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XII Congreso Internacional de la Academia de Ciencias Administrativas A.C (ACACIA)
Tema NUEVAS PROPUESTAS DE AHORRO ENERGÉTICO: Utilización eficiente y sustentable de energía eléctrica en los espacios públicos en Ciudad Universitaria de la UNAM Mesa: 10 Innovación y Tegnología
M.en F. José Alfredo Delgado Guzmán [email protected] [email protected] Universidad Autónoma de Tlaxcala / UNAM Dr. Oscar Alfredo Cárdenas Rueda
CETYS Universidad de Baja California, México, 13 al 16 de mayo de 2008.
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NUEVAS PROPUESTAS DE AHORRO ENERGÉTICO: Utilización eficiente y sustentable de energía eléctrica en los espacios públicos en Ciudad Universitaria de la UNAM
1. INTRODUCCIÓN
El consumo de la energía eléctrica en México durante los últimos años se ha elevado
considerablemente ya sea por el incremento en la actividad productiva o por falta de
conciencia de la población en cuanto al uso racional de este tipo de energético.
Desafortunadamente el ritmo de crecimiento ha sido mayor al crecimiento económico
del país y existe un déficit en la oferta de este tipo de insumo, sobre todo en las áreas
rurales del país.
Es claro que la energía eléctrica es un factor clave de competitividad regional, el costo y
accesibilidad a los insumos energéticos para el aprovechamiento productivo, estimulan
la inversión nacional o extranjera y contribuyen a la inserción de las empresas
regionales y nacionales a mercados internacionales. Un bajo costo en la electricidad, le
puede permitir a las empresas nacionales mejorar su competitividad a nivel mundial. Sin
embargo el problema con la energía eléctrica en México, no solo radica en el costo, sino
la forma como se produce ésta (80% aproximadamente), a partir de centrales
(termoeléctricas e hidroeléctricas) que queman combustibles fósiles generando la
emisión de gases de efecto invernadero que afectan la atmósfera y propician el
calentamiento global del planeta.
Este calentamiento global ocasionado principalmente por el uso excesivo e intensivo de
combustibles fósiles, ha provocado un Cambio Climático generalizado en el orbe, que
se esta manifestando a través de los fenómenos naturales catastróficos observados
últimamente, poniendo en peligro la salud y vida del ser humano a nivel mundial.
Para participar en la solución del calentamiento global del planeta, se debe conocer en
la mayor medida posible este problema y posteriormente, de ser necesario, involucrarse
con otras ramas y especialidades del conocimiento a fin de crear sinergias que generen
soluciones parciales y específicas, que contribuyan a la mitigación o solución global de
este gran problema.
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Como ya reconocimos, parte de la respuesta a lo anterior, es que uno de los elementos
que inciden directamente en la problemática del calentamiento del planeta es la forma
como se genera la energía eléctrica en México y en otras partes del mundo por lo que
gracias a la convocatoria del Macroproyecto “La Ciudad Universitaria y la Energía”,
emitida por la UNAM, estoy participando en la línea de investigación “La energía y los
espacios públicos”, como jefe de proyecto.
Esta investigación establece un marco de referencia para estimar la utilización y ahorro
de energía eléctrica en México, específicamente en los espacios públicos de la Ciudad
Universitaria de la UNAM, para estimar los ahorros en energía eléctrica resultantes de
la puesta en práctica de un proyecto de eficiencia energética sustentable con energías
renovables, a través de un modelo de planeación administrativo-financiero.
Se trata de dos dimensiones a resolver:
1. Crear una propuesta de luminaria híbrida autosuficiente (sol y viento), que
permita solventar el problema de abastecimiento energético, sin deteriorar el
medio ambiente.
2. Desarrollar un modelo de planeación administrativo-financiero, a partir de la
luminaria híbrida seleccionada, que permita estimar los ahorros en consumos de
energía eléctrica.
Con un avance del 75%, aproximadamente, la investigación ha dado, como primer
resultado, la propuesta de una luminaria híbrida, sustentable, autosuficiente por medio
del sol y el viento.
La segunda parte se enfocará a la generación de un modelo de planeación
administrativo-financiera que determine los costos de la utilización de este tipo de
tecnología con energías renovables. La investigación parte de la perspectiva de la
deficiencia en la utilización y uso de los recursos energéticos en la Ciudad Universitaria
de la UNAM. Posterior al problema presentado se desarrollará la investigación teórica-
práctica estipulando por escrito el análisis de la información, que lleva implícita la
propuesta de uso eficiente, ahorro y optimización de recursos financieros.
La metodología a seguir en materia financiera se dividirá en tres partes siendo estas:
Primera Parte
Problemática del gasto energético en México
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Gasto energético promedio en espacios públicos de México (destacar el fuerte
gasto de la iluminación comparando con otros rubros).
Consumo energético en CU: poner datos de lo que se gasta en energía, sobre
todo en espacios públicos (estacionamientos, plazas, para riego, auxilio
UNAM, las casetas, estacionamientos de bicicletas, caminos, etc.)
