desarrollen capacidades para el uso eficiente y racional de la energía. En este contexto la UNAM, y particularmente el grupo que integra al actual CIE, por su fortaleza y madurez académica tiene una ventana de oportunidad para contribuir en forma más significativa al desarrollo científico y tecnológico de estas áreas en nuestro país.

En este último contexto, resulta oportuno y de gran relevancia, la transformación del Centro de Investigación en Energía en el Instituto de Energías Renovables.



2. Antecedentes Históricos del CIE-UNAM

La historia del actual Centro de Investigación en Energía inició en el Centro de Investigación en Materiales (CIM) fundado en 1967 y cuyo principal objetivo era realizar investigación en ciencia e ingeniería de materiales. A partir del CIM, se crea el Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM) en 1979 y en él se establece el Departamento de Energía Solar cuyas principales líneas de investigación fueron las asociadas con las áreas del aprovechamiento fototérmico y fotovoltaico de la energía solar.

Siendo el Director del IIM el Dr. Guillermo Aguilar Sahagún, y a raíz del desarrollo de los grupos de investigación que constituían este Departamento y del proceso de descentralización que por esas fechas decidió realizar la UNAM, se gestó el proyecto de crear un laboratorio foráneo de energía solar, cuya construcción se proyectó sobre una superficie de 4,200 m2 en Temixco, Morelos y se terminó en agosto de 1984.

La inauguración del Laboratorio de Energía Solar (LES) ocurrió en agosto de 1985 con la presencia del Dr. Jorge Carpizo McGregor, Rector de la UNAM, del Dr. Arcadio Poveda Ricalde, Coordinador de la Investigación Científica, del Dr. Guillermo Aguilar Sahagún, Director del IIM y del Dr. Luis Enrique Sansores Cuevas, primer Jefe del LES.

La figura 1 muestra una fotografía de la fachada del edificio principal de las instalaciones del CIE-UNAM, la cual se ha mantenido a la fecha.

Figura 1. Fachada del edificio principal del CIE-UNAM.

Los objetivos específicos del LES fueron: ofrecer las condiciones adecuadas para realizar investigación básica, aplicada y desarrollo tecnológico en energía solar, participar en la formación de recursos humanos a través de programas de posgrado en energía solar y de cursos de actualización, y difundir los conocimientos generados de las investigaciones y participar en la formación de una cultura nacional en el aprovechamiento de la energía solar y otras fuentes renovables de energías. Los jefes del LES que siguieron al Dr. Sansores cronológicamente fueron los Doctores Eduardo Ramos Mora, Manuel Martínez Fernández y Jaime Cervantes de Gortari.



La madurez, productividad y relevancia de la labor desarrollada por los académicos del LES desde su inauguración, conducen al Consejo Universitario presidido por el Rector Dr. José Sarukhán Kermez a crear, el 13 de noviembre de 1996, el Centro de Investigación en Energía (CIE) con una conformación académica de 24 investigadores y 10 técnicos académicos. El Dr. Sarukhán nombró, en diciembre de 1996, como primer director del CIE al Dr. Manuel Martínez. Con esta conversión del LES a CIE, la misión del Centro quedó establecida como:

“Realizar investigación básica y aplicada y desarrollo tecnológico en la generación, transmisión, conversión, almacenamiento, utilización e impactos de la energía, en particular de las fuentes renovables; llevar a cabo estudios, asesorías y capacitación a instituciones en el área de la energía; formar estudiantes, principalmente de posgrado, a través de cursos y tesis, y difundir los conocimientos adquiridos en el área, para alcanzar el desarrollo sustentable del país”.

Grupos de investigación

Inicialmente el LES estaba organizado en 4 grupos de investigación, a saber, el grupo de sistemas fotovoltaicos, el de transferencia de energía y masa, el de física teórica y el de termodinámica aplicada. Con la creación del CIE y considerando su misión, los grupos se reorganizan en 9 coordinaciones agrupadas en tres departamentos: i) el Departamento de Materiales Solares con tres coordinaciones: Recubrimientos Ópticos y Optoelectrónicos, Solar-Hidrógeno – Celdas de Combustible y Superficies, Interfases y Materiales Compuestos; ii) el Departamento de Sistemas Energéticos con cuatro coordinaciones: Concentración Solar, Geoenergía, Planeación Energética y Refrigeración y Bombas de Calor; y iii) el Departamento de Termociencias con dos coordinaciones: Física Teórica y Transferencia de Energía y Masa.

En la etapa inicial del CIE se estableció que cada coordinación de investigación debería tener un mínimo de cuatro académicos: tres investigadores (dos titulares y un asociado) y un técnico académico. Al inicio, no todas las coordinaciones se pudieron conformar de la manera descrita, pero al cabo de tres años, los grupos se integraron de acuerdo con los lineamientos originales. A lo largo de un poco más de 15 años, los grupos de investigación se han consolidado en personal, en líneas de investigación y trabajo académico, y han coadyuvado significativamente a la consolidación del posgrado en los diferentes programas en donde participa el CIE.



3. Estado actual del CIE-UNAM

Estructura del CIE

Actualmente el CIE tiene la estructura académica que aparece en el organigrama de la figura 2, el cual considera como elemento básico a las nueve coordinaciones de investigación agrupadas en los tres departamentos:

En esta estructura se observa también la organización del CIE a través de la interacción de la Dirección con los Departamentos y Coordinaciones de Investigación, el Consejo Interno y los Cuerpos Colegiados, la Coordinación de Docencia y el apoyo de las cuatro Secretarías: Académica, Gestión Tecnológica y Vinculación, Administrativa y Técnica.

Figura 2. Organigrama del CIE



Líneas de investigación y logros

De acuerdo con su misión, en el CIE se estudian, con un enfoque multidisciplinario, diversos temas relacionados con la energía, en particular con las fuentes renovables de energía, realizando investigación científica y tecnológica. Las líneas de investigación que se cultivan en el CIE por los diferentes grupos son numerosas y variadas. A continuación se mencionan las más relevantes por departamento.

En el Departamento de Materiales Solares (DMS) las líneas de investigación son: el estudio de materiales semiconductores para el desarrollo de celdas solares de 1ra, 2da y 3ra generación, el desarrollo de dispositivos ópticos y optoelectrónicos para aplicaciones en energía solar, la producción de recubrimientos semiconductores a nivel de planta piloto, la evaluación de sistemas fotovoltaicos y tecnologías fotovoltaicas, el desarrollo de catalizadores para aplicaciones en celdas de combustible y producción de hidrógeno, el desarrollo de materiales semiconductores mediante diversas técnicas (sol-gel, evaporación térmica y “sputtering”) para aplicaciones en celdas solares, los procesos de fotocatálisis para descontaminación de aguas, el desarrollo de nuevos materiales y su aplicación electroquímica en sistemas de almacenamiento de energía (baterías, capacitores y supercapacitores), los sistemas integrados híbridos solar-hidrógeno para suministro de energía en sistemas aislados e interconectados a la red eléctrica convencional, la conversión y el almacenamiento de energía electroquímica y fotoelectroquímica, el estudio de las heterouniones híbridas de polímeros conductores con semiconductores inorgánicos, las nanociencias y la nanotecnología para el monitoreo y la remediación ambiental, la física de superficies en materiales semiconductores, la bioenergía y los biocombustibles.

En el Departamento de Sistemas Energéticos (DSE), las líneas de investigación que se desarrollan son la óptica de concentración solar, la transferencia de calor y masa en sistemas de concentración solar, el estudio sobre materiales reflectores y absorbedores (desarrollo y medición de propiedades), la conversión directa de energía (termoiónicos y termoeléctricos), la desalación solar, los procesos a altas temperaturas y altos flujos radiativos (destoxificación y producción de combustibles solares), los sistemas termosolares para generación de potencia eléctrica y calor de proceso industrial, la simulación matemática de sistemas térmicos de aprovechamiento de la energía solar, la evaluación de los recursos solar, geotérmico y eólico, el desarrollo de nuevas alternativas para la producción de frío y el acondicionamiento de aire con sistemas térmicos, la evaluación de sistemas solares de calentamiento de agua mediante un laboratorio de pruebas, el diseño y optimización de sistemas solares para calentamiento de agua, el secado solar, el desarrollo de bombas de calor para el ahorro de energía, los transformadores de calor para reciclado de calor en la industria, los estudios exergéticos de sistemas de refrigeración, el desarrollo de nuevas metodologías y herramientas mejoradas para la exploración y explotación de los sistemas hidrotermales convectivos, los estudios de transferencia de masa, calor y momentum en pozos y yacimientos geotérmicos, la geoquímica de fluidos geotérmicos, los procesos de interacción roca-agua y alteración hidrotermal, la estadística aplicada al manejo de datos experimentales y la geoquimiometría, los estudios sobre el origen de volcanes, el desarrollo de software especializado para la solución de problemas geocientíficos, la geoquímica analítica para la caracterización de materiales geológicos, la prospectiva y simulación de sistemas energéticos, la mitigación del cambio climático, la sustentabilidad de sistemas



energéticos, las tecnología y economía de las plantaciones/cultivos energéticos y la relación presente y futura de los aspectos ambientales, tecnológicos, sociales y políticos de la energía en México y en el mundo.

Finalmente, en el Departamento de Termociencias (DTC), las líneas de investigación son la transferencia de energía y masa en flujos por convección natural, en flujos en canales con transporte de sedimentos, en flujos oscilatorios, en flujos magnetohidrodinámicos, en sistemas de aprovechamiento de energía solar y en edificaciones, el transporte en nanocompuestos y medios porosos, la condensación y superfluidez de los excitón-polaritones en microcavidades semiconductoras, los sistemas complejos, la termodinámica de procesos irreversibles, la sociofísica y la mecánica estadística.

En todas las líneas de investigación, sus responsables muestran un elevado nivel de competencia y de reconocimiento entre sus pares nacionales e internacionales, avalado esto en estudios bibliométricos y en bases de datos de productividad científica (Science Citation Index, Scopus, etc.). En algunas líneas de investigación como las de películas delgadas para el control de la radiación solar, celdas solares, refrigeración solar, concentración solar o exploración geotérmica, el CIE es el referente nacional. Muestra de lo anterior es el hecho de que el CIE, en este momento, sea sede del Laboratorio Nacional de Sistemas de Concentración Solar y Química Solar (proyecto cofinanciado por el CONACYT, la UNAM y la UNISON) y del Laboratorio Nacional de Innovación Fotovoltaica y Caracterización de Celdas Solares (también cofinanciado por el CONACYT y la UNAM); ambos laboratorios creados para fortalecer redes nacionales de grupos de investigación a través de infraestructura de uso común. Es importante mencionar que todas las líneas de investigación que se cultivan tienen relevancia nacional y/o internacional.

En el cultivo de varias de las líneas de investigación se han formado y consolidado grupos con contribuciones relevantes en ciencia básica, aplicada, desarrollo tecnológico e infraestructura. Por ejemplo, en ciencia básica destacan estudios sobre la interacción de la luz con materiales semiconductores (que han sido publicados en las revistas Science y Physical Review Letters) que dan el sustento teórico a la propuesta de un nuevo tipo de láser.

En ciencia aplicada destacan: (i) los estudios sobre recubrimientos para el control de la radiación solar para su aplicación en el ahorro de energía para climas cálidos, resultando éstos en una transferencia tecnológica para su producción industrial y comercialización; y (ii) el desarrollo de herramientas geotermométricas mejoradas para la predicción de temperaturas de sistemas geotérmicos (que han sido publicados en revistas indizadas y protegidos con una patente en trámite).

En desarrollo tecnológico resaltan: (i) la construcción de un sistema de enfriamiento solar para la producción de hielo operado con nitrato de litio - amoniaco (el cual obtuvo el 1er Lugar del Premio Nacional de Energías Renovables 2006 en la categoría de Innovación, con una patente en trámite); y (ii) el desarrollo de celdas solares de CdTe con una eficiencia mayor al 10%. Esta innovación ha permitido construir una planta piloto para el depósito de películas delgadas en áreas de 100 cm2, en colaboración con una empresa mexicana.

