RED DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO RED DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO TECNOLÓGICOTECNOLÓGICO

SOBRE ENERGÍAS ALTERNATIVASSOBRE ENERGÍAS ALTERNATIVAS

Universidad Juárez Autónoma de Tabasco

Dr. Pedro García AlamillaDivisión Académica de Ciencias Agropecuarias

Objetivos

Realizar investigación básica, aplicada y desarrollo tecnológico en el campo de las energías alternativas viables en Tabasco, en cinco ejes temáticos:

Bioenergéticos, Producción de Hidrógeno y Celdas de Combustible, Energía Eólica, Energía solar y Microgeneración hidráulica.

Realizar un diagnóstico de las energías alternativas del estado de Tabasco.

Desarrollar sistemas tecnológicos para el aprovechamiento y producción de energías alternativas.

Contribuir en la implementación de un modelo educativo de posgrado de investigación en Energías Alternativas

Favorecer el trabajo a través de grupos intra- e interinstitucionales con esquemas de colaboración multi- e interdisciplinariamente

Para conseguir lo mejor de cualquier tecnología de energía alterna:

1. Almacenaje de energía y

2. La transmisión de energía.

Tres áreas de oportunidad para la energía alternativa:

Avances en materiales nanoestructurados Técnicas de caracterización ayudan a identificar

problemas de materiales en un formato que permite a la evaluación rápida de soluciones posibles

Simulación avanzada que modele para un progreso rápido en inspección de las nuevas combinaciones de materiales

La política determina que es aceptable, la ciencia muestra que puede ser posible, y la tecnología demuestra lo que, dentro de

coacciones aceptables, es practicable.

Bioenergeticos

1. Biofuerza: Conversión directa de la biomasa o transformación a líquido o gas para la generación de electricidad y calor. 2. Biocombustibles: Transformación de la biomasa en combustibles para uso en sistemas de transporte.

3. Bioproductos: Conversión de la biomasa en químicos para sustituir a los petroquímicos en la elaboración de productos.

Sólidos:

Desechos industria forestal Desechos industria del mueble y la madera

Líquidos: etanol, metanol, butanol, biodiésel

◦ Etanol o butanol:

Biomasa forestal y sus subproductos

Residuos lignocelulósicos de cosechas y de agroindustrias

◦ Biodiésel:

Aceites de oleaginosas: Palma de aceite, Coco, Jatropha, Microalgas y otras especies

Aceites reciclados

Grasa animal

Residuos lignocelulósicos

Gaseosos: biogás (metano)

Actividad ganadera, porcina y avícola:

El sector ganadero (bovino, porcino, ovino, equino), es una fuente potencial de excretas, ya que produce 57,842 toneladas al año (INEGI, 2007)

La actividad silvícola en el estado de Tabasco, se generan 46,000 m3 de residuos que son una fuente potencial de biomasa que puede ser transformada a bioenergía (CONAFOR, 2006).

Residuos agrícolas

Residuos urbanos residenciales e industriales

1,499,680 m3 de residuos al año, de este volumen el 50% corresponden a materia orgánica (INEGI 2004)

Plantas de tratamiento de aguas servidas y vertederos

Ejemplo: Caso palma de aceite

Con la tecnología de producción existente y la que se está desarrollando, es factible en un futuro cercano obtener hasta 12 t de aceite ha-1 año-1, o sea, más de 60 t de racimos de fruta fresca ha -1 (RFF ha-1), superando ampliamente el rendimiento promedio mundial de aceite de 3 t ha -1 año -1

Obtención de biodiesel a partir de aceite vegetales usando catálisis heterogénea, empleando catalizadores sólidos y utilizando como reactivo de transesterificación metanol.

El cultivo intensivo de microalgas ha sido posible en gran medida gracias al desarrollo de nuevos diseños de fotobiorreactores

“ALTERNATIVAS INMEDIATAS”

El estado de Tabasco es un estado que agroalimentario, por lo que la existencia de desechos agroindustriales derivados de esta actividad constituyen una alternativa para la producción de bioetanol “O BIEN BUTANOL”

De forma general los métodos de fermentación utilizan: 1) la obtención de una solución de azúcares fermentables

derivados de biomasa 2) la fermentación de esos azúcares en etanol, propanol,

butanol 3) la separación y purificación, generalmente por destilación.

La viabilidad de la conversión de la biomasa en etanol depende de la naturaleza de la materia prima:

• Azúcares Monoméricos o Diméricos • Celulosa y Hemicelulosa • Almidones de grano

Producción de olefinas ligeras a partir de bio-combustibles

El etanol que se obtiene actualmente en ingenios no tiene la pureza adecuada para usarse como combustible

Procesos para la purificación del etanol para obtención del etanol anhídro:

PervaporaciónDestilación azeotropicaDestilación extractiva

• Bio-Combustibles

• Bio-etanol Etileno

• Bio-propanol Propileno

• Bio-butanol Butenos

EmpleandoCatalizadores Ácidos sólidos

ZeolitasArcillas ácidas

Circonias BoratadasFosfatadasSulfatadas

• Etileno; principal compuesto químico usado a nivel mundial como precursor de polímeros y otros usos.