Superficie total (en m2) de áreas verdes y áreas públicas, contra el número de
personas que asisten a CU para ver cuántos metros por persona hay de éstos
espacios. Comparar con el promedio de la cuidad.
Impacto económico en un lugar, según sus espacios públicos. (indicadores
generales)
Impacto económico por falta de espacios públicos adecuados (salud,
indicadores generales)
Segunda Parte
Comparativa de costos de luminarias en otros países.
Comparativa de costos de luminarias con ahorro energético.
En México:
Costo por luminaria (objeto)
Costo por instalación
Costo de mantenimiento por año y consumibles (focos, repuestos)
Costo por consumo de electricidad
Tercera Parte
Análisis financiero de una línea de luminarias.
Cálculo de inversión inicial (desarrollo del proyecto, moldes, pruebas,
prototipos)
Costo por producto, etc.
Implementación a largo plazo,
Viabilidad.
Disminución de emisiones de CO2
Beneficios económicos en la disminución de emisiones de CO2
En resumen, el propósito de la presente investigación es incrementar la eficiencia en el
gasto corriente de las entidades e instituciones en materia energética, que les permita
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competir en costos a nivel nacional e internacional en los mercados, mediante la
utilización de tecnologías que utilicen las energías renovables en sus procesos sin
afectar al medio ambiente.
Por otra parte es sumamente importante aclarar que mi profesión no es la de ingeniero,
arquitecto o diseñador industrial, sino de financiero. La aclaración parecería estéril en
un ambiente normal, sin embargo cabe destacar que, como jefe del proyecto, coordino
precisamente a un grupo de ingenieros, arquitectos y diseñadores industriales, dando
con esto un giro a la poca o nula participación de nuestras profesiones, en proyectos de
investigación de esta índole.
A pesar de las dudas respecto al campo de acción de la profesión financiera en cuanto
al trabajo en específico, en la investigación y desarrollo de ideas nacionales de nuevas
tecnologías para la generación eléctrica, lo que la Comisión Europea le ha dado por
llamar como el tiempo de la “nueva revolución industrial” a partir de las energías
renovables1 consideradas como fuentes limpias de energía, energía verde2 o
sustentable. El financiero en México, es capaz de aportar soluciones a diferentes
escalas para el ahorro, implementación, optimización ó cultura de la energía, que
impacte positivamente en el gasto en que incurren las entidades u organizaciones en
materia energética para realizar sus diversas operaciones.
Cada una de las actividades del ser humano está (en mayor o menor medida)
involucradas con la energía, la que a su vez, está enormemente ligada con el deterioro
ambiental, por ello, la participación del área financiera con los grupos de investigación
en la materia es importante y necesaria, por su incidencia en la captación,
administración y distribución de los recursos financieros de las entidades u
organizaciones.
1 Son aquellas fuentes de energía que no se acabarán o estarán disponibles mientras nosotros estemos en este planeta. CONAE.
2 Es un término para describir la electricidad generada a partir de fuentes de energía primaria respetuosas con el medio ambiente. Las energías verdes son las energías renovables que no contaminan, es decir, cuyo modo de obtención o uso no emite subproductos que puedan incidir negativamente en el medio ambiente.
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Como podemos observar el problema es complejo, sin embargo, considero que aún
estamos a tiempo para ponernos a trabajar sobre el tema antes de que sea demasiado
tarde.
2. PROBLEMÁTICA GENERAL Desde los inicios de la revolución industrial en el siglo XVIII se ha debatido mucho
acerca el ahorro de la Energía. El pensador William Stanley y Jevons publicó en 1865
un libro titulado “The Coal Question” (La cuestión del carbón). En él enunció la Paradoja
de Jevons: aumentar la eficiencia disminuye el consumo instantáneo, pero incrementa
el uso del modelo, lo que provoca un incremento del consumo global. Una paradoja
análoga a ésta, es la Paradoja del ahorro.
De acuerdo a Wikipedia, “El ahorro de energía o eficiencia energética es una práctica
empleada durante el consumo de energía que tiene como objeto procurar disminuir el
uso de energía pero con el mismo resultado final. Es una optimización del consumo de
energía. Esta práctica conlleva un aumento del capital financiero, ambiental, seguridad
nacional, seguridad personal y confort humano. Los individuos y las organizaciones que
son consumidores directos de la energía, pueden desear ahorrar energía para reducir
costos energéticos y promover sostenibilidad económica, política y ambiental. Los
usuarios industriales y comerciales pueden desear aumentar eficacia y maximizar así su
beneficio. Entre las preocupaciones actuales está el ahorro de energía y el efecto
medioambiental de la generación de energía eléctrica”.
Las filosofías como el “desarrollo sustentable”, el “uso de energía renovables” o el
ahorro de energía, son medidas urgentes para la inacción concertada del mundo frente
a este problema y posibilitan acciones viables e inmediatas que significan un cambio
fundamental en nuestro estilo de vida y comportamiento frente al planeta.