En infraestructura experimental sobresalen: (i) el desarrollo del horno solar de alto flujo radiativo de 30 kWt; (ii) el campo de pruebas de helióstatos instalado en la Universidad de Sonora en Hermosillo; (iii) los laboratorios de mecánica de fluidos y transferencia de calor



para estudios de uso eficiente de la energía; y (iv) la planta fotocatalítica para la remediación de aguas contaminadas.

En trabajo interdisciplinario, el CIE ha sido exitoso en liderar y desarrollar investigación que requiere el concurso e integración de equipos de trabajo de profesionales de varias disciplinas para abordar problemas reales de la interacción entre energía, medio ambiente, economía y sociedad tales como la economía, ciencias políticas, ciencias sociales, física y diversas disciplinas de la ingeniería. En este ámbito se tiene los siguientes logros: (i) la modelación y estudio hacia una economía baja en carbono en México realizada para el Banco Mundial, (ii) los escenarios energéticos, ambientales y económicos desarrollados para la SENER y la Organización Latinoamericana de Energía (y que han sido publicados en revistas indizadas), y (iii) la evaluación de la sustentabilidad energética, ambiental, económica e institucional de los sistemas energéticos, especialmente de centrales hidroeléctricas, desarrollada para la CFE.

Adicionalmente, el CIE ha sido muy activo en vinculación, destacando en este rubro dos logros: (i) el estudio realizado para el Senado de la República sobre “Una Alternativa Energética Sustentable para México (Análisis y Propuesta)”, del cual se derivaron insumos importantes para las leyes: “Ley para el Aprovechamiento de Energías Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética” y “Ley de Promoción y Desarrollo de los Bioenergéticos”; (ii) el desarrollo y puesta en operación del Laboratorio de Pruebas de Equipos de Calentamiento de Agua Solar para apoyar los programas de hipotecas verdes del CONACYT y el PROCASOL de SENER-CONUEE.

Por lo anteriormente expuesto, es claro que la fortaleza en investigación científica y tecnológica del CIE garantiza que se tenga una base de excelencia académica en la creación de un instituto de investigación especializado en energías renovables.

Personal académico

Desde su creación en el año 1996, el CIE realiza una importante labor en el avance del conocimiento en las áreas que le competen y cuenta entre su personal académico con destacados miembros de la comunidad científica y tecnológica mexicana. En particular, su quehacer involucra áreas de ciencia básica, aplicada y desarrollo tecnológico, balanceando estos aspectos en la generación de conocimiento dentro de una institución multidisciplinaria e interdisciplinaria. La figura 3 muestra la evolución del personal académico adscrito al LES-CIE desde 1985 hasta 2012.

En 1985 el número de plazas de académicos en el LES era 26: 14 investigadores y 12 técnicos académicos. En diciembre de 1996, en el momento de su creación, el Centro de Investigación en Energía (CIE) había incrementado su personal a 34 académicos: 24 plazas de investigadores (15% fueron Inv. Tit. “C”, 19% Inv. Tit. “B”, 43% Inv. Tit. “A”, y 23% Inv. Asoc. “C”) y 10 técnicos académicos. Hoy en día, el CIE cuenta con 65 plazas de académicos: 43 investigadores y 22 técnicos académicos. En el gráfico se ve con claridad que el mayor crecimiento de personal ocurrió entre los años 1995 y 2003 a una taza de aproximadamente 3 académicos por año. Antes y después de este periodo, el crecimiento ha sido reducido.

Como se puede ver en la figura 4, de las 43 plazas de investigadores que se tienen en el CIE, el 44% son Titulares “C”, el 19% son Titulares “B”, el 30% son Titulares “A” y sólo el 7% son Investigadores Asociados “C”. Con base en estos índices de calidad (obtenidos



fundamentalmente por el número actual de Investigadores Titulares “C”), el CIE alcanzó un incremento de investigadores Titulares “C” del 375%, lo cual le permite en este momento tener un gran número de líderes en las áreas de investigación que cultiva, avalando con esto su consolidación.

La figura 5 muestra la distribución de investigadores pertenecientes al Sistema Nacional de Investigadores (SNI). Se puede observar que el 26% son niveles III, el 32% son niveles II, el 37% son niveles I y solo el 5% no pertenecen al Sistema. Además se tienen 4 técnicos académicos con reconocimiento del SNI.

De manera similar, la figura 6 muestra la distribución de todos los académicos del CIE dentro del PRIDE. Como se puede observar el 37% son niveles “D”, el 40% son niveles “C”, el 17% son niveles “B” y el 6% corresponde al nivel B del PAIPA.

Figura 3. Evolución del personal académico en el periodo 1985-2012.

Figura 4. Distribución de Investigadores del CIE en el Subsistema de Investigación Científica de la UNAM.



Figura 5. Distribución de Investigadores del CIE en el SNI.

Figura 6. Distribución del personal académico del CIE en el PRIDE.

El número de investigadores de alto nivel académico en el CIE representa una de sus principales fortalezas. Esto indica que la entidad académica cuenta con líneas de investigación consolidadas que garantizan su futuro desempeño académico. Además, la dinámica de promoción de su personal académico sugiere una entidad universitaria con gran ímpetu. En los 15 años de su existencia, en el CIE se han promovido 16 académicos a Investigadores Titulares “C” y 18 a Investigadores Titulares “B”. El CIE es una de las entidades con el menor promedio de edades en el subsistema de la investigación científica. La edad promedio de sus Investigadores Titulares “C” es de 56 años, en tanto que la edad promedio del mismo nivel de investigadores de todo el subsistema es de 60 años. La edad promedio de todos los investigadores del CIE es de 51 años al 2012 y la del subsistema es de 54 años.

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Son diversos los reconocimientos con los que los académicos de este Centro han sido distinguidos, entre los cuales destacan los siguientes: la Distinción Universidad para Jóvenes Académicos en el Área de Tecnología, la Medalla Marcos Moshinsky, la Medalla Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz, los cuatro Premios Nacionales de Energía Renovable, los Premios a la Investigación Científica y al Desarrollo de la Física en México de la Sociedad Mexicana de Física y los Premios León Bialik. Asimismo, el propio Centro fue distinguido en 1999 con la Venera José María Morelos y Pavón en el Área de Innovación Tecnológica, máxima presea otorgada por el Gobierno del Estado de Morelos. En 2008 el CIE fue reconocido con el Premio Estatal de Ahorro de Energía Eléctrica 2008 otorgado también por el Gobierno del Estado de Morelos y la CFE – División Sur-Centro.

Asimismo, varios investigadores han ocupado cargos importantes en consejos consultivos y en diversas asociaciones científicas, destacándose la participación en el Consejo Consultivo para las Energías Renovables y el Consejo Consultivo de Cambio Climático del Gobierno Federal; y los nombramientos como Presidentes de la Asociación Nacional de Energía Solar (ANES), del Instituto Nacional de Geoquímica (INAGEQ), de la Sociedad Mexicana de Electroquímica, de la Academia Nacional de Ingeniería, de la Academia de Ciencias de Morelos, entre otras. Finalmente varios investigadores participan como editores científicos de revistas internacionales indizadas, entre las cuales destacan: Applied Thermal Engineering, Solar Energy, Solar Energy Materials & Solar Cells, International Journal of Energy Research, y la Revista Mexicana de Ciencias Geológicas.

Productos de investigación

El CIE ha mostrado una alta capacidad de producción científica y tecnológica primaria desde su creación. Entre sus productos primarios se encuentran la publicación de artículos en revistas indizadas y congresos, el desarrollo de infraestructura e instrumentación experimental, patentes, normas, el desarrollo de programas de cómputo especializados, los estudios de investigación y desarrollo para el sector social, público y privado, entre otros.

En diciembre de 1996, el Laboratorio de Energía Solar (LES) contaba con una productividad académica acumulada de 187 artículos publicados en revistas indizadas del Web of Science (WoS) y un número total de 3,093 citas. A un año de su creación (Dic. 1997), los investigadores del CIE lograron publicar 35 artículos en revistas indizadas, los cuales acumularon un total de 479 citas externas. Aproximadamente a 15 años de su creación, el número total de artículos en el SCI alcanzado por el CIE es de 1,030 con un impacto de 10,150 citas, lo que produce un factor-H institucional de 41 (SCI).

En la figura 7 se muestra la evolución de los artículos con arbitraje y factor de impacto en el “Science Citation Index” (SCI) publicados por investigadores adscritos al CIE desde 1997 hasta 2011. En este período, en promedio, se publicaron 1.7 artículos internacionales anuales por investigador en revistas de relevancia en sus áreas. El promedio del Factor de Impacto de las revistas internacionales en donde los investigadores del CIE publican sus trabajos es de 2.3 y la mediana de 2, siendo estas cifras altas para las áreas de investigación que se cultivan en el CIE. También durante este período se publicaron 34 libros y 89 capítulos en libros y 700 artículos en memorias de congresos nacionales e internacionales.



De la productividad académica total acumulada del CIE al 2012 (1,030 artículos publicados), la contribución por departamento de investigación fue la siguiente: Departamento de Materiales Solares, DMS (42.4%); Departamento de Sistemas Energéticos, DSE (29.6%); y Departamento de Termociencias, DTC (28%). En lo que respecta al impacto de estos trabajos de investigación publicados (a través del número total de citas documentadas por el SCI: 10,150 citas), la contribución por departamento fue la siguiente: 53.4% de DMS; 25.0% del DSE; y 21.6% del DTC.

En el rubro de patentes, el CIE ha registrado y le han concedido las siguientes patentes: (1) Dynamic reduction of the moisture layer during the displacement of a viscoelastic fluid using a fluid with lower viscosity por los Dres. Eugenia Corvera-Poiré, Mariano López de Haro y Jesús Antonio del Río Portilla: US 7,201,224 B2, USA; No. 2,455.577 PCT/MX02/00068, Canadá; y PA/A/2001/007424, México; (2) Calorímetro de placa plana para la medición de energía radiativa concentrada por los Dres. Claudio A. Estrada Gasca, Oscar A. Jaramillo Salgado, Camilo A. Arancibia Bulnes e Ing. José J. Quiñones Aguilar: MX/a/2007/007909; y (3) Sistema térmico de refrigeración por absorción avanzado operado con energía solar y gas natural para uso en acondicionamiento térmico de espacios por los Dres. Roberto Best Brown y Nicolás Velásquez Limón: PA/a/2003/006027. Adicionalmente a éstas, se encuentran actualmente 13 patentes en trámite.

En lo que se refiere a registros de propiedad intelectual, se tienen 19 registros concedidos y uno en trámite. Entre éstos, se tienen por ejemplo: (1) Software de control y monitoreo para el proceso de depósito por sublimación en espacio cercano por Dr. Xavier Mathew, C. Eduardo Pedroza Landa y Dra. Julia Tagüeña Parga: 03-2010-112512102200-01; (2) Paquete computacional para el análisis y optimización exergoeconómica por los Dres. Wilfrido Rivera Gómez Franco y Elizabeth Cortés Rodríguez: 03-2010-061712124000-01; (3) Sistema de Información de generación eléctrica SIGENEL por Dr. Jorge M. Islas Samperio y Lic. María de Jesús Pérez Orozco: 03-2007-100912421900-01; y los libros: (4) Energías Renovables 25 años de la UNAM en Temixco por el Dr. Claudio A. Estrada Gasca y Colaboradores: 978-607-02-2467-6, ISBN 978-607-02-2467-6 y (5) Estadística básica para el manejo de datos por el Dr. Surendra Pal Verma Jaiswal: 03-2005-101912461100-01, ISBN 970-32-3000-8.

