La sociedad actual se ha desarrollado en un entorno poco favorable, donde no se tiene la sabiduría necesaria para afrontar retos del mañana.
En referencia a la materia energética, no sólo hablamos de ahorro de energía, sino de una célula donde se tienen ejes rectores que se relacionan directamente con la calidad de vida, como los ecosistemas, el cambio climático y las fuentes de energía disponibles que la propia naturaleza tiene a nuestra disposición.
En la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (FIME), de la Universidad Autónoma de Nuevo León, (UANL) se buscan nuevas alternativas para la obtención de energía de fuentes naturales, así como el aprovechamiento energético para mejorar la calidad de vida de la sociedad.
Uno de los proyectos más importantes que ha desarrollado el Dr. Simón Martínez ha sido la implementación de una tecnología de vanguardia para la obtención de gas combustible a partir de desechos sólidos, tanto orgánicos como inorgánicos.
Esta tecnología se basa en la generación de energía en un reactor de antorcha fría donde se tiene como principal objetivo aprovechar esta energía para transformar los desechos sólidos en un gas combustible (gas de síntesis).
Este gas extraído de la materia sólida es un combustible que contiene porcentajes elevados de hidrocarburos como el CH2, CH4, C2H6, incluyendo hidrógeno y gas carbónico.
El gas de síntesis en estos casos ha sido aprovechado para llevar a cabo la combustión en grupos de turbo generadores y moto-generadores.
En ambos casos este gas de síntesis es el encargado de aportar la energía térmica que posteriormente es transformada en energía eléctrica, la cual es utilizada para abastecer gran parte de la zona metropolitana de Monterrey.
Una ventaja importantísima de la aplicación de esta tecnología ha sido sin duda alguna, la reducción de material sólido, ya que la materia prima utilizada para su transformación se reduce en un 90 % aproximadamente.
Por ejemplo, si se introduce al reactor una tonelada (1000 kg) de un plástico para obtener gas combustible, durante el proceso, esta materia sufre transformaciones de tal manera, que si nos referimos al peso propiamente, sólo se extraen 100 kg en promedio del total utilizado, el resto se transforma en gas de síntesis, siendo ésta una de las premisas de esta nueva tecnología.
Este es un beneficio que favorece la conservación de aguas y suelos sanos, ya que se evita el almacenamiento de desechos en trincheras y almacenes subterráneos.
Otro de los proyectos ambiciosos que se llevan a cabo en la institución, dentro del Cuerpo Académico Procesos Termofluidodinámicos y Sistemas Energéticos, es la caracterización de biocombustibles de primera, segunda y tercera generación, así como la mejora de genética de una planta oleaginosa que permita extraerle biocombustible de elevada pureza para su posible uso en automoción.
Para el desarrollo de este proyecto el Dr. Martínez ha tenido una estrecha colaboración con el programa de Energía de la Unión Europea y con el Departamento de Combustibles y Motores de la Universidad de Castilla-La Mancha.
La primera etapa del proyecto consistió en caracterizar diversos biocombustibles para su uso en vehículos automotores. Entre ellos se han caracterizado biocombustibles a base de grasas animales y semillas, con lo que se ha podido determinar cuál de estos tiene mejores características para mejorar el funcionamiento de los motores de combustión interna, y a su vez reducir las emisiones contaminantes a la atmósfera.
Algunos de los biocombustibles analizados han sido mezclas como: etanol-gasolina, diesel-biodiesel, diesel–etanol, etanol-diesel-biodiesel, entre otros. Estos biocombustibles han mostrado múltiples beneficios en relación a los combustibles fósiles, lo que da una esperanza para ayudar a conservar el medio ambiente y no empeorar el cambio climático como sucede actualmente con el uso de los combustibles derivados del petróleo.
Cabe destacar que los biocombustibles tal vez no lleguen a sustituir el 100 % del uso de los combustibles fósil, pero sí permitirán reducir la cantidad de combustible fósil que se utiliza en los motores de combustión interna, lo que representa más del 50 % del combustible utilizado a nivel mundial.