James Lovelock, uno de los pioneros de los movimientos verdes, desarrollo la llamada
“Teoría de Gaia” (2006) hasta hace algunos años no era tomada en serio, pero hoy en
día, frente a lo que esta sucediendo es muestra patente de su acierto. Esta Teoría nos
dice que a diferencia de la Teoría de la Evolución de Darwin en que los seres vivientes
evolucionaban en un entorno relativamente fijo e invariable, la “Teoría de Gaia” dice que
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los seres vivientes influyen en este entorno y el todo se comporta como un sistema de
vida interactivo, por ejemplo, quién podría pensar que el yodo de las algas marinas
forma parte del ciclo de formación de nubes en la evaporación del agua del mar. Al
morir las algas por la alta temperatura, cesa este ciclo y el Planeta se calienta más por
la falta de condensación de este vapor, pero es también un poderoso gas de efecto
invernadero.
El hombre se ha comportado como el amo y señor de este planeta, explotándolo
unilateralmente para el beneficio de su especie sin comprender que él es parte de un
todo, y que su supervivencia depende de la atención que ponga en el cuidado del
planeta y de las demás especies que lo habitan. El papel que ha tenido el hombre a
través de las llamadas emisiones antropogénicas, es el de alterar los delicados
equilibrios de la vida, que generalmente son irreversibles y pueden conducir a una
muerte parcial, temporal o permanente del Planeta.
Los países que son los mayores contaminantes de gases de invernadero en el mundo
como son los Estados Unidos o China, han rehusado formar parte del Protocolo de
Kyoto (1997) porque el compromiso implica altos costos para su economía, limita dichas
emisiones y reduce su crecimiento acelerado. Pero: ¿Es posible un mundo en que los
países en vías de desarrollo como China y la India puedan vivir al mismo nivel
económico que los Estados Unidos o Europa?, y además usando los combustibles
fósiles como palanca de desarrollo.
Lo que Lovelock muestra, es su desesperación porque no nos damos cuenta del peligro
irreversible que atraviesa nuestro planeta y la lentitud con la que estamos reaccionando.
El Calentamiento Global no es un problema a largo plazo que enfrentarán futuras
generaciones, es ya un problema que requiere acciones inmediatas para dar solución
urgente a un problema de grandes dimensiones que pone en riesgo al planeta.
Sobre el tema del Cambio Climático, se publicaron en el 2006, dos excelentes libros:
“An Inconvenient Truth” de Al Gore y “The Revenge of Gaia” de James Lovelock.
Adicionalmente en 2006 se publicó el llamado Reporte Stern de Sir Nicolas Stern. En
este último reporte, Stern actúa como asesor del Gobierno Británico y presenta el punto
de vista de un economista, no el de un científico sobre el tema.
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Algunas personas siguen pensando que el tema del “Calentamiento Global” provocado
por la emisión de gases de invernadero que se acumulan en la atmósfera e impiden la
salida del calor del sol, reflejado por la Tierra en forma de radiación infrarroja, es un
problema a muy largo plazo y a resolver por las futuras generaciones, consideración por
demás errónea.
Sólo cuando nos enteramos a través de los medios de las tragedias como las del
huracán Katrina en Nueva Orleáns (agosto de 2005), o sobre las miles de personas que
perdieron la vida por las olas de calor en Europa (2003), nos damos cuenta del
verdadero problema.
Esta contrariedad nos esta alcanzando, ente la falta de acción y el consenso sobre una
solución urgente acorde a los sucesos que se avecinan.
Lo que arroja a la fecha la evidencia científica, es que el cambio climático es un
problema sumamente serio y cuya solución no puede aplazarse más. Las iniciativas que
han dado frutos en el caso de la perdida de ozono en la atmósfera (Protocolo de
Montreal) o de la lluvia ácida (Acta de Energía Limpia de USA), causada por los óxidos
de azufre en los combustibles fósiles, son risibles ante la magnitud del problema del
calentamiento global por las emisiones de gases de invernadero.
El clima del Planeta esta cambiando aceleradamente y es cada vez más claro que la
razón es el flujo de gases de efecto invernadero. Estos gases de efecto invernadero son
principalmente el dióxido de carbono y el metano (con un poder de efecto invernadero
24 veces mayor que el dióxido de carbono).
Hay que distinguir entre la predicción del tiempo, un problema sumamente difícil de
moderar, sobretodo a largo plazo y la predicción del clima; en que disponemos de
varios tipos de mediciones históricas, confiables y modelos eficientes en su desempeño
de predicción.
En los últimos años, la concentración de los gases de invernadero en la atmósfera del
planeta se han incrementado al equivalente de 420 ppm (partes por millón) de dióxido
de carbono y continúa haciéndolo a una taza promedio de 2.3 ppm por año.
A la fecha la temperatura media del planeta se ha incrementado en 0.7°C desde 1900.
El siglo XX ha sido el más cálido el los últimos mil años de vida del planeta, la década
de los 90’s es clasificada como la más calurosa. La cobertura de nieve ha decrecido
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sólo en el hemisferio norte 10% desde 1960. El nivel de mar ha aumentado entre 10 y
20 centímetros desde 1900.
