Desarrollan en la Facultad dispositivos en beneficio del planeta y la enseñanza académica

Concebida como la forma de aplicar teorías, conocimientos y metodologías requeridas para construir o mejorar las creaciones existentes, la ingeniería ha demostrado ser multidimensional, puesto que ha permitido solventar diversas necesidades del hombre a través de tecnologías que mejoran la calidad de vida de la sociedad.Bajo este ideal, a lo largo cuatro décadas académicos del área de ingeniería de la FES Cuautitlán, ingenieros que son y fueron parte del Laboratorio de Ingeniería Mecánica Eléctrica (LIME 1) de Termofluidos,  han creado varios dispositivos de diversa índole con el propósito de contribuir a la formación profesional de los futuros ingenieros del país, demostrando en ello algunas alternativas de generación y uso de energía.

Proyectos sobre energía solar

Con la finalidad de dar a conocer todo el trabajo que se lleva a cabo en ese laboratorio, donde el ingeniero José Antonio Sánchez Gutiérrez, egresado de la primera generación de Ingeniería Mecánica Eléctrica y uno de los responsables de esta labor, ha colaborado desde su incorporación a la planta docente, en 1979, recién fue celebrada la presentación de nueve proyectos relacionados con la transformación de la energía solar.

Aunque no se trata de la única línea de trabajo, el ingeniero Sánchez aclaró que los artefactos fueron básicamente colectores solares utilizados para diferentes fines. Diseñados, fabricados y utilizados por estos ingenieros, así como por alumnos y tesistas, este trabajo se divide en dos, según la cantidad de energía solar que es captada y aprovechada: procesos de baja temperatura y procesos de media temperatura.

Entre los primeros se ubican dispositivos para el calentamiento de agua, la deshidratación de materiales, el secado de frutas y de otros alimentos; bajo el segundo se han desarrollado diferentes sistemas bidimensionales, como el cilindro parabólico. Además, se han construido sistemas para fundir metales (aluminio), generar vapor y mover motores térmicos con energía solar.

Para construir estos artefactos, primero, son necesarios una serie de conocimientos teóricos para aprovechar la energía solar y mejorar el rendimiento de captura y proyección, por lo que los ingenieros aplican fundamentos sobre matemáticas y física. “Nosotros requerimos de óptica y de ecuaciones matemáticas para determinar las trayectorias tierra-sol”, puntualizó el ingeniero Sánchez. Gracias a esto se puede conocer, por ejemplo, la constancia solar y la transmitancia atmosférica.

Segundo, se requiere de una adecuada instrumentación para comprobar el funcionamiento de los dispositivos, como piranómetros, fotovoltaicos, termómetros de alta temperatura, infrarrojos y adquisidores de datos, instrumentos que determinan la radicación solar que llega a los colectores, su capacidad y eficiencia, entre otros.

El Motor de ciclo Stirling, que convierte la energía térmica en energía mecánica a partir de aire caliente y frío, el Concentrador de foco centrado y la Estufa solar, mediante la cual se han fundido metales, fueron algunos de los artefactos presentados durante la muestra de trabajos del Laboratorio de Termofluidos.

Proyectos de impacto: propuestas de alternativa energética

Ante el negativo impacto que la tecnología de ha causado en el medio ambiente, actualmente se llevan a cabo múltiples esfuerzos para modificar los medios de consumo de energía y la manera en que éstos son generados. Conscientes de ello, este grupo de ingenieros ha logrado contribuir con la sociedad, desde lo ambiental y lo económico, a través de la generación de estas innovaciones de la ingeniería.

Si bien cada uno de los trabajos realizados tiene una fuerte correspondencia con la práctica de la enseñanza-aprendizaje, algunos de los artefactos construidos son muestra de una evidente conciencia ética hacia la transformación de la realidad. Como ejemplo de ello, se fabricó una microcentral hidroeléctrica que transforma la energía mecánica en eléctrica a través del aprovechamiento de una caída de agua de pequeñas proporciones (de 1 a 15 metros) o la corriente de pequeños caudales (120 litros por minuto).

Otra innovación más es la bomba de calor mecánica, la cual permite reducir el consumo de energía eléctrica al remplazar el costoso gasto de los sistemas de calefacción de agua que utilizan resistencias. “Es más eficiente transportar el calor que existe del medio ambiente que transformar la energía eléctrica en energía térmica mediante resistencias”, destacó el ingeniero.

Además de ello, se propuso el uso generalizado de los colectores solares planos para calefacción de agua, lo que conllevaría una importante reducción de la producción de CO₂ generado: “Con ello reduciríamos casi del 50 % del consumo de gas por familia, lo que significa tanto un ahorro económico como al medio ambiente”, puntualizó el ingeniero Sánchez. Otro de los proyectos diseñados han sido las centrales mareomotrices, que usan del movimiento de las mareas oceánicas para la generación de energía, innovaciones que actualmente México no aprovecha.

La implementación de estos dispositivos disminuiría el uso de los llamados combustibles fósiles (responsables del calentamiento global de nuestro planeta), que son empleados en las centrales termoeléctricas. Sin embargo, como el propio ingeniero Sánchez menciona, el trabajo realizado en el Laboratorio de Termofluidos tiene una base fundamentalmente docente.

El impacto en el ámbito académico y social

Bajo la idea de contribuir a la formación profesional del ingeniero, los artefactos que se han creado hasta la fecha son empleados en el ejercicio docente para el área de ingeniería de la Facultad, pues demuestran diferentes fenómenos físicos, su aplicación tecnológica y la consecuente solución de problemas comunes de la sociedad.

“En realidad, nuestro trabajo es ser profesor. Nuestra función primordial es la docencia. Creamos máquinas para poder demostrar los fenómenos, para caracterizar y poder apoyar a los planes y programas de estudio”, comentó el ingeniero. Con este fin se apoya a las asignaturas Aprovechamiento de la energía solar, Máquinas de desplazamiento positivo, Laboratorio de Mecánica de Fluidos, entre otras más. A la fecha también se cuenta con el apoyo de un PAPIME y PAPIIT.

Gracias a todo el trabajo realizado, se ha apoyado a una unión campesina del estado de Veracruz con un biodisgestor de grandes dimensiones utilizado para una unidad porcina de mil puercos, así como al DIF de Teoloyucan con el diseño y cálculo para una selección de colectores solares planos que serían utilizados para las terapias en las que el agua interviene como un factor. En el proceso, muchos de los participantes han construido sus propios colectores solares para casa habitación, demostrando con ello otra más de las facetas y utilidades de la ingeniería.

Son muchos los ingenieros que han colaborado, algunos de ellos son los ingenieros Filiberto Leyva Piña, Benjamín Contreras Santacruz, Ricardo Delgadillo Torres, responsable actual del Laboratorio de Termofluidos, Eduardo Covarrubias Chávez, así como el ingeniero Sánchez.

Víctor M. Reyes Flores