De espectadores a protagonistas: Usos directos del calor geotérmico




Ciencias del mar y de la Tierra

Hace cuatro años, cuando comenzó a operar el Centro Mexicano de Innovación en Energía Geotérmica (CEMIE-Geo), no había una sola bomba de calor instalada en el país. Hoy tenemos 10, lo que constituye por sí mismo un importante avance.

Lo mismo se puede decir de otros proyectos que ya están aprovechando recursos geotérmicos de baja y mediana entalpía (temperatura) para desalinizar agua, deshidratar alimentos, climatizar invernaderos, edificios y escuelas, e incluso para generar energía eléctrica utilizando mucho menos calor que las grandes centrales geotérmicas.

Por ello es importante capitalizar la curva de aprendizaje que los grupos del CEMIE-Geo han tenido alrededor de estas tecnologías; tratar de explotarlas maximizando la utilidad y minimizando los costos de inversión (esto es, generar productos tecnológicos que se traduzcan en dinero para los productores e inversionistas); generar cadenas de valor y nuevas empresas alrededor de estas tecnologías alternas, y continuar formando especialistas.

Estos son algunos comentarios hechos por los investigadores que participaron en la ronda de discusión con la que culminó la sesión sobre Usos directos del calor geotérmico, en el marco del séptimo Taller de Avances de Proyectos del CEMIE-Geo celebrado aquí en marzo.

En esta sesión, cuatro de los cinco proyectos que integran esta área temática del CEMIE-Geo evaluaron su desarrollo. Las otras discusiones se dieron en los temas de Desarrollos tecnológicos para la explotación; Evaluación de recursos geotérmicos nacionales, y en Desarrollo e innovación de técnicas de exploración.

Los responsables de cada proyecto comentaron sobre los avances de un prototipo de climatización para un invernadero en Mexicali; una planta desalinizadora de agua potable, también en Mexicali; un deshidratador geotérmico de alimentos ubicado en San Pedro Lagunillas, Nayarit; una planta de ciclo binario para evaporación instantánea, también en este lugar (aledaño al campo geotérmico Domo de San Pedro), y dos sistemas de climatización basados en bombas de calor: uno instalado en un recinto escolar en la zona de Los Húmeros (en los límites entre Puebla y Veracruz), y el otro en el edificio de la Facultad de Biología de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, en Morelia.

Los proyectos

Abelardo Mercado Herrera, de la Universidad Politécnica de Baja California, presentó los resultados que obtuvieron al cultivar tomate Canek (una variedad que también por primera vez se cultiva en la entidad) este invierno en Mexicali.

Comparado con dos sistemas sin regulación de temperatura, en un invernadero climatizado mediante bomba de calor pudieron adelantar 47 días el ciclo de maduración, lo que representa una ventana de oportunidad para los productores ya que les da la posibilidad de manejar sus cultivos de acuerdo al mejor precio del mercado.

Otros resultados preliminares son:

Sistema de producción

Número de frutos por planta

Peso de fruto por planta, gramos

Altura de planta, metros

Enarenado con climatización (bomba de calor)

6.63

134

3.56

Enarenado sin climatización

4.75

89.5

3.25

Bolsa con arena lavada y peat moss

4.5

60

2.50

Periodo de lecturas biológicas: 24 de octubre de 2017 al 19 de febrero de 2018.

Respecto al consumo energético, dijo que equivale a 65 pesos diarios operando 14 horas al día con la tarifa que se aplica a una institución educativa, no la tarifa agrícola. El costo, agregó, es menor comparado con un sistema tradicional, pues un invernadero de las mismas dimensiones consume un tanque de gas cada tres días (v.gr., en Tecate un invernadero de esas características gasta en gas dos millones de pesos al mes).

Héctor Aviña Jiménez habló de tres prototipos enmarcados en el proyecto “Desarrollo tecnológico para el aprovechamiento de la geotermia de baja entalpía”, donde participan investigadores, profesores y asesores de la UABC, la Universidad Politécnica de Baja California, el Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico, y la empresa Especialistas en Turbopartes, S.A. de C.V., bajo la coordinación del Grupo de Energías Alternas del Instituto de Ingeniería de la UNAM (iiDEA).

Desarrollaron una desalinizadora con capacidad de 3 m3 de agua potable por día, que en este momento la están escalando a 40 m3 diarios. Las pruebas experimentales se realizan en Mexicali con un grupo coordinado por la UABC, y han puesto especial énfasis en abatir costos pues a los inversionistas les interesan dos cosas: cuánto necesitan invertir y cuánto van a obtener en el proyecto. “Eso es lo que quieren saber. Y eso es a lo que nos estamos enfrentando ahora. Si en verdad queremos que esto sea sustentable tenemos que bajar los costos de lo que ahora es convencional (la tecnología de ósmosis inversa). No sólo es cuestión de innovar, sino es cuestión de innovar a bajo costo”, indicó.