Las concentraciones globales de dióxido de carbono hoy en día, son mayores a las
alcanzadas en los últimos 400,000 años. La taza de crecimiento observada desde el
inicio de la actividad industrial en 1860 hasta la fecha, no tiene precedente en los
últimos 20,000 años.
Los cálculos que se han efectuado demuestran que si se dobla el nivel de gases de
invernadero, desde el nivel pre-industrial (1850) de 320 partes por millón, hacia los años
entre 2030 y 2060, la temperatura del planeta se elevaría entre 2 a 5 °C. Este orden de
magnitud de variación está fuera de toda experiencia en la civilización humana, desde
la última glaciación. Varios estudios recientes sugieren que el cambio podría ser aún
mayor por los efectos de retroalimentación de los ciclos del carbono.
Estos efectos de retroalimentación de los ciclos de carbono crearían los siguientes
“efectos dominó”:
• Las altas temperaturas aumentarían las emisiones de metano.
• Los polos cubiertos de nieve tenderían a desaparecer, provocando un aumento
en el nivel de los océanos y su calentamiento.
• Al calentarse los océanos disminuiría la vida en la superficie y se suprimiría el
efecto de absorción de las algas y otra vida marina que contribuyen al ciclo del
carbono. Esto sucede en los mares tropicales cuando la temperatura en su capa
superficial llega alrededor de 10°C convirtiendo a mares tropicales en desiertos.
• Al disminuir los bosques y selvas tropicales se interrumpe el ciclo del agua y de
carbono que los mantienen, convirtiéndolos en desiertos.
Adicionalmente, pueden existir efectos de atenuación del calentamiento, como el
incremento de partículas y dióxido de azufre en la atmósfera, derivados del “smog
industrial”, sin embargo este remedio puede ser peor que la enfermedad por sus efectos
directos sobre la salud humana y la lluvia ácida.
Conforme se calienta el planeta, la probabilidad de cambios bruscos en el clima y a
gran escala se incrementa, por ejemplo, la frecuencia e intensidad de las tormentas o
huracanes. Igualmente en los patrones de lluvia, escaseando ésta en las regiones
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mediterráneas e intensificando las lluvias en zonas de altas latitudes. Las sequías se
incrementarán hasta 30% en el resto del Planeta, para fin de siglo.
Como subproducto de estos efectos tenemos la alteración de las corrientes marinas,
como la corriente del Golfo que calienta el norte de Europa; la desaparición total o
parcial del Ártico, parte de Canadá, Groenlandia y la Antártida y la elevación del nivel
del océano con la desaparición de gran parte de las ciudades costeras del planeta.
Según Lovelock la desaparición del hielo en Groenlandia, acontecería a una
concentración de 500 partes por millón de dióxido de carbono. Actualmente tenemos
una concentración de 420 partes por millón. Con la desaparición irreversible del hielo de
Groenlandia tendríamos un incremento en el nivel del mar del orden de 5 a 12 metros.
Uno de los efectos más devastadores sería en el océano, cuya vida únicamente
subsistiría en algunas regiones cercanas a los Polos, ya que en este momento, existe
gran evidencia de la desaparición de vida marina, con la muerte de corales y algas por
efecto de la alta temperatura.
Pero, ¿Qué remedios reales tenemos a la mano para contener éste, que posiblemente
sea el problema más importante que haya enfrentado la especie humana durante su
existencia?, se ha hablado de todo, desde el secuestro del dióxido de carbono en pozos
y minas profundas o su precipitación como carbonato de magnesio, hasta una
reforestación acelerada, la construcción de una persiana solar en el eje de Lagrange
entre la Tierra y el sol o la siembra de nubes a lo largo y ancho del Planeta.
Las energías renovables pueden ser muy prometedoras en tanto que una fuente limpia
y segura, se defina como la línea de salvación para el planeta.
A fin de contribuir a la mitigación y revertir la problemática planteada, se determinó
como objetivo general, desarrollar un modelo de planeación administrativo-financiero
que permita evaluar las propuestas de manejo de las energías renovables, buscando
que la utilización se realice en forma óptima y sustentable, para impactar
significativamente en el ahorro financiero de las entidades e instituciones que les
permita competir en los mercados nacionales e internacionales, cuidando el medio
ambiente.
Ruedas (1997), Coordinador Académico y de Investigación de la Universidad de la Salle
Bajío, México hizo un proyecto de ahorro de energía eléctrica por la iluminación de
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dicha Universidad, cuya evaluación arrojó como resultado que en el campus principal de
la Universidad, es posible, mediante medidas adecuadas, ahorrar hasta un 30% del
consumo de electricidad por concepto de alumbrado. Considerando que en algunas
áreas se mantendrá el consumo con una mejor iluminación. El ahorro en electricidad
por iluminación se logra a partir del reconocimiento del problema en el ámbito de las
direcciones.
