México es un país que primordialmente genera su energía eléctrica consumiendo petróleo (alrededor del 60 por ciento); sin embargo, la Secretaría de Energía ha declarado que nuestras reservas probadas sólo alcanzarán para generar electricidad una década más a ese ritmo de consumo. Por ende, el reto que enfrentamos como país será poder cumplir con la demanda energética mediante el uso de recursos energéticos renovables.
El problema de abasto energético es más importante para la región centro occidente de México (RCO), donde el aumento de demanda eléctrica está por el orden del 5 por ciento anual. Esto significa que, para satisfacer la demanda futura se requiere duplicar la misma potencia instalada en los últimos cien años, pero ahora en poco menos de catorce años. Con este ejemplo se justifica la necesidad imperante de invertir en la generación distribuida a partir de fuentes renovables.
Hoy se conoce el enorme potencial de México en recursos solares, eólicos, geotermales, oceánicos, microhidráulicos, entre otros más. No obstante, ello y la enorme cantidad de proyectos financiados por el CONACYT, la industria eléctrica nacional desconoce los problemas operativos de la red eléctrica de CFE, porque se maneja como información clasificada o confidencial. Los inversionistas y empresarios desean participar en la generación energía, pero existe gran incertidumbre en el tema de la conexión de nuevas plantas generadoras.
La incorporación de fuentes limpias, tales como parques eólicos, concentradores solares y plantas minihidráulicas se estudia desde hace años. La investigación básica tiene resuelto cuestiones tales como modelado de los elementos, el efecto en las variaciones de potencia o frecuencia, el impacto económico-social, registro dinámico de variables, el tipo de tecnología factible para producción de la energía, entre otras. A pesar de lo antes citado, todavía ningún centro de investigación en México puede reproducir las condiciones operativas de la red eléctrica en un laboratorio, y por ende no ha incursionado en el diseño de controles y protecciones para ese propósito de protección o control de sistema.
Al respecto, el posgrado de ingeniería eléctrica del CUCEI tiene la iniciativa de crear y probar prototipos de nuevas fuentes de energía renovable en el Laboratorio de Automatización y Simulación de Excelencia en el campo de Sistemas Eléctricos de Potencia (SEP). Para ello se utiliza a diario una plataforma tecnológica de simulación en tiempo real (STR), que es actualmente la técnica más avanzada para llevar a cabo estudios de las aplicaciones más comunes en SEP y pruebas a equipos reales.
La simulación de tiempo real es una tecnología aplicable a un gran número de sistemas dinámicos, tales como las redes eléctricas, sistemas electrónicos, la industria del automóvil, aeroespacial y otra gran gama de aplicaciones. En términos generales se personifican a los sistemas físicos en un ambiente virtual.
Con los estudios de tiempo real se prueban condiciones operativas extremas que revelan cuando es factible la integración de generadores. Esa prueba que en un laboratorio se hace con bajo riesgo, evita una prueba en equipo que requiere una inversión de varios millones de dólares. La misma prueba se puede llevar a un caso de nivel región o municipio y tomando en cuenta que trabaja con una red virtual para el sistema eléctrico operado por la Comisión Federal de Electricidad (CFE).
Se puede entonces decir que nuestra investigación no solo sirve para capacitar nuestros alumnos. También se entrena a profesionistas que se ocupan de la evaluación del uso de recursos energéticos disponibles y del manejo de la red eléctrica.
En fechas recientes se innova en la tarea de simular la virtual conexión de otras tecnologías emergentes (Energy Storage Systems & Smart Grids). Los prototipos que se consiguen son nuevos desarrollos tecnológicos creados por estudiantes o por ingenieros de empresas que solicitan probarlo en nuestro laboratorio.
Cabe decir que la demanda energía eléctrica seguirá creciendo de manera exponencial a medida que aumenta la conexión de aparatos eléctricos y siga el uso irracional de la electricidad. Paradójicamente los aparatos eléctricos son cada vez más sensibles a los disturbios en la red eléctrica causados por ausencias repentinas del suministro de energía.
El posgrado de ingeniería eléctrica del CUCEI tiene registrada en PROMEP la línea de investigación y generación de conocimiento de protección digital de sistemas eléctricos y está reconocida en la categoría de consolidada. Toda actividad relacionada a este cuerpo académico es una componente importante del plan de desarrollo institucional del CUCEI, ya que de esa manera se apuntala el área de diseño de tecnología aplicada, en este caso para la CFE y las empresas ligadas al ramo de la electricidad. Además se asegura la formación de expertos para resolver problemas de ingeniería eléctrica que mejora servicios públicos, manufactura, transporte y el abasto energético.
* Doctor e investigador del CUCEI
