La primera lancha electrosolar de Latinoamérica para el transporte rápido de pasajeros, un kit de conversión híbrida para motos (combustión/eléctrica), dos turbinas para la generación de energía eólica a partir de velocidades bajas del viento, ladrillos solares, y electrodomésticos inteligentes que ahorran electricidad, son algunos de los desarrollos tecnológicos producidos en el marco de la alianza Energética 2030.
 

De los 11 proyectos ejecutados durante esta iniciativa científica, liderada por la Universidad Nacional de Colombia y considerada como la más grande en la historia de la ciencia en el país, surgieron otras investigaciones y propuestas para dar los primeros pasos al uso de energías renovables como la eólica o la solar, que permitan a largo plazo el reemplazo de los combustibles fósiles y la descarbonización (reducción de emisiones de carbono en la atmósfera).

El objetivo principal de esta alianza que inició en el 2017, era construir una hoja de ruta que contempla dicha transición al 2030, orientada en la confiabilidad y la sostenibilidad social, económica y ambiental. Esta propuesta fue posible gracias al trabajo colaborativo de cerca de 300 investigadores, ocho universidades, tres empresas del sector eléctrico nacional y 12 instituciones e institutos de investigación internacionales.

Energética 2030 es financiado por el Banco Mundial para el Ministerio de Educación a través del Programa de Acceso y Calidad de la Educación Superior - PACES- del Icetex y operado por MinCiencias. 

Durante la presentación de los resultados a los diversos actores, entre ellos las entidades nacionales e internacionales que respaldan la iniciativa, el director Científico, Jairo José Espinosa Oviedo, expuso que el proyecto no solo aborda las fuentes de energía, sino también su consumo y todas las formas de uso, además de otros elementos fundamentales que requieren de intervención para garantizar una descarbonización eficiente en Colombia.

“Tenemos dos situaciones: se siguen aumentando las demandas energéticas, pero también tenemos la necesidad de reconocer que hay un límite en el planeta y debemos ser más eficientes con el uso de la energía. Esta es la puerta de entrada para implementar y desarrollar las micro-redes, y preparar al país para la generación de energías renovables tanto en alta tensión como en distribución. La investigación aborda las necesidades del operador, el administrador, el mercado y el consumidor”.

De acuerdo con el Director, las micro-redes son pequeñas unidades que tienen generación y consumo de energía localizados y permiten aprovechar los recursos locales como el viento, la energía solar, la combustión de biomasa, el biogas, entre otras, además de propiciar un consumo controlado o racional de la energía.

Por su parte, para la representante del Banco Mundial y gerente del proyecto PACES, Katia Herrera Sosa, debido al éxito y envergadura del proyecto, esta ciencia 100% colombiana, podría ser replicada en distintos lugares del mundo.

“Nosotros como Banco vamos a llevar esta experiencia a la mayor cantidad de países posibles, especialmente los que están interesados en desarrollar su capacidad investigativa y tecnológica. Creo que es un buen ejemplo, he trabajado en varias regiones del banco, en África, Europa, Asia Central y nunca había visto un proyecto como este. Por eso creo que es algo que si documentamos bien podemos exportar, Colombia lo debe exportar y como Banco lo vamos a apoyar, me lo llevo de tarea porque merece que el mundo lo escuche”, recalca la economista senior del Banco Mundial.

Investigaciones, prototipos y tecnologías habilitantes

Para la transformación y generación de energía, se desarrollaron dos turbinas (una de eje vertical y otra de eje horizontal) que trabajan con velocidades del viento bajas, teniendo en cuenta que, “buena parte del territorio nacional no tiene las mismas velocidades de viento que en La Guajira, por eso el proyecto se ha dedicado a trabajar este tipo de tecnología”, explicó Jairo Espinosa, profesor titular de la Facultad de Minas de la UNAL Medellín.

Desde la parte electrónica, los investigadores trabajaron para aumentar la eficiencia de paneles solares y la eficiencia en las distintas etapas del proceso de conversión. Además, exploraron la biomasa (un tipo de energía generada por la combustión de materia orgánica), a través de un sistema de extracción de sus componentes, “no solo es usar el calor que genera la combustión, sino cómo se pueden extraer de allí otros productos de alto valor agregado”, indica el Doctor en Ciencias Aplicadas de Ingeniería.

Con respecto al consumo en temas de transporte y movilidad, se desarrolló la embarcación fluvial electro-solar ‘Serena’ con dos motores eléctricos y 14 paneles solares que ya fue probada en Guatapé, Antioquia; la estación de carga de vehículos mejorada y alimentada por energía solar; un kit de conversión o de hibridación para las motos más comunes del mercado, y un modelo de planeación y operación del sistema multimodal (uso de varios tipos de vehículos para transportar carga).