En el rubro de transferencias tecnológicas, se han logrado transferir: (1) La tecnología de controladores de radiación solar. Esta tecnología se transfirió con convenio a la empresa norteamericana Innovation Solutions, y a la empresa mexicana Dispositivos Optoelectrónicos de Morelos en el 2007; y (2) La tecnología para la elaboración de películas delgadas por el proceso de sublimación en espacio cercano. La transferencia se realizó a la empresa INTERCOVAMEX en el 2010.

Otro indicador muy importante asociado a la productividad académica del CIE es el número de proyectos de investigación que se han tenido a lo largo de su historia.

La figura 8 muestra el comportamiento histórico de este indicador en el período 2000 – 2011. Como se aprecia en el gráfico, el mayor número de proyectos de investigación corresponden a proyectos CONACYT y proyectos DGAPA.



En el mismo gráfico se observa también en los últimos 4 años un incremento muy importante de proyectos, particularmente de proyectos de ingresos extraordinarios. Esto refleja la intensa actividad que en los últimos años el CIE ha realizado para vincularse con diferentes sectores. En el año 2011, se tuvieron en total 60 proyectos representando éstos un monto total de $ 33,095,451. De ellos, 11.4% correspondieron a DGAPA ($3,753,085), el 72.1% al CONACYT ($23,862,247) y 16.5% a Ingresos Extraordinarios ($5,480,118).

Figura 7. Evolución de artículos internacionales publicados en el SCI.

Figura 8. Distribución de proyectos en el CIE



Docencia y Formación de recursos humanos

Los académicos del CIE también han realizado una importante y continua labor docente y de formación de recursos humanos, participando en programas de Posgrado y Licenciatura, tanto de la UNAM como de instituciones educativas regionales. Actualmente se participa como entidad académica sede en los Posgrados de Ingeniería, Ciencias Físicas y Ciencia e Ingeniería de Materiales de la UNAM y en la Licenciatura de Ingeniería en Energías Renovables.

Varios investigadores del CIE también colaboran como profesores en la Universidad Autónoma del Estado de Morelos, en el Instituto Tecnológico de Zacatepec y en otras instituciones de educación superior del Estado. Algunos de los programas de posgrado se han logrado vincular con el sector productivo del país, destacando la Maestría de Energía del Posgrado en Ingeniería (Energía), que se ha orientado, a través de cursos presenciales y a distancia, al mejoramiento de la formación académica de profesionistas de la Comisión Federal de Electricidad y de empresa Industrias MABE.

El CIE organiza anualmente la Escuela de Investigación en Energía y el Congreso de Estudiantes de Posgrado con el objeto de atraer estudiantes a los programas de posgrado en los que participa como sede. También ha iniciado un diplomado a distancia y cursos de educación continua con una temática variada, entre las que se encuentran el Curso Taller de Tecnologías Solares y los cursos de estadística básica y avanzada, bombeo fotovoltaico, redacción de textos científicos, entre otros.

Durante el año 2011, el CIE tuvo registrado un número total de 314 estudiantes, de los cuales 200 realizan o realizaron trabajos de tesis (31 de licenciatura, 83 de maestría y 86 de doctorado). Desde que se creó el CIE (1996) se han inscrito 37 estudiantes de licenciatura (a partir de agosto del 2011), 218 de maestría y 173 de doctorado, dando un total histórico de admisión de 428 estudiantes. Adicionalmente a estos ingresos, se ha tenido un registro de 231 estudiantes de programas de licenciatura externos realizando trabajos de tesis, así como un número promedio/año de 115 estudiantes de bachillerato y licenciatura con otro tipo de actividades académicas (servicio social, prácticas profesionales, residencias profesionales o estancias de verano).

En relación con las estadísticas de graduación del 2011, se graduaron 13 estudiantes de doctorado, 19 de maestría y 23 de licenciatura. Desde su creación, en el CIE se han graduado 231 estudiantes de licenciatura, 190 de maestría y 105 de doctorado, dando un total de 526 graduaciones y por ende 526 tesis.

La figura 9 muestra la evolución del número de estudiantes graduados por nivel desde 1997 hasta el 2011. Se ve con claridad como el CIE ha fortalecido la graduación de estudiantes de posgrado a lo largo de los años, particularmente de doctorado. De hecho el CIE tuvo en los últimos 4 años un promedio de doctores graduados por investigador de 0.25, correspondiendo este índice a uno de los más altos de la UNAM (el promedio del CIC en el periodo 2008-2011 es de 0.14). En el año 2011 este índice fue de 0.31 para el CIE.

Un número considerable de nuestros graduados de doctorado, han realizado estancias posdoctorales nacionales o internacionales y se encuentran trabajando en universidades o tecnológicos de varios estados (por ejemplo en la UAEM, UNISON, UABC, UAN, UANL, U. Veracruzana, UQRoo, UPCh, UPMor, CENIDET, ITZ, ITO, entre otros), así como en empresas de la iniciativa privada. Muchos de estos egresados, ahora profesores-investigadores, siguen



colaborando con los grupos de investigación del CIE en los que se formaron, varios de ellos a través de las redes temáticas del CONACYT.

También es importante mencionar la labor de difusión de la ciencia y la tecnología, realizada por el personal del Centro a lo largo de estos años, a través de conferencias invitadas, entrevistas en medios de comunicación, pero también al recibir visitas a las instalaciones y participar en actividades de divulgación como la Semana Nacional de la Ciencia y la Tecnología en el Estado de Morelos.

Figura 9. Formación de recursos humanos en el CIE.

Vinculación

Para cumplir con sus actividades sustantivas, el CIE ha establecido colaboración con diversos organismos públicos y privados. Así, a lo largo de su historia, el CIE ha formalizado proyectos de colaboración con universidades, institutos de investigación, organismos empresariales y de gobierno tanto nacionales como internacionales.

Actualmente el CIE tiene convenios con instituciones académicas, industriales, gubernamentales, nacionales e internacionales. Estos convenios permiten establecer los lineamientos legales para facilitar la promoción, adaptación, aprovechamiento y asimilación del conocimiento, así como garantizar los derechos de autor y de propiedad intelectual de los productos de la investigación y técnicas generadas en nuestra entidad académica. Entre los convenios y proyectos más relevantes que ha tenido recientemente o tiene el CIE se encuentran los siguientes:

(1) Convenios para apoyo a la docencia con la Universidad Autónoma del Estado de Morelos, la Universidad La Salle, la Universidad Popular de la Chontalpa, la Universidad Politécnica del Estado de Guerrero, La Universidad de Sonora y los Institutos Tecnológicos de Zacatepec, Tuxtla Gutiérrez y Toluca.



(2) Convenios para proyectos de investigación, entre ellos: (i) el Programa Universitario de Medio Ambiente de la UNAM para la realización de proyectos de iluminación solar fotovoltaica y de ahorro de agua en riego de jardines; (ii) la Universidad de Sonora para proyectos de energía solar concentrada; (iii) la Universidad Autónoma de Baja California para proyectos de refrigeración y aire acondicionado; (iv) el Gobierno del DF para estudios sobre energía y medio ambiente; (v) la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la UNAM para el desarrollo del prototipo de enfriamiento de leche operado con energía solar fotovoltaica; y (vi) el Centro de Investigación y Desarrollo de Ingenierías Renovables del Estado de Veracruz, la Universidad Veracruzana y la Universidad Villa Rica para el desarrollo de un polo regional de excelencia en el uso y aprovechamiento de energías renovables en el Estado de Veracruz.

(3) Convenios para proyectos de transferencia de tecnología y capacitación, a través de: (i) la Convocatoria de Fondos Mixtos de Fomento a la Investigación Científica y Tecnológica CONACYT-Gobierno del Estado de Morelos para atender demandas regionales; y (ii) la colaboración con el Fideicomiso de Riesgo Compartido (FIRCO) de la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentos (SAGARPA) para capacitación en sistemas fotovoltaicos.

(4) Convenios de vinculación con la industria a través de proyectos de investigación y desarrollo tecnológico, entre los cuales destacan los establecidos recientemente con las compañías: (i) Módulo Solar para la evaluación térmica de calentadores solares para agua; (ii) MABE para el mejoramiento de la tecnología actual de secadoras de ropa de uso doméstico; (iii) el Centro Energético Productor de Energías Renovables de Veracruz para la evaluación técnica al proyecto fotovoltaico: Emplazamiento de Planta Generadora Fotovoltaica de 24 kW y auditoría energética para las instalaciones en la Isla de Sacrificios; (iv) Habitaly Group para la realización de estudios de transferencia de energía en edificaciones; (v) INTERCOVAMEX S.A. de C.V. a través del proyecto “Escalamiento de celdas solares basadas en CdTe como plataforma para su manufactura industrial”; (vi) la Sociedad Mexicana de Normalización y Certificación S.C. para la evaluación térmica de sistemas solares para calentamiento de agua; (vii) SATELSA S.A. de C.V. a través del proyecto “Procesamiento de módulos fotovoltaicos de CdTe/CdS de baja potencia para su transferencia tecnológica al sector industrial”.

(5) Proyectos especiales de vinculación entre entidades diferentes de educación superior e investigación con empresas, entre los cuales se pueden mencionar los 4 proyectos recientemente aprobados en la convocatoria CONACYT-SENER-Sustentabilidad: (i) Procesamiento de módulos fotovoltaicos de CdTe/CdS de baja potencia para su transferencia tecnológica al sector industrial; (ii) Desarrollo y validación de una metodología para estimar los impactos en el ahorro de energía por el uso de sistemas pasivo-constructivos en la edificación para diferentes climas de México; (iii) Desarrollo de sistemas de aire acondicionado solar para zonas costeras de México; y (iv) Evaluación económica y ambiental de escenarios al 2030 de la inserción de fuentes alternas de energía y medidas de eficiencia energética en el sistema energético mexicano con base en su potencial de reducción de GEI.



(6) Convenios internacionales de colaboración con: (i) el Centro de Investigaciones

Energéticas Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) de España para realizar el desarrollo y aplicaciones de sistemas de concentración solar; (ii) la Organización Latinoamericana de Energía (OLADE); (iii) el Séptimo Programa Marco de Investigación y Desarrollo Tecnológico, POLAPHEN con la Comunidad Europea para el estudio del fenómeno de polarización en microcavidades cuánticas; (iv) el Centro Nacional de Energías Renovables (CENER) de Navarra, España para la realización de proyectos de investigación y desarrollo tecnológico sobre el uso y aprovechamiento de energías renovables; (v) la Italian Trade Commission para realizar estudios de factibilidad de la refrigeración solar en el sector alimentario y agroindustrial de México; (vi) el proyecto del Fondo de Cooperación Internacional en Ciencia y Tecnología Unión Europea-México (FONCICYT 4256) sobre investigación, desarrollo y aplicación de sistemas de refrigeración solar para congelación y climatización; (vii) el World Resources Institute para la realización de proyectos sobre control de emisiones y (viii) el Instituto Madrileño de Estudios Avanzados (IMDEA) de España para realizar investigación científica en concentración solar y termoquímica solar.

(7) Convenios con entidades gubernamentales (locales, estatales y nacionales), como por ejemplo los convenios de colaboración con: (i) el Municipio de Temixco en Morelos para el desarrollo de varios proyectos de aplicaciones de ahorro y uso eficiente de la energía y de las energías renovables; (ii) la Secretaría de Desarrollo Agropecuario del Estado de Morelos SEDAGRO para establecer una parcela para el cultivo experimental de diferentes especies con potencial para la generación de energía renovable alternativa (Biodiesel, etanol, biogas, etc.; (iii) FIRCO para el desarrollo del Proyecto de Energía Renovable para la Agricultura; (iv) el Gobierno del Estado de Guerrero a través del proyecto: planta de generación de electricidad de 1 MW basada en tecnología fotovoltaica; y (v) la Comisión Nacional para el uso eficiente de la Energía (CONUEE) a través de un contrato de prestación de servicios para la evaluación de diferentes proyectos y programas de la misma institución.