La segunda etapa consiste en mejorar genéticamente una planta oleaginosa de la cual se podrían obtener cantidades importantes de biocombustible de elevada pureza. Sin embargo, esta planta solamente puede desarrollarse en medios tropicales, por lo que ha sido necesario incursionar en las propiedades genéticas de la planta para lograr que ésta se adapte a medios áridos, principalmente.
A diferencia de otros centros de investigación, los cuales se enfocan solamente a la producción de biocombustible, en la UANL se estudian los efectos en el medio ambiente, sin dejar de lado si éstos serían verdaderamente eficientes.
Al igual que los combustibles tradicionales, los biocombustibles al oxidarse generan una cantidad importante de CO2, no obstante, esta generación de CO2 prácticamente no tiene efectos agresivos hacia el medio ambiente, ya que cumple una misión en el ciclo de vida de la planta (la fotosíntesis).
“Existe un problema con los biocombustibles que en estos momentos estamos descifrando”. El problema es que los biocombustibles se comportan como “combustibles vivos” como los llama el doctor Martínez, y tiene que ver con su capacidad de mutar constantemente, lo que impide el almacenamiento por tiempos prolongados.
Cuando un biocombustible es almacenado, es importante observar los cambios que se van teniendo en su estructura molecular, para definir las posibles afectaciones al momento de ser utilizados como un fluido de trabajo (afectaciones como el desgaste) o bien durante una reacción química (afectaciones en emisiones contaminantes).
“Si logramos que los biocombustibles sean excelentes combustibles, esto sería un detonador de oportunidades”, aseguró el Dr. Martínez. Produciendo biocombustible a base de semillas o de otro tipo de oleaginosa se podrían tener resultados positivos a nivel nacional e internacional, creando nuevas fuentes de trabajo.
“Gracias al interés que hay de la inversión privada y pública hemos ido por buen camino y cada vez más estamos creciendo”, revela el líder del Cuerpo Académico Procesos termofluidodinámicos y sistemas energéticos
Actualmente los investigadores de FIME son pioneros en el estudio científico de generación de gas de síntesis y biocombustibles. Con estas investigaciones se ha iniciado la construcción del primer reactor que transformará veinte toneladas de material sólido en gas de síntesis y la mejora genética de plantas oleaginosas.
Por otro lado el Dr. Martínez explicó que cuando se involucra al investigador con los sectores donde existen necesidades, la investigación básica o aplicada avanza a pasos agigantados. “En nuestro grupo buscamos que toda la investigación, ya sea básica o aplicada tenga la misión de resolver un problema”.
Al paso del tiempo hemos visto los resultados obtenidos del trabajo desarrollado y, creo que son muy buenos, es por eso que estamos convencidos que cada hipótesis que hemos planteado de manera cuidadosa en el andar de la investigación ha sido la adecuada, concluyó el doctor Martínez.
***Simón Martínez Martínez cuenta con el Doctorado en ingeniería Mecánica con especialidad en Procesos Termofluidodinámicos en MCIA por la Universidad Politécnica de Valencia, España, es profesor investigador de tiempo completo de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica; su especialidad es Análisis y Modelado de la Combustión; tiene Reconocimiento a Perfil Deseable del Programa de Mejoramiento al Profesorado (PROMEP), pertenece al Sistema Nacional de Investigadores (Nivel I) del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT). El Dr. Martínez actualmente es Coordinador de la Maestría en Ciencias de la Ingeniería con Orientación en Energías Térmica y Renovables en el Posgrado de la FIME de la UANL. Es Líder del Cuerpo Académicos Procesos Termofluidodinámicos y Sistemas Energéticos y de la Red Internacional Fuentes Renovables y Uso Eficiente de la Energía. Es responsable de proyectos de Investigación vinculado a instituciones como la Universidad Politécnica de Valencia, la Universidad de Castilla-La Mancha, en España, así como del Programa de Energía Europeo, La Universidad de Duquesne, Lawrence Livermore National Labotarories y UCLA, en USA, a nivel nacional con la UNAM, la Universidad de Guanajuato, la Universidad Veracruzana, entre otras. Asimismo lleva a cabo proyectos de I+D+I con el sector productivo y gubernamental como: Nutec, Ternium, Vitro, Whirlpool, Metalsa, Copamex, Villacero, Katcon, Owens Corning, PEMEX, Control Pro y Gobierno Federal.
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