Aún cuando lo anterior nos ayudó a determinar como aceptable nuestro objetivo,
tuvimos que hacernos la pregunta en el sentido de que si realmente, el diseño de un
modelo de inversión, que considere la planeación administrativo-financiera, para el uso
óptimo y sustentable de energías renovables en los espacios públicos, puede impactar
significativamente en la administración financiera de las entidades e instituciones,
generando un posible ahorro sin deteriorar el medio ambiente.
La mejor justificación que encontramos para darle fuerza a nuestro objetivo siguió
siendo el hecho de que este calentamiento global ocasionado principalmente por el uso
excesivo e intensivo de combustibles fósiles, ha provocado un Cambio Climático
generalizado en el orbe, que se está manifestando a través de los fenómenos naturales
catastróficos observados últimamente, poniendo en peligro la salud y vida del ser
humano a nivel mundial.
Es necesario revertir el daño ecológico por la emisión de gases de efecto invernadero
que afectan la atmósfera y propician el calentamiento global, produciendo graves daños
a nivel nacional y mundial, se deben tomar medidas que contribuyan a la adaptación y
mitigación de este fenómeno. Una de las maneras que consideramos efectivas para
lograr resultados de trascendencia es la aplicación de medidas de ahorro y uso eficiente
de energía eléctrica.
Del total de gases emitidos a nivel mundial por producto de una combustión, el principal
de ellos es el Bióxido de Carbono (CO2), en donde el 21% corresponde a la energía
eléctrica.
Tan solo en México cerca del 80% de la generación eléctrica nacional procede de
centrales que queman combustibles fósiles, por lo que nuestra contribución a estas
emisiones contaminantes es importante. De hecho la Organización Latinoamericana de
Energía (OLADE), señala que nos corresponde el primer lugar en la región por este
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concepto con 114 millones de toneladas de CO2. No resulta factible convertir en
energía eléctrica la totalidad de la energía química con que es extraído cada barril de
petróleo, ni los usuarios aprovechan a cabalidad el total de la electricidad generada.
Resulta que, en promedio, si la tecnología con que se utiliza el fluido eléctrico es
adecuada, se convierte en trabajo útil el 26.15% de la energía que tenía el combustible
al salir del pozo de producción, mientras que, si se trata de procesos obsoletos o de
equipos anticuados o en mal estado, el porcentaje de utilización baja al 4.13%. Quiere
esto decir que el efecto de ahorrar un “kilowatt-hora” de electricidad, en el punto final de
empleo queda potenciado en 5 veces cuando se toma en cuenta tanto la eficiencia de
los equipos finales en la instalación del usuario, como las pérdidas por procesamiento,
transporte, conversión, transmisión, y distribución, así como las de “uso propio” de la
central eléctrica y las “no técnicas” (usos ilícitos o no facturados). En México, los
principales sectores consumidores de energía eléctrica son: el industrial, con el 58% de
la energía vendida y el doméstico, con el 23%. En cuanto a las principales tecnologías
en que se emplea la electricidad, el 45% se destina a procesos que utilizan motores
eléctricos, el 16% se usa en iluminación y el 15% en refrigeración. Por lo anterior, es
conveniente concentrar los esfuerzos en estos campos para realizar programas de
ahorro y eficiencia energética cuyo impacto servirá al mejoramiento del medio ambiente.
También debe mostrarse a las instituciones y empresas, que el reducir sus consumos
de energía conlleva a una reducción en costos de producción y por ende, un flujo
positivo en sus finanzas. Además, contribuyen a reducir el impacto ambiental
ocasionado por la emisión de gases de efecto invernadero.
Con todos los argumentos anteriores procedimos a determinar que era necesario contar
con estudios tendientes a saber cual es el uso de los recursos energéticos en México y
sobre todo determinar los ahorros posibles de los mismos que conlleva a mitigar el
deterioro ambiental, como argumento fundamental, y un ahorro en materia energética
traducido en economías financieras para cualquier tipo de entidad; para esto
necesitamos un instrumento que permita por un lado, contar con todos los aspectos
administrativos necesarios para la toma de decisiones y por otro lado, ver el resultado
financiero de los mismos y su impacto micro o macroeconómico en las entidades y/o
instituciones, según se requiera.
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Lo anterior nos llevó a determinar la hipótesis de que una planeación administrativa-
financiera del uso óptimo y sustentable de la energía en los espacios públicos, impacta
significativamente en el ahorro financiero de las instituciones, sin detrimento al medio
ambiente.
Por la complejidad del estudio, esta investigación establece un marco de referencia
para estimar la utilización y ahorro de energía eléctrica en México, específicamente en
los espacios públicos de la Ciudad Universitaria de la UNAM, para estimar los ahorros
en energía eléctrica resultantes de la puesta en práctica de un proyecto de eficiencia
energética sustentable con energías renovables, a través de un modelo de planeación
administrativo-financiero.
Se trata de dos dimensiones a resolver:
1. Crear una propuesta de luminaria híbrida autosuficiente (sol y viento), que
permita solventar el problema de abastecimiento energético, sin deteriorar el
medio ambiente.
2. Desarrollar un modelo de planeación administrativo-financiero, a partir de la
luminaria híbrida seleccionada, que permita estimar los ahorros en consumos
de energía eléctrica.