(8) Convenios de colaboración con entidades no gubernamentales, tales como: el programa de hipotecas verdes sobre las pruebas de sistemas solares de calentamiento de agua (ONNCEE), el Banco Mundial para el estudio de la reducción de emisiones de dióxido de carbono, y el Museo Interactivo Infantil, A.C. con un estudio para el desarrollo del guión museográfico “Museo de la Energía”.

Dentro de los trabajos de vinculación que el CIE ha impulsado es digno de mencionar como un esfuerzo singular, el trabajo coordinado que realizó en conjunto con la Secretaría de Desarrollo Económico del Gobierno del Estado de Morelos y las Academias de Ingeniería - Regional Morelos y de Ciencias de Morelos, para el establecimiento del proyecto de vinculación productiva Universidad-Industria, llamado “Centro Morelense de Innovación y Transferencia de Tecnología (CemiTT)”. Esta instancia fue ideada para generar un espacio de interacción entre los núcleos de investigación científica, desarrollo tecnológico y educativo con organizaciones productivas asentadas en el Estado de Morelos.



Así mismo, la participación de académicos del CIE fue determinante para la constitución del Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Morelos y del Museo de Ciencias de Morelos.

En relación a los programas internacionales es relevante indicar que el CIE participa activamente en algunos de los Acuerdos de Implementación de la Agencia Internacional de Energía, en particular en los Programas de Calentamiento y Enfriamiento Solar (SHC), de Bombas de Calor, de Concentración Solar (Solar Paces) y de Calentamiento Solar para Procesos Industriales (SHIP). Así mismo, el CIE ha participado en la Red CYTED en dos programas: la Red Iberoamericana de Refrigeración y Aire Acondicionado y los Procesos Avanzados de Oxidación: Fotocatálisis.

Difusión y Divulgación

El CIE-UNAM, a través de sus académicos, ha participado de manera destacada en actividades de difusión y divulgación, a nivel estatal, nacional e internacional. Estas actividades se han llevado a cabo mediante su participación en la organización de eventos académicos y culturales, la edición de números especiales para revistas de divulgación sobre la temática de energías renovables, conferencias, seminarios, reportes, entrevistas en radio, televisión y a través de la página web del centro (http://www.cie.unam.mx). Además de estas actividades, se ha diseñado y elaborado material gráfico para la promoción del CIE y de los proyectos de investigación y productos tecnológicos que se han venido desarrollando. En este mismo contexto y como actividades de vinculación con la sociedad, el CIE viene ofreciendo visitas guiadas a estudiantes, académicos y público en general, con el objeto de dar a conocer las áreas de investigación, su infraestructura experimental y algunas de las aplicaciones de los conocimientos desarrollados en los campos de investigación que estudia.

Infraestructura del CIE

La infraestructura en obra civil y en equipamiento del actual CIE es considerable. Su crecimiento, en estos 25 años, se ha dado fundamentalmente en tres períodos: LES (1985-1996), CIE (1997-2004) y CIE (2005-2012). Durante su primer período el LES contaba con 9,556 m2 construidos.

En el segundo periodo, el CIE alcanzó los 12,946 m2 construidos, con un crecimiento con respecto al período anterior del 35%. Durante el tercer período se alcanzaron los 25,163 m2 construidos, con un crecimiento con respecto al período anterior del 94%. Estas cantidades incluyen los cubículos de académicos, los auditorios, los laboratorios, las oficinas administrativas, la biblioteca, el taller mecánico, la unidad de computo, la unidad docente, la unidad de vinculación, los andadores, pasillos y plazas, las plataformas de experimentación, las vías de acceso, los estacionamientos, los jardines, las áreas deportivas y la nueva edificación en construcción.

También en el CIE se ha adquirido una importante infraestructura experimental especializada y se han realizado diversos desarrollos tecnológicos. En el Anexo I se presenta la infraestructura de laboratorios de investigación que ha sido creada en los últimos años en el CIE.

http://www.cie.unam.mx/



Escenario comparativo con otras instituciones nacionales de investigación en Energía

Las instituciones que realizan investigación y desarrollo tecnológico en el sector energético son: el Instituto Mexicano de Petróleo (IMP), el Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE), y el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ).

El IMP realiza principalmente investigación para PEMEX en los programas de investigación relacionados con la exploración y explotación de los recursos del petróleo.

El ININ realiza investigación que apoya las actividades nucleares de la CFE, aunque ofrece también un importante apoyo a la industria y al sector salud a través del estudio de radioisótopos, protección del medio ambiente, gestión de desechos radiactivos, seguridad nuclear y radiológica, entre otros.

El IIE realiza investigación que apoya principalmente a la CFE y PEMEX. El IIE realiza investigación (básicamente servicios de ingeniería) en sistemas eléctricos, sistemas mecánicos, sistemas de control y energías alternas. En el área de energías alternas, desarrollan, metodologías y programas de ingeniería para la exploración, desarrollo y explotación de los recursos energéticos del subsuelo (petroleros y geotérmicos), tecnologías para el aprovechamiento de recursos no convencionales (energía solar, viento, biomasa y microhidráulica), así como metodologías para la operación segura y confiable de centrales nucleares e instalaciones petroleras.

Adicionalmente a estas 3 instituciones del sector energético de México, existen otras Instituciones que realizan investigación en ER, entre las cuales se encuentran: las entidades académicas de la UNAM (p. ej., los Institutos de Investigación de: Materiales, Física, Biotecnología, Geología, Geofísica, Ingeniería, y Ciencias del Mar y Limnología, y las Facultades de: Ingeniería, Ciencias, Química y Arquitectura, así como los Centros de Investigación en: Geociencias, Ecosistemas, Ciencias de la Atmósfera, Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico, entre otros).

Fuera de la UNAM, destacan principalmente por realizar una labor reconocida en algunas áreas de las energías renovables (principalmente en la temática de materiales y celdas solares): el CINVESTAV, el IPN, la UAM, el CIMAV, el CENIDET, entre otras.

Muchos de los grupos de investigación y desarrollo tecnológico mencionados tienen o han tenido convenios de colaboración con el CIE-UNAM y algunos de sus líderes son egresados de los Posgrados de la UNAM de los cuales es sede el CIE, principalmente de los Posgrados en Ingeniería (Energía), y anteriormente del Posgrado en Energía Solar del CCH.



4. Propuesta de Creación del Instituto de Energías Renovables

La Universidad Nacional Autónoma de México es la institución clave para que el país pueda transitar hacia un modelo energético sustentable basado en fuentes renovables de energía. Dentro de la UNAM existen varios grupos que han realizado investigación en energía, en particular en energías renovables y varios programas de formación de recursos humanos con esta temática. Sin embargo, por el número y el reconocimiento de sus académicos, por la calidad de sus programas docentes, por su infraestructura y por las líneas de investigación de frontera que aborda, el CIE es la entidad académica de la UNAM con mayor relevancia y dedicación al estudio y desarrollo de tecnologías de aprovechamiento de las energías renovables.

Estas mismas características de excelencia académica ubican al CIE como la institución de investigación con mayor reconocimiento a nivel nacional en la temática de las energías renovables. En el futuro próximo, el CIE deberá continuar trabajando en la implementación del Plan de Desarrollo Institucional. Se tendrá el reto de continuar con el desarrollo de los proyectos estratégicos, en particular, la consolidación de los programas de licenciatura y posgrado y de los laboratorios nacionales, así como la continuación de los esfuerzos de vinculación del CIE con su entorno nacional e internacional.

Debido al impulso que en la actualidad las nuevas tecnologías de energías renovables están teniendo y continuarán teniendo en el futuro próximo, y dada la temática de investigación del CIE, en especial el estudio y el desarrollo tecnológico de las energías renovables, consideramos que nuestra entidad académica deberá jugar un papel importante en el desarrollo de las mismas contribuyendo así al desarrollo sustentable del país.

En este contexto se propone la transformación del Centro en el Instituto de Energías Renovables (IER), del Subsistema de la Investigación Científica de la UNAM, con la misión y visión siguientes:

Misión

“Realizar investigación científica básica y aplicada en energía, con énfasis en energías renovables, que coadyuven al desarrollo de tecnologías energéticas sustentables; llevar a cabo estudios, asesorías y capacitación a los distintos sectores de la sociedad; formar recursos humanos especializados, y difundir los conocimientos adquiridos para el beneficio del país”

Visión al 2030

“Ser un instituto de investigación con liderazgo académico internacional en investigación en energías renovables y áreas afines, que propicie el desarrollo científico y tecnológico y permita su aplicación en la solución de problemas relacionados con los ámbitos de la energía y su impacto al medio ambiente para el desarrollo sustentable del país”.

Se propone como objetivos específicos del IER los siguientes:



Realizar investigación científica y tecnológica sobre fenómenos, materiales, procesos, dispositivos y sistemas que aprovechen las fuentes renovables de energía y áreas afines, que impulsen el uso racional y eficiente de la energía y la protección al medio ambiente por la sociedad.

Fomentar y llevar a cabo programas de enseñanza y capacitación de alta calidad en ciencia e ingeniería para impulsar la formación de recursos humanos capaces de generar conocimiento y usar de manera inteligente y sustentable la energía, principalmente en energías renovables y áreas afines, con la visión de conservación y respeto al medio ambiente.

Fomentar la innovación basada en ciencia y tecnología, la transferencia de tecnologías y la creación de empresas de base tecnológica relacionadas con el aprovechamiento de las fuentes renovables de energía y con el uso racional de los recursos energéticos para impulsar el desarrollo sustentable del país.

Realizar difusión y divulgación sobre las energías renovables y áreas afines.

Fomentar actividades de vinculación con organismos públicos, privados y sociales con el fin de incrementar la colaboración

Impulsar la colaboración con las entidades académicas de la UNAM para hacer sinergia y generar conocimiento científico y tecnológico para el aprovechamiento integral de las fuentes renovables de energía.

Las estrategias que se seguirán para alcanzar los objetivos serán:

Fortalecer las áreas de investigación vigentes y crear nuevas áreas de investigación relacionadas con el conjunto de las fuentes renovables de energía y temas afines.

Proponer y desarrollar proyectos científicos y tecnológicos con pertinencia económica, ambiental y social de relevancia nacional e internacional, y con énfasis en el desarrollo de tecnología y su transferencia.

Impulsar acciones que nos permitan alcanzar el grado de excelencia internacional en todos nuestros posgrados, así como fortalecer la licenciatura de Ingeniería en Energías Renovables.

Fortalecer los vínculos con las entidades académicas de la UNAM a través de convenios y programas para realizar integralmente las actividades de I+D+i en energías renovables.

Fortalecer los vínculos con la comunidad nacional e internacional de I+D+i en energías renovables y áreas afines que ya se tienen y establecer nuevos vínculos, a través redes nacionales e internacionales, así como sedes foráneas del instituto.

Modernizar la infraestructura en tecnologías de información y comunicación para fortalecer la conectividad.

Coadyuvar al avance científico, tecnológico, económico, ambiental, social y cultural del país, y en particular del Estado de Morelos.



Fortalecer las actividades de gestión y vinculación para ampliar la colaboración científica y tecnológica con otros organismos públicos, privados y sociales

Gestionar la vinculación con los sectores público, privado y social, para el establecimiento de políticas públicas que impulsen el uso de las energías renovables en el país, así como el establecimiento de programas de asesorías y capacitación.

Fomentar actividades culturales y deportivas para el desarrollo integral de la comunidad.

Estructura Académica del IER

La estructura académica del nuevo instituto tendrá como base:

1) Las líneas de investigación vigentes que han sido desarrolladas debido a su relevancia, originalidad y pertinencia en el campo de la investigación en energías renovables y áreas afines, y que han surgido alrededor de líderes académicos con reconocimiento nacional e internacional.

2) Los departamentos existentes conformados por coordinaciones, que agrupan temáticas y líneas de investigación en energías renovables y áreas afines.