También hicieron un deshidratador geotérmico de alimentos con el que buscan exportar fruta deshidratada a Estados Unidos y Europa. Esta unidad está en las instalaciones del campo geotérmico del Domo de San Pedro, en Nayarit. Consta de dos prototipos modulares que producen cada uno 15 kilogramos por día. Es un sistema que toma el agua a una temperatura de 90 grados centígrados y la devuelve a 75; funciona 24 horas los siete días de la semana. Están proyectando un escalamiento a 200 kg por día convenido con el Grupo Dragón (que opera el complejo geotérmico) bajo un esquema que podría ser: “que nos vendan el agua caliente y nosotros hacemos el negocio; que nos asociemos y que ellos pongan parte del dinero, o que ellos pongan el dinero y nosotros operemos la planta. De las tres formas ganan ellos, ganamos nosotros y gana la comunidad”, indicó Héctor Aviña, quien además anunció que buscarán procesar un volumen mucho mayor, con equipos modulares, para entrar al mercado de exportación. Y para eso ya están buscando otros inversionistas, con base en estudios de mercado, financieros y manuales de negocio que ya tienen listos.

El último de sus proyectos tiene que ver con la generación de electricidad a partir de una planta de ciclo binario para evaporación instantánea, que utiliza mucho menos calor que la propia central del Domo de San Pedro. Se probó a 1 kilowatt y ya se está escalando a 10.

También se presentaron las experiencias de dos grupos que instalaron bombas de calor para climatizar edificios; uno en una escuela rural localizada cerca de Los Húmeros, en Puebla, y el otro en la UMSNH, en el recinto de la Facultad de Biología.

En resumen, ambos demuestran que el uso de esta tecnología es factible y más económico que los sistemas tradicionales. Falta elaborar solamente las fichas técnicas para proceder con su aprovechamiento y comercialización.

Debaten resultados

Estas afirmaciones detonaron una discusión respecto al enfoque de lo que está haciendo el CEMIE-Geo. Rosa María Prol, de la UNAM, cuestionó que se presente como conclusión que estos sistemas probaron ser factibles y económicos. Son tecnologías probadas en otros países, argumentó, no hace falta gastar millones de pesos y cuatro años de trabajo para saber que sí funcionan.

El responsable técnico del CEMIE-Geo, José Manuel Romo Jones (CICESE), contestó que la motivación en esta línea de trabajo no es probar la tecnología, sino difundir en México el mercado que puede tener, y que se está abriendo.

Destacaron otros aspectos: la reducción que esperan en el periodo de retorno del capital de inversión de estas tecnologías que hoy son muy caras aquí. Esto es, pasar de 7.5 años a 4 cuando las grandes cadenas de comercio, los grandes hoteles y los empresarios comiencen a usar directamente el calor geotérmico y tengamos cadenas de valor asociadas. “Si Oxxo utilizara esta tecnología (climatización por bombas de calor) seguro que en 5 años está más que pagada; el equipo tiene 25 años de vida útil y 50 años el intercambiador de calor”.

También se argumentó que se trata de proyectos demostrativos que antes no había en México. “Lo importante es capitalizar toda esa curva de aprendizaje que se ha tenido alrededor de las tecnologías, para dejar de ser espectadores y ser más actores o protagonistas (…) Sin duda deberán abordarse algunas cuestiones de investigación básica que sí plantea el uso de estos sistemas, (y) la formación de especialistas (…) para no solamente ser usuarios de la tecnología, sino para entender bien el fenómeno básico que nos permita avanzar hacia un diseño optimizado de estos sistemas”.

Sin duda la visión económica es muy importante: hay que maximizar la utilidad y minimizar el costo de inversión, pero también es necesaria una evaluación integral de la sustentabilidad de todos los proyectos, que al parecer no se está haciendo. Y es que Abelardo Mercado comentó que en este momento en Mexicali nadie pensaría en instalar bombas de calor para climatizar hogares porque la electricidad está subsidiada y sale más barato instalar mini splits.

Con una evaluación de esta naturaleza el mini split deja de ser relevante porque tiene una huella de impacto ambiental muy alta en comparación con un sistema geotérmico.

Por ello, uno de los principales retos que enfrenta el CEMIE-Geo es concientizar a la gente de que no podemos seguir consumiendo energía “sucia” (la que se produce quemando combustibles fósiles). Mientras que países como Alemania invierten en sistemas de climatización para hospitales y distritos completos basados en bombas de calor, en México seguimos preocupados en que no nos suban las tarifas eléctricas, no nos quiten los subsidios o no aumente el costo de las gasolinas porque no somos concientes de nuestra huella de carbono, o de que todos debemos cooperar con el cuidado del medio ambiente.

“En México tenemos la fortuna de tener un gradiente alto (de calor y presencia de recursos geotérmicos) y deberíamos aprovecharlo. Nosotros como científicos concientes y expertos en esto deberíamos hacer un poco más”, concluyó la Dra. Prol Ledesma.

Palabras clave: CEMIE-Geo, geotermia, energía, baja entalpía

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