Se cuenta con los elementos teóricos y empíricos para el desarrollo del modelo que
optimice el uso sustentable de energía en los espacios públicos que impacten
significativamente en el ahorro financiero de las instituciones sin deteriorar el medio
ambiente.
El diseño del modelo permite evaluar las propuestas de manejo racional del manejo de
energía en espacios públicos.
Se contará con espacio suficiente para montar el laboratorio experimental, equipo de
cómputo, materiales y útiles, arquitectos, diseñadores industriales, ingenieros,
administradores, contadores, financieros y servidores sociales para el desarrollo de los
trabajos y las facilidades dentro de la Ciudad Universitaria para los trabajos.
La aplicación del método cualitativo nos llevará a realizar un trabajo de análisis de gasto
en materia energética, a fin de encontrar el nexo con el aprovechamiento y ahorro
probable de energía en la Ciudad Universitaria de la UNAM.
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La investigación de campo se efectuará no sólo con la observación (investigación
cualitativa) de la muestra, sino que también se pretende aplicar un breve cuestionario
(investigación cuantitativa) a diferentes sectores de la economía, tanto públicos como
privados a fin de tener un parámetro más amplio para el análisis.
Se consideraron como variable independiente el gasto energético en los espacios
públicos de la Ciudad Universitaria de la UNAM y como variable dependiente la
utilización de energía.
Finalmente, es importante resaltar que como instrumento para realizar la investigación,
se creará un laboratorio, dentro de la Ciudad Universitaria, donde se simulará la
utilización y ahorro energético a partir de energías renovables en instituciones y
entidades públicas y privadas.
IMPORTANCIA E INCONVENIENTES DE LA ENERGÍA Imaginémonos un día de nuestra vida sin energía en cualquiera de sus formas,
imposible, verdad?, pues sí, estamos hablando nada más ni nada menos de nuestra
permanencia en este planeta por la falta de este elemento.
Sin ir más lejos, acotemos el asunto a las energías eléctrica y calorífica y veremos que
para realizar la mayor parte de nuestras actividades, requerimos de estos insumos
energéticos. En especial de aquellos que vivimos en zonas urbanas (que para este año
serán alrededor del 60% del total de la población mundial, es decir, que más gente
vivirá en zonas urbanas que en zonas rurales3) y que están ampliamente ligados con
fuertes consumos energéticos.
Algunas de las actividades para las que requerimos energía son:
• Vivienda (electrodomésticos, cocción de alimentos, calentamiento de agua, etc.)
• Transporte (público, privado, materiales y productos varios, etc.)
3 Megacity Challenges, Siemens AG. www.siemens.com/megacities 2007. pag. 2.
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• Climatización (al interior viviendas, edificios habitación y oficinas, fábricas,
recintos culturales, hospitales, escuelas, centros comerciales, al exterior en
parques, vialidades, etc.)
• Iluminación (al interior de viviendas, edificios habitación y oficinas, fábricas,
recintos culturales, hospitales, escuelas, centros comerciales, al exterior en
parques, vialidades, edificios y monumentos.
• Operación y funcionamiento de maquinaría y equipo diverso (industria, campo,
investigación, hospitales, laboratorios, mantenimiento diverso, etc.).
Las actividades anteriores contribuyen al crecimiento y desarrollo económico de un
país, sin embargo, como hemos reconocido que el verdadero problema es la forma de
proveer energía a las ciudades, hoy en día “ha conducido a una situación patológica
debido a los elevados índices de emisiones contaminantes y a la cantidad de residuos
incontrolados, además del agotamiento de recursos no renovables”4, sabemos que “la
electricidad es directa o indirectamente la fuente más importante de CO2”5.
Podemos entonces decir que los ahorros o la eficiencia que se logre en cada una de
estas etapas, generará un ahorro en recursos económicos a las entidades e
instituciones y una menor utilización de energía lo que conllevará, también, a disminuir
los impactos negativos al medio ambiente.
4 Higueras, Ester. Urbanismo Bioclimático. Ed. Gustavo Gili. España, 2006. pág. 65
5 Edwards, Brian Guía básica de la Sostenibilidad. Ed. Gustavo Gili. España, 2004. pag 21.
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CASO PRÁCTICO: “La Energía en los Espacios Públicos” 6. A continuación describiré el proyecto en el que participo como jefe de proyecto, el cual
es un ejemplo actual y real del tema de esta ponencia.
Inicio del Proyecto En 2005 la UNAM establece una nueva forma de hacer investigación en escuelas y
facultades a través de cinco macroproyectos (siete hoy en día), cada uno de los cuales
es un conjunto de proyectos en torno a un tema. Uno de ellos es el de “La Ciudad
Universitaria y la Energía”, en el que se busca “desarrollar de manera integral
infraestructura, tecnología y cultura para transformar el campus universitario en un
modelo de utilización inteligente de la energía”7
Dentro de los 23 proyectos que conforman dicho Macroproyecto, está “La Energía en
los Espacios Públicos”, cuyo objetivo es: Estudiar los espacios públicos en cuanto a su
uso en la actualidad así como su forma de consumir energía. A partir de esto,
desarrollar espacios y mobiliario con eficiencia energética, tomando como zona de
intervención el Campus Universitario. Se busca plantear soluciones que en un futuro
puedan repetirse en otras localidades del país. La duración del proyecto es de 2.5 años
a partir de enero de 2006, (en estos momentos estamos en un 75% de avance).