En el futuro esta estructura académica evolucionará a una que convenga al mejor desenvolvimiento de las actividades del Instituto de Energías Renovables, especialmente en el desarrollo de líneas de investigación, temas y áreas emergentes relevantes y pertinentes en el campo de las energías renovables y áreas afines, así como para el óptimo cumplimiento de su misión. Con el objeto de desarrollar y fortalecer las nuevas áreas energéticas y las futuras líneas de investigación del Instituto, se propone realizar periódicamente reuniones de planeación estratégica para definir los planes de desarrollo institucional.



5. Beneficios de la transformación

Comentarios generales

El Centro de Investigación en Energía es la institución líder a nivel nacional en la investigación de los aspectos fundamentales y de desarrollo tecnológico de las energías renovables. Pero, por su tamaño y por la magnitud de los retos que enfrenta ha tenido un impacto menor al que debería. La transformación del CIE en instituto, dará lugar a un crecimiento de la institución que permitirá a la UNAM dar un mayor aporte de recursos humanos y de conocimiento para resolver problemas energéticos en el área de desarrollo sustentable a nivel nacional.

La transformación del CIE en instituto permitirá además que el trabajo sea plenamente multidisciplinario, abarcando temas de ciencia y tecnología y también algunos aspectos de las ciencias sociales. Un crecimiento planeado y ordenado de nuestra institución permitirá potenciar nuestras capacidades en la diseminación de conocimiento en energías renovables, en la germinación de industrias en áreas afines, y la formación de profesionales de alto nivel capaces de enfrentar estos retos. En seguida describiremos brevemente las acciones concretas que nos llevarían alcanzar este propósito.

Mayor presencia en la UNAM y en el país

Nuestra comunidad concibe la transformación del CIE en instituto como el crecimiento necesario de la entidad académica con el objetivo de que el trabajo tenga una mayor trascendencia en la UNAM y en la sociedad mexicana. Asimismo, la transformación a Instituto proporcionará una mayor capacidad de gestión interna y externa y una autonomía para apoyar las tareas académicas sustantivas de la institución, así como las relacionadas con vinculación y difusión. Es claro que debido a la organización actual de la Universidad Nacional, un Instituto dedicado al desarrollo del conocimiento sobre las energías renovables, estará mejor posicionado ante los organismos internos para plantear los problemas sobre el tema, para sugerir estrategias y contribuir a sus soluciones.

Específicamente, consideramos que este instituto puede ayudar de manera más eficiente a que la UNAM se transforme en una universidad sustentable. Análogamente, en la calidad de instituto podríamos tener atribuciones que nos permitan atender problemas de la Universidad en su conjunto.

En un contexto más amplio, el instituto podrá también coadyuvar con el gobierno a ofrecer servicios nacionales de calidad, tales como, la formulación de normas o metodologías para la evaluación de los recursos de energías renovables disponibles en el país. De esta manera, un instituto con las características descritas anteriormente, le permitirá a la UNAM responder integralmente a las demandas actuales de la sociedad y del gobierno sobre temas de energías renovables, tal como lo hacen actualmente, por ejemplo, los Institutos de Astronomía y Geofísica de la UNAM con el Observatorio Nacional y el Servicio Sismológico Nacional, respectivamente.



A nivel nacional, un instituto de las características académicas descritas en este documento, permitirá a la UNAM responder a las demandas actuales de la sociedad y del gobierno sobre temas de energía, y en particular de energías renovables, así como de formación de profesionistas de alto nivel y la difusión de una cultura sustentable sobre el uso de la energía.

Crecimiento y fortalecimiento de los grupos existentes

Actualmente en el CIE existen grupos de investigación en áreas altamente prioritarias para la generación, aprovechamiento y ahorro eficiente de la energía. Aun cuando varios de estos grupos están haciendo esfuerzos importantes y contribuciones sustanciales al desarrollo del sector energético del país, su impacto ha sido limitado por el tamaño de los grupos, por la complejidad de los problemas que enfrentan y el tiempo de respuesta que demandan los distintos sectores industriales. Por ejemplo, se han hecho contribuciones científicas y tecnológicas en temas tales como: filtros solares, celdas solares, celdas de combustible, sistemas fotovoltaicos, almacenamiento de energía, fotocatálisis, sensores, secado solar, desalinización solar, refrigeradores solares, bombas de calor, captadores y concentradores solares, combustibles solares, prospección geotérmica, ahorro de energía en edificaciones, dinámica de fluidos, materiales fotónicos, nanomateriales, sistemas nanoestructurados y estudios de planificación energética.

En el área de aplicaciones directas de beneficio general a la sociedad, las contribuciones del CIE incluyen por ejemplo los estudios relativos a la Ley para el Aprovechamiento de Energías Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética (presentada ante el H. Congreso de la Unión) y el establecimiento de normas mexicanas para el ahorro de energía en edificaciones y para la evaluación de calentadores solares de agua.

La experiencia nos ha indicado que invariablemente, en todos los casos descritos, el impacto del trabajo podría haber sido mayor si hubiéramos contado con el financiamiento adecuado y con grupos más grandes que analizaran, desarrollaran y resolvieran los problemas de manera integral. Esto es particularmente importante en temas en los que los grupos de investigación del CIE son únicos en México.

Desarrollo de nuevas áreas y fortalecimiento de temas emergentes

Se han identificado áreas científicas y tecnológicas que son de fundamental importancia para el país en el sector de energías renovables que son incipientes o no se cultivan en el CIE y que en el futuro se analizará la viabilidad de incorporarlas plenamente. Estas áreas incluyen, energía eólica, bioenergía, fotosíntesis artificial e hidroenergía entre otras.

Consideramos también que se deben fortalecer algunas áreas de investigación que actualmente se cultivan en el CIE y que requieren mayor apoyo para responder a las necesidades nacionales. Estos estudios darán importantes resultados en el futuro cercano y la institución es el sitio natural para su desarrollo. Los temas científicos y tecnológicos, incluyen los estudios de celdas solares de segunda y tercera generación, celdas de combustible, almacenamiento de energía, desarrollo de nuevos métodos de exploración y explotación de los sistemas geotérmicos, generación de combustibles solares, concentración solar, refrigeración solar, energía en edificaciones, micro y nanomateriales, magnetohidrodinámica, fotónica, sistemas complejos y estudios de sustentabilidad, entre otros.



Con base en lo anterior y en la fortaleza académica actual, el IER fomentará la investigación multidisciplinaria e interdisciplinaria que atienda a los retos científicos y tecnológicos, por ejemplo, en la conversión de energía solar a electricidad, la producción de combustibles solares, la utilización y generación de potencia termosolar, el aprovechamiento de los sistemas geotérmicos hidrotermales y de roca seca caliente, así como a la apertura de nuevas áreas en energías renovables y temas afines.

Dentro de las primeras acciones de la comunidad académica del IER estará realizar un ejercicio de planeación estratégica con metodología participativa que definirá el crecimiento de sus áreas de investigación y asignará plazas académicas de acuerdo con los presupuestos que se obtengan, atendiendo a los objetivos específicos de fortalecimiento, apertura y modernización. En el primer año se contemplan un mínimo de 3 plazas; en los siguientes cuatro años, y tomando en cuenta el crecimiento de plazas del CIE, se considera un mínimo de 6 plazas adicionales y al menos 6 plazas más durante los siguientes cinco años; dando un total de 15 plazas como mínimo durante la próxima década.

Liderazgo nacional e internacional

El transformarse en instituto coadyuvará a que grupos académicos que han demostrado su liderazgo para el establecimiento de megaproyectos, proyectos de sustentabilidad energética y de laboratorios nacionales alcancen un mayor reconocimiento internacional. Asimismo, facilitará que otros grupos académicos establezcan megaproyectos y laboratorios nacionales en nuevas temáticas.

Mayor vinculación con el sector educativo, energético e industrial

La transformación a Instituto mejorará la vinculación con el sector educativo, energético y la industria satisfaciendo la demanda de profesionistas a través de: (i) los Programas de Posgrado y Licenciatura, en sus diferentes modalidades (presencial, a distancia o mixta); (ii) los programas de educación continua y capacitación; (iii) la formación de una unidad de ingeniería y gestión para la comercialización del portafolio de servicios tecnológicos y especializados en el área de las energías renovables, así como las capacidades actuales de los laboratorios de investigación, y (iv) la modernización y ampliación de la infraestructura de información y comunicación. En particular con la Universidad Autónoma del Estado de Morelos se estrechará aún más la colaboración con la impartición conjunta de la Licenciatura en Ingeniería en Energías Renovables (LIER).

Fortalecimiento del Campus Morelos

Es claro que la transformación del CIE en Instituto permitirá fortalecer al Campus Morelos de la UNAM a través de todos los programas y proyectos que desplegará el nuevo Instituto en la entidad.

Mayor vinculación con la sociedad

Las estrategias de vinculación del instituto fortalecerán la relación con la sociedad para proporcionar información, no sólo de las opciones de energías renovables disponibles para atender una probable crisis energética y los problemas asociados con ésta, sino también



para fomentar una cultura que garantice el uso eficiente y sustentable de los recursos energéticos. Esta vinculación favorecerá, en forma particular, al Estado de Morelos ya que es un estado rico en recursos renovables como el solar, el bioenergético y el geotérmico. El IER coadyuvará a la elaboración de un programa estatal de aprovechamiento de sus recursos renovables, fortaleciendo su vinculación con el Gobierno del Estado. Así mismo, el Instituto coadyuvará al desarrollo de nuevas empresas de base tecnológica para un mejor aprovechamiento de las ER en la región y el país.

Por lo anterior, se considera que la transformación del Centro de Investigación en Energía en Instituto será en beneficio de nuestra Universidad, del Estado de Morelos y del país.



Consejo Interno del Centro de Investigación en Energía que aprobó en lo general el documento de transformación del CIE a Instituto en su reunión ordinaria del 31 de mayo del 2011

Dr. Claudio A. Estrada Gasca (Director del CIE)

Dr. Edgar R. Santoyo Gutiérrez (Secretario Académico del CIE)

Dr. Arturo Fernández Madrigal (en representación del Jefe del DMS)

Dr. Wilfrido Rivera Gómez Franco (Jefe del DSE)

Dr. Eduardo Ramos Mora (Jefe del DTC)

Dra. Hailin Zhao Hu (representante del DMS)

Dr. Jorge M. Islas Samperio (representante de los académicos del DSE)

Dr. Sergio Cuevas García (suplente del representante de los académicos del DTC)

Ing. Guillermo Hernández Cruz (representante de los Técnicos Académicos)

Dr. Antonio E. Jiménez González (representante del CIE en el CTIC)

Consejo Interno del Centro de Investigación en Energía que aprobó en lo particular el documento de transformación del CIE a Instituto en su reunión extraordinaria del 9 de octubre del 2012 y que incluye un conjunto de mejoras a la versión aprobada por el CTIC.