Para el caso de viviendas y edificios, “los ladrillos solares cuentan con una cubierta que les permite generar energía eléctrica, también hay optimización para reducir la huella energética de las construcciones. Se desarrollaron electrodomésticos que responden a la oferta energética intermitente, porque las fuentes como los paneles solares y la eólica tienen variación a lo largo del día, entonces la idea es tener electrodomésticos que sean capaces de aprovechar esos excedentes energéticos y en otras horas, ahorrar”, agrega el profesor Espinosa Oviedo.

Entre otros adelantos se cuentan varios sistemas de gestión de la red (softwares que administran el sistema eléctrico) y reactores (motores que funcionan mediante la expulsión a gran velocidad y presión de chorro de gases producidos por combustión). Sin embargo, el investigador aclara que estos avances presentados están en un nivel de desarrollo tecnológico entre cinco y seis (de nueve), es decir, que han pasado del concepto al prototipo que están operando y en pruebas.

“Todavía no son productos que estén listos o posicionados para un mercado, en este momento es importante encontrar aliados estratégicos que estén dispuestos a completar esas tareas de escalado y producción industrial de varios de esos productos, esto requiere un compromiso del sector empresarial”, manifiesta Jairo Espinosa.

Un todo interconectado

Durante el proyecto se caracterizaron y realizaron inventarios de los consumidores y los sectores industriales; se realizaron diseños de mercados; investigaciones para determinar esos posibles escenarios del país a futuro (con el fin de identificar oportunidades, qué es viable y qué no lo es). Se trazó una ruta con respecto al cambio que tendrían el sistema energético nacional y el sistema eléctrico nacional y cómo se deben afrontar estos retos.

Varios de estos resultados fueron transferidos a XM (operador del Sistema Interconectado y el administrador del Mercado de Energía Mayorista de Colombia). Algunos ya están funcionando, mientras que otros están en proceso de implementación y pruebas para integrar esta tecnología al centro nacional de despacho energético. A esto se suma una iniciativa de gobernanza eléctrica para empoderar a las comunidades con la posibilidad de generar su propia energía y administrarla. Un trabajo antropológico, social, político, y de análisis para definir formas de participación e integración con las comunidades y cómo pueden estas adoptar las energías sostenibles.

“Para nosotros es gratamente sorprendente ver como proyectos de innovación, ciencia y tecnología, que han logrado transformar muchas ideas a punta de investigación y trabajo en productos que pueden ser comercializables y que de esa manera pueden generar empleo y oportunidades para todo el país, con los recursos que se han destinado”, expone Mauricio Andrés Toro Orjuela, presidente del ICETEX.

Cumplidos con creces sus objetivos (pese a la carga administrativa, presupuestal, entre otras dificultades a las que se vieron enfrentadas las universidades), esta iniciativa finaliza en mayo de 2023. Por tratarse de una iniciativa ganadora de una convocatoria para acceder a los recursos, no hay claridad sobre una segunda etapa o continuidad del mismo.

De Colombia para el mundo

Como un proyecto estrella, catalogó a Energética 2030 la economista senior del Banco Mundial, Katia Herrera Sosa y gerente del proyecto PACES. “Me cayó como un regalo. Estoy totalmente de acuerdo con lo que decía el profe Jairo que en cinco años se avanzaron como 15”.

La funcionaria destaca que son tres los puntos fuertes de la iniciativa. El primero, las alianzas entre instituciones que tienen capacidad financiera con otras más pequeñas y las universidades acreditadas y no acreditadas. “Hay un objetivo de avanzar en investigación en temas que son muy relevantes para el país y el resto del mundo. La transición energética ya está ocurriendo, que Colombia haya empezado a explorar desde hace varios años es algo muy visionario”.

La segunda razón es la promoción de alto nivel en universidades que no tenían la capacidad de hacerlo, lo que, según la economista, ayuda a la capacidad investigativa en el país para ahora y las futuras generaciones. Y, en tercer lugar, “se ha llegado a un cierto desarrollo donde muchos de sus productos se pueden comercializar y esa es una parte importante para empezar una transición de la universidad y la investigación a la comercialización con el sector privado. Estoy segura que lo pueden hacer, a lo mejor si se necesita ese apoyo del Gobierno para dar ese siguiente empujoncito. Le vamos a preguntar al Gobierno si está interesado en seguir respaldando a sus investigadores para continuar, es una conversación que me interesa tener”, enfatiza la representante del Banco Mundial.

(FIN/JRDP)

19 de abril de 2023