• Propileno: segundo lugar en el top mundial de productos químicos

• Butenos: tercer lugar del top mundial de productos químicos.

No únicamente hay que ver a la bio-masa

Como fuente de combustibles, también como

Abastecedora de productos químicos destinados a la industria petroquímica

Desarrollo de investigación para tecnología de producción de

hidrogenoLa energía solar es limpia y prácticamente inagotable. No obstante resulta desventajoso su su carácter no constante (noches, nubes) y su aparente no rentabilidad hasta el momento.

“Elemento importantísimo en el desarrollo de esta infraestructura es la forma de almacenamiento de esta energía. Para poder lograr sistemas autónomos descentralizados se necesita almacenar cantidades grandes de energía y el almacenamiento en hidrógeno se tiene como el más perspectivo por ofrecer muchas ventajas:

1)se obtiene por descomposición del agua que es abundante y asequible,

2) no influye en el medio ambiente y sólo genera de nuevo agua cuando cede la energía almacenada, es decir, es limpio y renovable,

3) es adecuado para el uso doméstico e industrial, y 4) se transporta y almacena con pocas pérdidas”

El hidrógeno producido con energía solar se presenta como una manera adecuada de almacenar, en forma de energía química, la energía procedente del sol.

Por lo que se necesita:

“Desarrollar materiales y procesos de producción de hidrógeno para su aplicación en celdas de combustibles que sirvan como energía alternativa”

A partir de:

Desarrollar materiales catalíticos para la producción de hidrógeno a partir de agua y alcoholes. Desarrollar materiales fotocatalíticos para la producción de hidrógeno a partir de agua. Sintetizar y caracterizar electrocatalizadores a base de metales nobles para la producción de hidrógeno.  

Desarrollo de investigación para tecnología de producción de energía

minihidraulica

Tres zonas atendidas por CFE, en Tabasco: Zona de la Chontalpa, Zona Villahermosa y la Zona de los Ríos La zona de los ríos aún cuando es la menos poblada, paradójicamente es la que presenta menos usuarios teniendo la riqueza hidráulica. Lo cual representa una oportunidad para la minihidraúlica en atender a estas comunidades sin servicio y aprovechar el recurso agua para beneficio de esas comunidades.

Región Cuenca% de la superficie estatal

Clave Nombre Clave Nombre

RH29 Coatzacoalcos A

R. Tonalá y Lagunas del Carmen y Machona

23.55

RH30 Grijalva-Usumacinta

A R. Usumacinta 29.79C L. de Términos 3.98D R. Grijalva-

Villahermosa 42.68

Regiones y cuencas hidrológicas en el Estado de TabascoINEGI. Continuo Nacional del Conjunto de Datos Geográficos de la Carta

Hidrológica de Aguas Superficiales, 1:250 000, serie I.

Nombre Ubicación Nombre UbicaciónMezcalapa-Grijalva

RH30D Santana RH29A

Usumacinta RH30A San Antonio RH30ATepetitán-Chilapa

RH30D Naranjeño RH29A

San Pedro RH30A Teapa RH30DSan Pedro y San Pablo

RH30A Bitzal RH30D

Puxcatán RH30D Pimiental RH30CTancochapa RH29A Salsipuedes RH30CTacotalpa-La Sierra

RH30DTonala

RH29A

Zanapa RH29A Pichucalco RH30DPejelagarto RH30A,C Chacamax RH30ASamaria RH30D Maluco RH30DCuxcuchapa RH30D Comoapa RH30DPuyacatengo RH30D El Azufre RH30DNacajuca RH30D Chico RH30A

Posibles corrientes de agua en Tabasco para proyectos de MinihidraúlicaINEGI. Continuo Nacional del Conjunto de Datos Geográficos de la Carta Hidrológica

de Aguas Superficiales, 1:250 000. serie I.INEGI. Carta Topográfica, 1:50 000 (Segunda edición).

Hay claras evidencias que el viento que circula del Golfo de México hacia la Venta y Ventosa en Oaxaca, tiene una trayectoria definida y precisa, ya que el viento atraviesa el territorio Mexicano por la costa de Veracruz y noroeste del Estado de Tabasco en la dirección Este-Oeste, atravesando el Itsmo de Tehuantepec y actuando como acelerador del fluido la sierra de Chiapas y la de Oaxaca que es aprovechada en la zona de La Venta y la Ventosa en el municipio de Juchitán, Oaxaca

Desarrollo de investigación para tecnología Eólica.

Posgrado enfocado a la investigación en energías alternativas.  Perfil de ingreso: Profesionistas de las áreas de ingeniería

química, ingeniería mecánica, ingeniería eléctrica y electrónica, físicos, químicos, etc.

 Líneas de investigación

Aquí se contemplan de 2 a 3 líneas de investigación que pueden ser cubiertas por la planta académica y pueden ser:

1-Desarrollo de energías alternativas 2-Optimización energética de procesos 3-Materiales para el aprovechamiento energético

Por su atención gracias