Dr. Claudio A. Estrada Gasca (Director del CIE)

Dr. Edgar R. Santoyo Gutiérrez (Secretario Académico del CIE)

Dr. Xavier Mathew (Jefe del DMS)

Dr. Wilfrido Rivera Gómez Franco (Jefe del DSE)

Dr. Miguel Robles (Jefe del DTC)

Dra. Marina E. Rincón González (en sustitución del representante de los académicos del DMS)

Dr. Octavio García Valladares (en sustitución del representante de los académicos del DSE)

Dr. Manuel Martínez Fernández (en sustitución del representante de los académicos del DTC)

Ing. Guillermo Hernández Cruz (representante de los Técnicos Académicos)



Anexo I

Logros de los Departamentos de Investigación del CIE-UNAM



1. Departamento de Materiales Solares

El Departamento de Materiales Solares (DMS) está conformado por las Coordinaciones de a) Superficies, Interfaces y Materiales compuestos, b) Recubrimientos Ópticos y Optoelectrónicos y c) Solar- Hidrógeno Celdas Combustible. Este departamento cuenta con catorce investigadores titulares, de los cuales seis son Investigadores Titulares C de TC. El común denominador de este departamento es la preparación de materiales semiconductores, poliméricos y compuestos con aplicaciones en el desarrollo de dispositivos que se aprovechan en tecnologías de energías renovables. A nivel internacional se cuenta con colaboraciones con grupos de investigación en el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) de España, con las Universidades de Wisconsin-Madison, Texas A & M, Hawaii, South Florida, California y Toledo en Estados Unidos de Norteamérica, con el National Renewable Energy Laboratories (USA) y con el École Polytechnique de Montréal. A nivel nacional se colabora con grupos de investigación de la propia UNAM (IIM, IF, II, CCADET, FQ, FC, FI), de Escuela Superior de Física y Matemáticas del IPN, del CINVESTAV unidades D.F., Mérida y Querétaro, con grupos de investigación de la Universidad Autónoma Metropolitana unidades Iztapalapa y Azcapotzalco, UJAT-Tabasco, UP-Chiapas, Univ. de Ciencias y Artes de Chiapas, Univ. de Guanajuato, Univ. de Guadalajara y con diferentes Universidades e Institutos Tecnológicos estatales (UAEM, UANL, UAZ, BUAP, ITZ, ITCM). Con base en la producción científica entendida como artículos de investigación en revistas indizadas, en el número de citas a dichos trabajos, en el desarrollo de dispositivos a nivel de ciencia aplicada y desarrollo tecnológico, en el número de recursos humanos a nivel de grado y posgrado, y en el número de revistas en las cuales los investigadores fungen como editores, se puede establecer el liderazgo a nivel nacional e internacional de los académicos de este departamento en el ámbito principalmente de las energías renovables.

A nivel básico el principal logro histórico del Departamento de Materiales Solares ha sido la generación de conocimiento en la preparación y caracterización de una variedad importante de materiales semiconductores, poliméricos y compuestos por medio de diferentes técnicas, químicas y físicas. La colección de materiales estudiados en el Departamento es la más completa a nivel nacional e internacional.

A un nivel aplicado, en el Departamento se han utilizado materiales sintetizados para el desarrollo de diferentes dispositivos, como celdas solares, dispositivos elctrocrómicos, celdas combustible, celdas electroquímicas, supercapacitores, fotocatalizadores, controladores de la radiación y reflectores de calor. En especial destacan dos resultados: i) la fabricación de celdas solares con materiales alternos al silicio y con técnicas físicas con eficiencias superiores al 10%, que las coloca a un nivel comercial. Como fruto de estas investigaciones y desarrollo tecnológico en los procesamientos se ha logrado una transferencia tecnológica de un proceso con una empresa privada mexicana; y ii) El desarrollo de recubrimientos para el control de radiación en ventanas, que ya ha sido escalado a nivel de planta piloto y transferido a la industria.

A nivel de infraestructura se han alcanzado los siguientes: a) Sistema híbrido solar-hidrógeno-celdas de combustible para el suministro de energía eléctrica; b) Laboratorio de hidrógeno, celdas de combustible y biocombustibles para la producción de biodiesel e hidrógeno; c) Planta solar fotocatalítica para el tratamiento de aguas residuales (PSFTAR) a nivel piloto; d) Laboratorios de síntesis, caracterización de materiales fotocatalíticos y



caracterización en línea de procesos fotocatalíticos y (e) una planta piloto para fabricacion de modulos fotovoltaicos de CdTe/CdS en area de 100 cm2.

Con relación a la formación de grupos de investigación se tiene a) un grupo de investigación multi-institucional liderado por CIE-UNAM para llevar a cabo el proyecto de Laboratorio Nacional “Innovación Fotovoltaica y Caracterización de Celdas Solares – LYFYCS (2010-2014)” financiado por el CONACYT-UNAM, b) el grupo de investigación multi-institucional junto con la empresa Intercovamex para la producción de celdas solares de CdTe/CdS, y c) el grupo de fotocatálisis para el tratamiento de aguas residuales a nivel piloto con la participación de varios grupos de investigación nacionales e internacionales. Adicionalmente se apoyó en la formación de cuatro grupos de investigación en otras universidades que tienen convenio con la UNAM: a) Universidad Politécnica de Chiapas, Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, b) Universidad del Istmo, Tehuantepec, Oaxaca, c) Universidad de Ciencias y Artes de Chiapas, y d) Universidad Politécnica del Estado de Guerrero. En todas ellas se integraron doctores graduados en el CIE-UNAM.

2. Departamento de Sistemas Energéticos

El Departamento de Sistemas Energéticos (DSE) está organizado, desde la creación del CIE, en 4 coordinaciones: Concentración Solar (CCS), Geoenergía (CGEO), Planeación Energética (CPE) y Refrigeración y Bombas de Calor (CRBC). En total cuenta con 14 investigadores, de los cuales seis son Investigadores Titulares C de TC. La investigación que realiza es fundamentalmente de ciencia aplicada y desarrollo tecnológico, aunque también se llevan a cabo proyectos de ciencia básica.

El desarrollo alcanzado en las principales líneas de investigación de las coordinaciones del DSE las ubica a todas como referentes nacionales y con reconocimiento internacional. Esto se refleja en el número de citas a los trabajos y a su participación en programas y proyectos internacionales, así como en la formación y fortalecimiento de grupos de investigación nacionales (p. ej., en instituciones académicas, tales como UNISON, UABC, UV, UANL, entre otras) e internacionales (p. ej., el Instituto Madrileño de Estudios Avanzados, la Universidad Rovira i Virgili, y algunas instituciones del Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España, entre otras). Además, varios investigadores del DSE participan como editores científicos para revistas internacionales del SCI.

La CCS es considerada como el grupo de investigación de referencia nacional en el área de concentración solar de alta temperatura. En la CCS, destacan los siguientes logros: (i) El desarrollo de sistemas de concentración solar de alta temperatura (p. ej., el dispositivo para el estudio de flujos radiativos altamente concentrados de 1.2 kWt, el horno solar de alto flujo radiativo de 30 kWt y el campo de pruebas de helióstatos; (ii) El desarrollo de métodos calorimétricos y radiométricos para evaluación de sistemas de alta concentración, incluyendo el desarrollo de instrumentos de medición de flujos radiativos; y (iii) La modelación numérica de fenómenos físicos y químicos en sistemas de concentración solar. El trabajo de la CCS se ha visto potenciado por la colaboración entre sus miembros en proyectos de gran envergadura, p. ej., el Laboratorio Nacional de Sistemas de Concentración Solar y Química Solar. Entre los principales reconocimientos recibidos por investigadores de la CCS se encuentran los premios: “Leon Bialik”, “El Desarrollo de la Física en México” (otorgado por la Sociedad Mexicana de Física), y una patente premiada por la UNAM.



La CGEO es considerada como un grupo de investigación de referencia nacional en el área de exploración geotérmica. En la CGEO, destacan los siguientes logros de ciencia básica: (i) el desarrollo de nuevos valores críticos (más precisos y exactos) de las pruebas estadísticas de discordancia; (ii) la propuesta de un patrón sistemático del efecto fisicoquímico “Odd-Even” que relaciona la abundancia de los elementos químicos en el universo y su reflejo en la determinación de límites de detección y calibración de instrumentos de química analítica. En ciencia aplicada, destacan los desarrollos de: (1) geotermómetros mejorados para la predicción de temperaturas de sistemas geotérmicos (con una patente en trámite); y (2) diagramas multidimensionales tectono-magmáticos para una mejor clasificación e interpretación de rocas volcánicas (con concentración de sílice ajustada <52%). En desarrollo tecnológico y de infraestructura, destaca: (i) el desarrollo de software especializado para el estudio de sistemas geoenergéticos y (ii) el laboratorio de interacción agua-roca para el estudio de procesos geoquímicos de sistemas geotérmicos.

La CPE es considerada como un grupo de investigación de referencia nacional en estudios de prospección sobre aspectos ambientales, tecnológicos, sociales y políticos de la energía en México. Dentro de sus logros destacan: (i) el estudio solicitado por el Senado de la República, sobre experiencias internacionales de la difusión de fuentes de energía y la formulación de una propuesta para fomentarlas en México. Estos resultados fueron publicados en el reporte: “Nuevas Energías Renovables: Una Alternativa Energética Sustentable para México (Análisis y Propuesta)”, del cual se derivaron insumos para las leyes de: “Aprovechamiento de Energías Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética” y “Promoción y Desarrollo de los Bioenergéticos”; (ii) el estudio solicitado por la CONUEE sobre metodologías y estrategias específicas para evaluar el impacto en el consumo energético del Programa Nacional para el Aprovechamiento Sustentable de la Energía (PRONASE). La CPE ha participado también en proyectos internacionales sobre la “Mitigación de Cambio Climático en México” y la “Prospectiva de la Demanda y la Oferta Energética para México, Países de América Central y el Caribe” para el Banco Mundial y la Organización Latinoamericana de Energía (OLADE), respectivamente. El reconocimiento nacional de la CPE se ha visto reflejado en la aprobación de un proyecto de la convocatoria SENER-CONACYT (Fondo de Sustentabilidad Energética), en donde actúan como lideres de investigación.

La CRBC es el grupo de referencia nacional en el área de refrigeración solar. Dentro de los logros mas importantes destacan los desarrollos de: (i) un sistema térmico de refrigeración por absorción avanzado operando con energía solar y gas natural para uso en acondicionamiento térmico de espacios (dispositivo patentado en 2007); y (ii) un sistema de enfriamiento solar para la producción de hielo (prototipo que obtuvo el primer lugar del Premio Nacional de Energías Renovables 2006, categoría de Innovación y con una patente en trámite). La CPE ha participado en proyectos internacionales importantes, tales como: (1) el proyecto FONCYCYT sobre la “Investigación, Desarrollo y Aplicación de Sistemas de Refrigeración Solar para Congelación y Climatización”, en donde el CIE fue la institución líder con colaboraciones de CARTIF de España, EURAC de Italia y la UABC de Baja California de México; y (2) los proyectos de la Agencia Internacional de Energía sobre el área de enfriamiento solar y la Red Iberoamericana de Refrigeración y Aire Acondicionado Solar. Como logro tecnológico destaca también el desarrollo y puesta en operación del Laboratorio de Pruebas de Equipos de Calentamiento de Agua Solar para apoyar el programa de hipotecas verdes del INFONAVIT y el programa PROCASOL de SENER-CONUEE.



3. Departamento de Termociencias

El Departamento de Termociencias se formó al constituirse el Centro de Investigación en Energía en 1996. Esta integrado por dos coordinaciones: Física Teórica y Transferencia de Energía y Masa. Tomando ambas coordinaciones, el departamento tiene trece investigadores titulares, de los cuales siete son Investigadores Titulares C de TC. En las líneas específicas de investigación desarrolladas en el Departamento se han establecido colaboraciones con otros grupos afines nacionales e internacionales, principalmente en España, Inglaterra, Estados Unidos, Italia y Francia. A nivel nacional, los temas más importantes desarrollados en el departamento son también desarrollados por otros grupos en la UNAM, principalmente en el Instituto de Investigaciones en Materiales, el Instituto de Química, el Instituto de Física y el Instituto de Ingeniería, ninguna dependencia los comparte todos. A nivel nacional estos temas se investigan principalmente en el IPN, la UAM, el IMP, la UAEM y la BUAP. Nuevamente, ninguna de estas instituciones desarrolla por sí misma todos los temas, ni los articula alrededor de la problemática de investigación en energía. De manera fundamentada en análisis bibliométricos se puede decir que la producción del Departamento, comparada con los diferentes grupos similares coloca a los académicos del Departamento en una posición de claro liderazgo nacional y en algunos casos internacional.