La escala de la iluminación en las ciudades es enorme. Las luminarias se repiten por
miles a lo largo de calles, carreteras, caminos peatonales y en edificios y monumentos.
Esto nos da la escala que estamos buscando; los ahorros en una lámpara pueden
significar enormes ahorros en la suma total, también, trabajaremos con tecnologías de
micro generación.
Además de los objetivos específicos, se busca lograr un trabajo multidisciplinario, por lo
que en el equipo de trabajo integramos Urbanismo, Arquitectura, Diseño Industrial,
Diseño Gráfico, Ingeniería, Finanzas, apoyo de Psicología social y asesorías de Física.
6 D.I. Mariana Arzate Pérez. Universidad Nacional Autónoma de México, Posgrado de Arquitectura, Laboratorio de Sustentabilidad.
Integrante del equipo de Investigación Macroproyecto “La Ciudad Universitaria y la Energía”, emitida por la UNAM, en la línea de
investigación “La energía y los espacios públicos”.
7 http://energia.fi-b.unam.mx/index.html
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Esto es muy enriquecedor, tanto para el panorama en la investigación como en el
planteamiento de ideas y desarrollo de soluciones. Pero trabajar en esta forma no es
sencillo, requiere de objetivos claros y de dimensionar los alcances y el enfoque de
cada área, al igual que las jerarquías entre las mismas, de lo contrario (y con lo que nos
encontramos) cada disciplina buscará tener ser el enfoque principal.
Algo que realizamos también, fue visitas de campo a zonas similares a donde
intervendremos y a la zona de intervención y una serie de visitas con expertos como
empresas de luminarias, al departamento de Alumbrado Público del DF y entrevistas
para asesoría por parte de investigadores de otras áreas. Además buscamos
enlazarnos con otros proyectos del mismo Macroproyecto con los que podamos
colaborar.
A continuación enlisto los procesos para la investigación y el desarrollo que hemos
seguido:
Investigación Investigación de Espacios Públicos
Investigación en sitio (Internacionales y Nacionales)
Investigación Bibliográfica
Estudio de la Ciudad Universitaria
Antecedentes
Análisis y Clasificación general de EP
Estudio de 12 espacios en CU
Estudio de la zona de intervención
Encuesta para definir usuarios
Investigación de Mobiliario Urbano
Investigación de temas relacionados
Energía eólica y aerogeneradores
Energía solar fotovoltaica
Tecnologías de iluminación con ahorro energético
Desarrollo Propuesta zonificación con circulaciones y actividades.
“El Pabellón de la Energía” Usuario-Espacio-Energía.
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Luminaria híbrida autosuficiente (sol y viento).
Propuestas de mobiliario urbano (Cubiertas bancas, etc).
Estudio Financiero Viabilidad, Consumo.
Cada etapa de desarrollo mencionada anteriormente es en sí, un proyecto completo,
pero por el enfoque de esta ponencia en el diseño industrial y en “tecnologías limpias”
me enfocaré en describir el desarrollo de la “Luminaria hibrida autosuficiente”.
Desarrollo de luminaria hibrida autosuficiente. La investigación nos arrojó datos y parámetros en muy diversos aspectos, lo que fue
modificando las propuestas. Debemos decir que nos enfrentamos a un sistema
complejo con una enorme cantidad de variables para ser atendidas, así tenemos en el
sistema:
- Aerogenerador. Incluye el diseño de: aspa, transmisión, generador eléctrico.
- Panel fotovoltaico. Es importado por que no se fabrican en México. Se calcula
según la carga.
- Iluminación. Aquí dependemos de las lámparas que hay en el mercado. El
trabajo se dio en torno a conocer las diversas tecnologías y elegir la más
adecuada, eficiente y viable para México y para el proyecto.
- Tomamos en cuenta normas de iluminación peatonal, contaminación lumínica,
duración, ahorro y costos.
- Estructura. Es una parte muy importante porque será el integrador de todos los
sistemas, además de servir de protección de los mismos y será determinante en
la calidad visual del objeto.
- Almacenamiento de energía. De acuerdo a baterías comerciales hacer el cálculo
para garantizar autonomía con los sistemas de generación y el consumo
requerido, dejando cierto excedente. En este como en los demás sistemas,
debemos calcular sin sobredimensionar, pero garantizando el abastecimiento y
funcionamiento adecuados.
- Conexión entre sistemas. Es el cableado (que también deberá ser calculado) y
sistemas de control como controlador de carga, control de la lámpara, etc.
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Al diseñar el sistema, tomamos en cuenta los siguientes aspectos teniendo como
jerarquía el funcionamiento correcto del sistema, proveer la iluminación adecuada,
luego la viabilidad para México y finalmente su aspecto estético:
- Producción.