Se formaron y consolidaron grupos de investigación que han realizado aportes relevantes a nivel teórico y experimental en temas específicos de Física del Estado Sólido, Física de Líquidos, Termodinámica y Mecánica de fluidos, relacionados con la transformación de la energía. Destacan estudios sobre la interacción de la luz con materiales semiconductores (que han sido publicados en la revista Science) que dan el sustento teórico a la propuesta de un nuevo tipo de láser y los estudios sobre el flujos en materiales porosos que originaron una patente internacional aplicable a la extracción de petróleo. En especial destacan los grupos de colaboración con la Universidad de Extremadura en España y con la Universidad de Southampton en Inglaterra.

Como resultados de investigación se han logrado productos aplicables, desde cocedores solares y programas de cómputo para resolver ecuaciones diferenciales que gobiernan procesos energéticos hasta dispositivos fotónicos utilizables como filtros ópticos o sensores. A partir de estos resultados se han solicitado patentes que se encuentran en trámite, entre las que destacan un cocedor solar eléctrico y las multicapas luminiscentes de silicio.

Se construyó un laboratorio para estudiar mecánica de fluidos que actualmente cuenta con equipos de diagnóstico y visualización únicos en México. En él se desarrollan proyectos, que entre otros incluyen la evaluación de la transferencia de calor en habitaciones, la medición de la velocidad del viento por medio de haces luminosos y el estudio de la convección natural relacionada con el crecimiento de cristales para fabricar nuevos materiales.

Se han desarrollado proyectos exitosos vinculados con la industria. En especial destacan los que se han hecho para la industria de la construcción y de fabricación de electrodomésticos, logrando propuestas tecnológicas para mejorar el confort térmico de viviendas y la eficiencia de refrigeradores y secadoras eléctricas de ropa.

Se ha logrado una participación constante de académicos del Departamento en la difusión y divulgación de la ciencia en el Estado, realizando, entre otras actividades, labores editoriales conjuntas con la Academia de Ciencias de Morelos, participando en columnas permanentes en periódicos de circulación estatal y en programas de radio y televisión.



Anexo II

Infraestructura de Laboratorios de Investigación e Instalaciones de Docencia

del CIE-UNAM



Departamento de Materiales Solares

El Departamento de Materiales Solares cuenta actualmente con varios laboratorios de investigación con equipamiento de alta tecnología. A continuación se describen los laboratorios y sus equipos principales:

Los Laboratorios de Sistemas Fotovoltaicos I y II disponen de diversos equipos como: los espectrofotómetros UV-VIS-Near IR para la medición de propiedades ópticas, el sistema de purificación de agua tipo II grado analítico; y los difractómetros de Rayos-X para la determinación de estructuras cristalinas, equipo de medición de propiedades optoelectrónicas y el microscopio de fuerza atómica para determinación de la morfología superficial de materiales semiconductores.

Izquierda: Difractómetro de Rayos-X, Marca Rigaku modelo DMAX-2200; derecha: Espectrofotómetro marca SHIMADZU UV-3101 PC.

El Laboratorio de Celdas Solares cuenta con varios equipos, entre ellos: un sistema de

Sputtering que mediante la técnica pulverización permite la evaporación de metales o compuestos; un sistema de sublimación por espaciamiento cercano (CSS) para la preparación de películas delgadas de CdTe y de CdS; un sistema de co-evaporación para el crecimiento de películas semiconductoras ternarias y cuaternarias de calcogenuros metálicos; y un sistema de caracterización opto-electrónica de películas delgadas, celdas solares y dispositivos semiconductores.

El Laboratorio de Hidrógeno cuenta con varios dispositivos, entre los cuales se tiene: un sistema CVTG (Chemical Vapor Transport by Gas), para preparación de películas semiconductoras y tratamiento térmico para materiales catalíticos; un sistema de caracterización de materiales catalíticos para conversión y almacenamiento de energía electroquímica; un potenciostato/galvanostato para el análisis de propiedades electroquímicas de materiales; una estación de pruebas para celdas de combustible; y un cromatógrafo de gases acoplado a un detector de espectrometría de masas para el análisis de elementos en fase gaseosa.



Sistema de Sputtering marca INERCOVAMEX MODELO V1.

El Laboratorio de Óxidos Metálicos y Nanocarbón cuenta con varios equipos como el sistema para la producción de nanotubos de carbón multipared; un equipo Zetasizer nano y autotitulador para la medición del potencial Zeta y el tamaño de partícula; un microscopio de fuerza atómica que permite la caracterización microestructural de los materiales sintetizados; un equipo BET para la determinación del área superficial y porosidad en materiales; un equipo para la caracterización de baterías y supercapacitores.

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

El Laboratorio de Nanoestructuras y Fotocatálisis cuenta con un sistema de fotorreacción para la eliminación de contaminantes recalcitrantes; y un sistema de rotavapor para la preparación de catalizadores de óxidos de metálicos y poliméricos.

El departamento cuenta con la Plataforma Solar II, donde se localizan diferentes sistemas fotovoltaicos con diferentes capacidades y monturas para su estudio en largos



períodos de operación, y una unidad desaladora por osmosis inversa apoyada con energía fotovoltaica.

Asimismo, este departamento cuenta con una Planta Piloto para la producción de recubrimientos de semiconductores de CuS y CuxSe, depositados sobre hojas con áreas de 122 cm X 244 cm de PET y Policarbonato Celular para el desarrollo de recubrimientos ópticos controladores de la radiación solar.

Adicionalmente se cuenta con una planta solar-hidrógeno consistente de un sistema fotovoltaico de 10kWe, un banco de baterías, el inversor de señales, electrolizadores para producción de hidrógeno puro y una celda de combustible de 5kWe. El sistema fotovoltaico se encuentra ubicado en el techo del edificio E.

Departamento de Sistemas Energéticos

El Departamento de Sistemas Energéticos tiene varios laboratorios y plataformas de experimentación con diferentes equipos adquiridos o desarrollados. A continuación se mencionan los laboratorios y plataformas con sus principales dispositivos:

El Laboratorio de Refrigeración y Bombas de Calor está dividido en una área central en donde se localizan dos bancos de pruebas, uno para sistemas de eyecto-compresión y otro para el análisis experimental de ciclos termodinámicos de refrigeración por absorción. Tiene además un equipo central de enfriamiento y calentamiento; un área de química y otra para el desarrollo y estudio experimental de transformadores térmicos.

El Laboratorio de Secado cuenta con una estufa para el estudio de la cinética de secado; un medidor de humedad del tipo infrarrojo; medidores de temperatura, humedad y velocidad del aire; equipos para medir la humedad en granos; medidores de la radiación solar y un sistema para determinar la velocidad y la geometría óptima de productos a deshidratar.

Banco de pruebas para el estudio de ciclos termodinámicos que usan sistemas de eyecto-compresión para aire acondicionado.



El Laboratorio de Calorimetría alberga al DEFRAC (Dispositivo para el Estudio de Flujos Radiativos Altamente Concentrados), al Mini-horno solar compuesto por el DEFRAC, un atenuador y un helióstato de 5.6 m2, a diversos dispositivos calorimétricos desarrollados en el CIE como el CAVICAL, el CAVIRAD, un Emisómetro y varios instrumentos como pirómetros, piranómetros, pireheliómetros, radiómetros tipo Gardon, cámaras CCD, DAS y flujómetros.

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

El Laboratorio de Fluorescencia de Rayos-X (FRX) cuenta con un Espectrómetro de Fluorescencia de Rayos-X por dispersión de longitud de onda secuencial para el análisis químico cualitativo y cuantitativo de elementos mayores y traza en materiales geológicos.

Izquierda: Espectrómetro de Fluorescencia de Rayos-X, Derecha: Horno de fusión Claisse.

El Laboratorio de Interacción Agua-Roca, cuenta con un Reactor PARR 4524 que permite realizar estudios experimentales de interacción fluido-roca bajo condiciones controladas de alta presión y alta temperatura; un sistema de Electroforesis para caracterización química de muestras geológicas.



Izquierda: Equipo de Electroforesis Capilar. Derecha: Reactor PARR 4524 para experimentos de interacción agua-roca.

Este departamento cuenta con dos plataformas de investigación 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 con la mezcla nitrato de litio-amoniaco, un banco de pruebas para evaluar la capacidad de enfriamiento 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 calentamiento solar de agua termosifónicos operados en los circuitos primarios con refrigerantes, sistemas de calentamiento solar de agua a baja y mediana temperatura, un banco de pruebas para la evaluación técnica de sistemas térmicos solares de calentamiento de agua, un refrigerador solar intermitente operado con la mezcla nitrato de litio-amoniaco para la producción de hielo, un concentrador parabólico compuesto para el estudio de la evaporación de fluidos refrigerantes en ciclos de refrigeración por absorción, un secador solar combinado (térmico-fotovoltaico) para el secado de arroz, un secador solar tipo invernadero para su aplicación en el sector doméstico rural. Asimismo, para estudios de concentración solar y calor de proceso industrial en esta plataforma se encuentran un banco de concentradores de canal parabólico compuesto y un concentrador solar paraboloidal de 3.5 m de diámetro para generación de vapor a temperatura y presión media.



Vista general de las Plataformas Solares I y II mostrando diversos equipos fototérmicos y fotovoltaicos. En particular, en la parte superior derecha se observa la planta fotovoltaica de 10kWe, sistema que está

interconectado a la red eléctrica del CIE.

Departamento de Termociencias

Este departamento cuenta con el Laboratorio de Física Experimental para el crecimiento de películas de silicio amorfo, un espectrómetro de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR), varios equipos de infraestructura relativamente grande para generación y análisis de flujos de fluidos, instrumentos para medición de velocidades en dos y tres componentes de campos de velocidad en un plano, un equipo para medición de las tres componentes de un campo de velocidad tridimensional.

Además, se cuenta con equipos ópticos que incluyen un sistema Schlieren con espejos esféricos, un interferómetro de punto y una cámara de alta velocidad capaz de capturar 500 cuadros por segundo, un sistema de fuerza centrífuga que alcanza una supergravedad de hasta 14 g's para estudio del comportamiento de flujos en sistemas de referencia no inerciales, un canal de seis metros de longitud para estudiar flujos turbulentos, diversos sistemas de adquisición de datos y cubas para el estudio de flujos quasi-bidimensionales promovidos por fuerzas de Lorentz.



Equipo para el estudio de flujos de fluidos en sistemas de referencia no inerciales.

Laboratorios Nacionales CONACYT-UNAM

Laboratorio Nacional de Sistemas de Concentración Solar y Química Solar

Recientemente, y en el marco del Laboratorio Nacional de Sistemas de Concentración Solar y Química Solar Primera Etapa, se han desarrollado tres instalaciones solares: un Horno Solar de Alto Flujo Radiativo (HSAFR), una Planta Solar para el Tratamiento Fotocatalítico de Aguas Residuales (PSTFAR) y un Campo de Pruebas para Helióstatos (CPH).

El Horno Solar de Alto Flujo Radiativo (HSAFR) es una instalación de investigación que permite usar la radiación solar altamente concentrada tanto para investigación científica y tecnológica, el estudio de varios procesos industriales, y servicios en esta área, Las componentes básicas del HSAFR son: un helióstato de 36 m2, un atenuador de 36 m2, un espejo faceteado esférico de 4.5 m de diámetro y un edificio de laboratorio. Esta instalación es única en su género en Latinoamérica.

La Planta Solar para el Tratamiento Fotocatalítico de Aguas Residuales (PSTFAR) esta constituida por una plataforma de experimentación de 118 m2, donde se ubica el campo de colectores solares, un laboratorio en línea para el análisis químico de los efluentes tratados e identificación de productos intermediarios.



Vista general del Horno Solar de Alto Flujo Radiativo.

Planta Solar Fotocatalítica instalada en la plataforma solar del HS del CIE-UNAM.



Asimismo se cuenta con un Laboratorio de síntesis equipado con instrumentos para el depósito químico sol-gel, depósito electroquímico de materiales, en particular de fotocatalizadores; un laboratorio de Caracterización de Materiales Fotocatalíticos provisto de diversos equipos, tales como un microscopio electrónico FE-SEM S-5500 de alta resolución, equipos de superficies XPS y AES, espectrofotómetro FTIR, sonda Kelvin y Microscopio Electrónico de Tunelaje RHK para análisis de superficies y volumen de muestras semiconductoras.

Reactor fotocatalítico integrado con colectores CPC de 2 soles de concentración desarrollado en el CIE-UNAM.

Microscopio electrónico de barrido (SEM) por emisión de campo FE SEM S-5500, marca Hitachi, instalado en el laboratorio de caracterización de fotocatalizadores.



El Campo de Prueba de Helióstatos (CPH) es único en México para investigaciones científicas y tecnológicas de sistemas termosolares basados en la arquitectura de Torre Central. La infraestructura consiste en una torre de experimentación de 40 metros de alto, hacia donde es dirigida la radiación proveniente de los helióstatos la cual está provista de diferentes sistemas de adquisición de datos, sensores y cámaras para el monitoreo y evaluación de los helióstatos. Esta instalación se encuentra en un terreno que es propiedad de la Universidad de Sonora, en Hermosillo. Cuenta con una batería de quince helióstatos y está planeada incrementarlo a un total de 82 con una potencia de 2 MWt.

Vista del CPH con imagen solar concentrada en el blanco lambertiano de la Torre Central en Hermosillo, Sonora.



Laboratorio de Innovación Fotovoltaica y Caracterización de Celdas Solares

También, recientemente y en el marco del Laboratorio de Innovación Fotovoltaica y Caracterización de Celdas Solares, se está construyendo un edificio de laboratorios de 1,500 m2 que albergará varios de los laboratorios de este proyecto, así como otros laboratorios de todos los grupos de investigación del CIE.

Vista de la construcción del Edificio 3.1 de laboratorios que albergará al Laboratorio de Innovación Fotovoltaica y Caracterización de Celdas Solares entre otros laboratorios.



Instalaciones de Docencia

El Centro de Investigación en Energía de la UNAM se ha también consolidado en la formación de recursos humanos, especialmente en el posgrado en Ingeniería en Energía de la UNAM, en donde este Centro tiene una posición de líder nacional en la generación de recursos humanos en el área de las ER. Para atender los compromisos de docencia y formación de recursos humanos, incluyendo al nuevo proyecto de la licenciatura en Ingeniería en Energías Renovables (LIER), el CIE cuenta con una infraestructura que incluye un nuevo edificio con áreas de cubículos con servicios de voz y datos (internet inalámbrico), aulas equipadas con equipos audiovisuales e internet, laboratorios de química y termodinámica, un auditorio con capacidad de proyectar videoconferencias (nacionales e internacionales), sala de usos múltiples para la organización de congresos, seminarios, talleres y eventos académicos, acceso a servicios de biblioteca digital y estándar, entre otros servicios. La siguiente figura muestra una vista general de las nuevas instalaciones de docencia.

Fachada del edificio de Docencia y Vinculación.



Vista del Edificio de Docencia con el Reloj Solar en el primer plano.

Vista aérea general del Centro de Investigación en Energía desde el Sur en Temixco, Morelos.



Anexo III

Listado del Personal Académico del CIE-UNAM y Líneas de Investigación



Departamento de Materiales Solares Coordinación: Recubrimientos Ópticos y Optoelectrónicos

Académico Categoría Líneas de investigación PRIDE SNI

Dra. Santhamma Nair Mailepallil Thankamma

ITC Películas semiconductoras y celdas solares

D III

Dr. Karunakaran Nair Padmanabhan Pankajakshy

ITC Ciencia de materiales y películas delgadas

D III

Dr. Aarón Sánchez Juárez ITB Fisicoquímica: películas delgadas y tecnologías fotovoltaicas

D II

Dra. Nini Rose Mathews ITA Estructuras fotovoltaicas - técnicas químicas y electroquímicas

C I

Mtro. José Campos Alvarez TATC Física de materiales D I

Ing. Oscar Gómez Daza Almendaro

TATA D

Coordinación: Solar Hidrógeno - Celdas de Combustible


Dr. Xavier Mathew ITC Celdas solares y celdas solares de nanomateriales

D III*

Dr. Sebastian P. Joseph ITC Bioenergía, celdas de combustible, tecnologías de hidrógeno y celdas fotovoltaicas

D III

Dr. Arturo Fernández Madrigal ITB Celdas de combustible, celdas solares y tecnologías de hidrógeno

C II

Dr. Sergio Alberto Gamboa Sánchez

ITA Sistemas integrados híbridos solar-hidrógeno, sistemas electroquímicos de conversión y almacenamiento de energía

D II

Mtro. Gildardo Casarrubias Segura

TATA C

*Nombramiento a partir de Enero 2013



Coordinación: Superficies Interfaces y Materiales Compuestos


Dra. Marina Elizabeth Rincón González

ITC Conversión y almacenamiento de energía (procesos electroquímicos y foto-electroquímicos), materiales de nanocarbono para aplicaciones ambientales y de energía, materiales híbridos, polímeros conductivos y fulerenos

D II

Dra. Hailin Zhao Hu ITC Desarrollo de películas de polímeros semiconductores para celdas solares, dispositivos electrocrómicos y fotoelectrocrómicos, sensores químicos, y estudio de propiedades eléctricas, ópticas y mecánicas de materiales compuestos poliméricos.

D II

Dr. Antonio Esteban Jiménez González

ITB Desarrollo de materiales semiconductores para aplicaciones en energías renovables; física de superficies en materiales semiconductores; fotocatálisis solar

B II

Dra. Ana Karina Cuentas Gallegos ITA Supercapacitores electroquímicos; aerogeles de carbono decorados con óxidos moleculares para celdas supercapacitivas

C I

Dra. Margarita Miranda Hernández

ITA Electrodepósitos de partículas metálicas, compositos de carbón (micro y nanoestructurados) para almacenamiento de energía, y electrocatalizadores para remediación ambiental y ahorro de energía

C II

Dr. Raúl Suárez Parra ITA Preparación y caracterización de nanopartículas de óxidos de metal y materiales porosos para el aprovechamiento de la energía solar

B I

Ing. Rogelio Morán Elvira TAAC D

Técnicos Académicos asociados al Departamento de Materiales Solares

Académico Categoría PRIDE

Dra. Patricia Eugenia Altuzar Coello TATB C

Mtra. María Luisa Ramón García TATB D

Ing. José Ortega Cruz TAAC B



Departamento de Sistemas Energéticos

Coordinación: Concentración Solar


Dr. Claudio Alejandro Estrada Gasca

ITC Transferencia de calor en sistemas solares, sistemas ópticos de concentración solar, flujos radiativos concentrados, sistemas de conversión directa de energía solar y fotocatálisis

D III

Dr. Camilo Alberto Arancibia Bulnes

ITB Modelación de reactores solares, transferencia radiativa en sistemas de concentración solar, desalación solar

D I

Dr. Oscar Alfredo Jaramillo Salgado

ITA Concentración solar, estudios de exergía y economía de sistemas de concentración solar, energía eólica

C I

Dra. Heidi Villafán Vidales IAC Combustibles solares, dispositivos experimentales de concentración solar de alta temperatura

PAIPA B I*

Dr. Carlos Alberto Pérez Rábago TATA Concentración solar de alta temperatura

C C

Ing. José de Jesús Quiñones Aguilar

TAAC C

*Nombramiento a partir de Enero 2013

Coordinación: Geoenergía


Dr. Edgar Rolando Santoyo Gutiérrez

ITC Geoenergía, exploración y explotación geotérmica, estudios de interacción agua-roca, geoquímica analítica y geoquimiometría,

D II

Dr. Surendra Pal Verma Jaiswal ITC Geoquímica de rocas, geoquimiometría, geoquímica analítica, geoenergía y geotermia

D III

Dr. Pandarinath Kailasa ITA Mineralogía de alteración hidrotermal, estudios de interacción agua-roca y desarrollo de software para problemas geotérmicos

C I

Plaza vacante ITB

Mtra. Mirna Guevara García TATC C I



Coordinación: Planeación Energética


Dr. Jorge Marcial Islas Samperio ITB Economía y sustentabilidad de las plantaciones energéticas, prospectiva energética y evaluación de políticas públicas en energía

D I

Dr. Fabio Luigi Manzini Poli ITA Mitigación del cambio climático; sustentabilidad de sistemas energéticos; prospectiva energética; análisis de ciclo de vida de tecnologías energéticas

C I

Mtra. Genice Kirat Grande Acosta TAAC B

Lic. María de Jesús Pérez Orozco TAAC B

Coordinación: Refrigeración y Bombas de Calor


Dr. Roberto Best y Brown ITC Simulación de sistemas térmicos solares y desarrollo de sistemas térmicos de refrigeración

D III

Dr. Octavio García Valladares ITC Simulación numérica de intercambiadores de calor, diseño y optimización de sistemas solares para calentamiento de agua, y simulación numérica de procesos de refrigeración y concentración solar

D II

Dr. Wilfrido Rivera Gómez Franco ITC Refrigeración solar; transformadores de calor para el ahorro de energía

D II

Dr. Isaac Pilatowsky Figueroa ITB Simulación de sistemas térmicos, refrigeración y secado solar

C I

Dr. Víctor Hugo Gómez Espinoza TATA Refrigeración solar y sistemas solares para calentamiento de agua

C C

Dr. Jorge Isaac Hernández Gutiérrez

TATA C

Energía Eólica:

Dr. Rafael Campos Amezcua IAC PAIPA I



Departamento de Termociencias

Coordinación: Física Teórica


Dr. Sergio Cuevas García ITC Magnetohidrodinámica de metales líquidos y electrolitos, y termodiná-mica de procesos irreversibles

D III

Dr. Mariano López de Haro ITC Termodinámica de procesos irreversibles; física estadística

D III

Dr. Jesús Antonio del Río Portilla ITC Física teórica y experimental D III

Dra. Julia Tagueña Parga ITC Física del estado sólido D III

Dr. Yuriy Rubo ITC Física de la materia condensada C II

Dr. Manuel Martínez Fernández ITB Física y desarrollo sustentable B

Dr. Miguel Robles Pérez ITA Teoría de líquidos; física computacional; sistemas complejos

C I

Dra. María del Rocío Nava Lara ITA Fotónica con multicapas nanoestructuradas de silicio poroso

B I

Coordinación: Transferencia de Energía y Masa


Dr. Eduardo Ramos Mora ITC Convección natural con y sin rotación; flujos magnetohidrodiná-micos; gotas y burbujas

D III

Dr. Raúl Mauricio Rechtman Schrenzel

ITC Caos y termodinámica; ecuación de Boltzmann en redes; sistemas complejos

C II

Dra. Guadalupe Huelsz Lesbros ITB Transferencia de masa y energía en sistemas energéticos, energía en edificaciones

D II

Dr. Jorge Antonio Rojas Menéndez

ITA Transferencia de masa y energía en sistemas energéticos, energía en edificaciones

C I

Dr. Ramón Tovar Olvera ITA Energía en edificaciones, ventilación de edificaciones

C I

Dr. Guillermo Barrios del Valle IAC Energía en edificaciones B I

Ing. Guillermo Hernández Cruz TATB C



Secretaría Académica


Unidad de Cómputo:

Ing. Héctor Daniel Cortés González TATB C

Dr. Maximiliano Valdez González TATB PAIPA B

Ing. Alfredo Quiroz Ruíz TATA C

Quím. María del Carmen Huerta Reynoso TAAC B

Lic. Margarita María Anita Pedraza Vargas TAAC B

Sistemas de Información:

Lic. Esther Ofilia García Mandujano TATA C

Secretaría de Gestión Tecnológica y Vinculación


Lic. Mireya Gally Jordá TAAC C

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