- Funcionamiento.
- Ciclo de vida
- Ergonomía
- Estética integración al entorno
- Aspectos comerciales y financieros
- Contexto socio económico.
- Tecnologías de ahorro y generación.
A partir de esto, realizamos una serie de propuestas en bocetos integrando la mayor
cantidad de aspectos estudiados; primero en soluciones conceptuales de iluminación y
uso, llegando a definir como peatonal la luminaria a resolver. Se desarrollan propuestas
en torno a estructura y distintas configuraciones y se hace una selección de las más
adecuadas al entorno.
Resultados Se incluye un aerogenerador savonius por su par de fuerza y por requerir baja velocidad
de viento para arrancar. No necesita orientarse al viento. Además es factible de
producirse en México.
El Panel fotovoltaico es de 55W. Es importado por que no se fabrican en México. Las
lámpara (foco) adecuada es de 40W de consumo y cumplirá la norma de iluminación.
Es viable
La estructura está planteada en procesos de fundición y pailería convencionales. Se ha
tomado en cuenta en cierta medida el Ciclo de vida, principalmente en cuanto a la
duración del sistema y el objeto. Tomamos en cuenta también en la solución, el
contexto social con algunos criterios de seguridad que pueda disminuir el vandalismo.
20
En cuanto a aspectos comerciales, este sistema será viable en zonas de viento y
soleamiento como costas, algunas carreteras y comunidades que no tengan acceso a la
red eléctrica.
Sería viable en el largo plazo (entre 20 y 25 años) si se le compara con toda la
infraestructura que se deja de requerir (como tendidos de red), sin embargo, hay que
decir que su beneficio en esta primera parte, no es el económico sino el
medioambiental, que estamos calculando en la etapa actual.
De manera alternativa, se tienen una serie de resultados que aunque intangibles, son
relevantes en distintos aspectos, por ejemplo, la formación de recursos humanos, ya
que han colaborado en esta nueva experiencia desde prestadores de servicio social
hasta investigadores experimentados. Además se tiene una serie de información,
material didáctico y contenidos importantes.
Se han abierto varias líneas de investigación en éste enfoque que podríamos llamar
“original” para hacer investigación y soluciones. Se ha armado el Laboratorio de
Sustentabilidad para Arquitectura y Diseño Industrial en el Posgrado de Arquitectura de
la Facultad de Arquitectura de la UNAM, espacio importante para este proyecto inédito.
Conclusiones Con un avance del 75%, aproximadamente, la investigación ha dado, como primer
resultado, la propuesta de una luminaria híbrida, sustentable, autosuficiente por medio
del sol y del viento.
La segunda parte se enfocará a la generación de un modelo de planeación
administrativo-financiera que determine los costos de la utilización de este tipo de
tecnología con energías renovables. La investigación seguirá versando sobre la
perspectiva de la deficiencia en la utilización y uso de los recursos energéticos en la
Ciudad Universitaria de la UNAM. Posterior al problema presentado se desarrollará la
investigación teórica-práctica del análisis de la información, que llevará implícita la
propuesta de uso eficiente, ahorro y optimización de recursos financieros para las
entidades e instituciones públicas o privadas.
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Es importante destacar el apoyo de la UNAM para generar este tipo de proyectos;
propicia la participación importante de la comunidad universitaria, desde los niveles
académicos más básicos hasta los más avanzados para conocer a profundidad el tema
y para generar soluciones. De darse continuidad y un enfoque comercial adecuado,
pueden ser resultados de impacto social y económico significativo.
Generar conocimiento y aterrizarlo en productos comerciales puede generar desarrollo
económico e incluso ligarse a un desarrollo social sostenido.
El trabajo de investigación es importante para las finanzas ya que permite el trabajo en
panoramas más amplios y al mismo tiempo, sobre bases más firmes.
El trabajo multidisciplinario hace que una solución a un problema sea mucho más fuerte
por contemplar una diversidad de factores, a través de una visión y una serie de
habilidades más amplios.
El ahorro energético puede ligarse a la disminución tanto de uso de recursos naturales
como de generación de desechos que afectan al medio ambiente.
En México hay pocos ejemplos en que se relaciona a la energía con diseño de
productos, es un área en la que los diseñadores han tenido poca incidencia. Esta línea
de investigación ha sido poco explorada, lo que nos coloca en vanguardia.
El espacio público presenta grandes oportunidades para generar ahorros de energía
gracias a su escala.
El espacio público da oportunidades importantes de interrelacionar el ahorro de energía
con la población, al mismo tiempo de dar un servicio puede ofrecer la oportunidad de
generar conciencia y educación para esa problemática.
No existen (o existen muy pocos) grupos en los que podamos insertarnos como
financieros trabajando en ahorro energético y medio ambiente, por lo que habrá que
generarlos o gestionar nuestra participación en grupos de desarrollo en los que no se
contemple nuestra participación. De lo contrario nuestros resultados serán de muy bajo
impacto.
22
8. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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