miércoles, 27 de enero de 2016

Impresión 3D y fabricación local

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Miremos a nuestro alrededor y encontraremos una infinidad de productos manufacturados. Aunque debemos reconocer que ya muchos son “maquinofacturados”, es decir aquellos artefactos que los artesanos fabricaban a mano o que en las fábricas del siglo XIX producían los obreros, ahora se fabrican fundamentalmente por máquinas y no estrictamente son hechos a mano. Todos estos artefactos son elaborados o armados en diferentes fábricas o industrias para luego ser enviados a almacenes y ponerlos a nuestra disposición para su adquisición. Gran parte del costo que pagamos es por el almacenamiento y transporte de estos bienes de consumo. Existen hoy en día algunas empresas que arman diferentes artefactos a petición del cliente para luego enviarlos directamente al comprador. Un ejemplo de esta forma de armar artefactos son muchas de las computadoras de marca Dell. Con este último procedimiento, el fabricante se ahorra el costo de almacenar las piezas que componen el producto, el costo de almacenar el producto elaborado y la comisión de venta al mayorista. Este proceso es claramente una mejora en cuanto a costo para el consumidor y, quizás una mayor ganancia para el fabricante; pero todavía se tiene que armar el artefacto en una fábrica y enviar el producto desde la planta armadora al consumidor. El transporte es algo que disminuye la sustentabilidad.
Hace varios cientos de años, la mayoría de las personas elaboraban sus propios artefactos: el cazador elaboraba sus flechas, la cocinera fabricaba sus ollas, por citar unos ejemplos. Fue hasta la división del trabajo que empezaron a existir los especialistas en fabricar artefactos o producir alimentos para el trueque o la venta y en la actualidad la industria produce la mayoría de nuestros utensilios, artefactos, ropas y demás cosas.
Así compramos utensilios que fueron fabricados en el extremo opuesto de nuestro planeta, y con ello pagamos, algunas veces, más por su transporte que el costo mismo del producto. ¿Habría alguna forma de producir los utensilios en el lugar de su consumo? Algo como lo que he mencionado varias veces de producir la energía en el lugar donde se requiere y así evitar el costo del transporte.
Una pareja de estudiantes de física me llamaron la atención sobre un hecho que tenemos casi a nuestro alcance y que podría ser la respuesta afirmativa a esta pregunta cuando me mencionaron que las impresoras 3D podrían contribuir a la sustentabilidad. Una impresora 3D es una máquina capaz de realizar "impresiones" de diseños en 3D, es decir, crea piezas, artefactos o maquetas volumétricas a partir de un diseño hecho en una computadora. Una impresora 3D puede hacer cucharas u ollas o agujas o anillos y otras muchas cosas más.
Efectivamente, las impresoras 3D pueden reconfigurar el actual modo de producción.
La impresión 3D puede ser a la fabricación lo que la Internet hizo a la información. Hoy en día la información está disponible en nuestras casas o en nuestros lugares de trabajo gracias a la Internet, esto no era así hace 50 años. Las impresoras 3D podrían “imprimir” artefactos de cocina o piezas de automóviles o teléfonos celulares en nuestras casas. Lo que necesitaríamos comprar son “las tintas” o materiales que pudieran componer el producto y quizá lo más importante compraríamos los diseños de los diferentes artefactos. Por supuesto es importante avanzar en la reglamentación de estas posibilidades. Los actuales esquemas de diseño propietario de los artefactos protegidos por patentes contrastan con los diseños abiertos. De hecho ya existen códigos abiertos para una tecnología apropiada (open source for appropriate technology, OSAT) que pretende usar diseños del dominio público para facilitar la fabricación de diversos utensilios en una forma económica en diferentes comunidades. En estos momentos los esfuerzos se dirigen a desarrollar metodologías que cuantifiquen las propiedades de los objetos “impresos” (fabricados) para poder ofrecer la completa satisfacción de las personas.
Debemos enfatizar que la impresión 3D es un proceso de fabricación por capas donde cada capa del producto es seccionada y depositada mediante una secuencia bien establecida de acuerdo con un diseño que se ha codificado (programado) para que una máquina lo ejecute. Así un artefacto se realiza por el depósito de diferentes materiales capa por capa hasta conluirlo. Este proceso idealmente no requiere el uso de accesorios, herramientas de corte, refrigerantes, ni otros recursos auxiliares. Permite la optimización del diseño y de la producción de piezas personalizadas bajo demanda o solicitud. Así sus ventajas sobre la fabricación convencional han cautivado la imaginación de muchos y está proponiendo “otra revolución industrial” en cuanto al modo de producción. Claramente esto abre nuevas posibilidades para un desarrollo sustentable.
Evidentemente, no se requeriría una impresora 3D en cada casa, podría haber una en la tienda del barrio o en la cooperativa del conjunto habitacional o en el edificio de oficinas, en fin estaríamos ante un nuevo (antiguo) paradigma “la fabriación local”. Los diseños de artefactos de códigos cerrados (propietarios, patentados) podrían comprarse y fabricarse; pero los diseños con códigos abiertos podrían modificarse y, así, producir artefactos o utensilios con mejoras para el uso específico que se les daría. Por supuesto, después de 20 años los diseños patentados pasarían al dominio público. Evidentemente, también podría propiciarse un consumismo ampliado; pero, aun en este caso los costos asociados al transporte disminuirían drásticamente.
En mi opinión, es posible un futuro diferente, algo podemos vislumbrar, hay que tener los ojos abiertos y una actitud basada en nuestro conocimiento para orientar los cambios hacia un futuro sustentable.

Una versión previa de este artículo fue publicada el día 27 de Enero

miércoles, 20 de enero de 2016

Una vez más indignación e impotencia

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Este año ha iniciado con muchas noticias mexicanas que en el ámbito internacional han merecido la atención. Desde el artero asesinato de Gisela Mota, alcaldeza de Temixco, la recaptura del Chapo y, otras menos impactantes en nuestro entorno local, pero igualmente importantes en el contexto mundial, como la sexta reunión de la asamblea de la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA, por sus siglas en inglés).
Todo esto es una muestra de la vorágine de información que requiere de un procesamiento detallado para su entendimiento. La mayoría de los hechos pudieran parecer inconexos, asilados; pero todos ellos tienen causas y efectos que se interrelacionan.
La inseguridad en Temixco, es algo que vivimos cotidianamente en el Instituto de Energías Renovables de la UNAM (IER-UNAM), y parece tener su origen en la lucha que narcotraficantes y delincuentes organizados tienen por el dominio en regiones del país. Este hecho se liga entonces con la recaptura del Chapo que es uno de los líderes de estos grupos que se dedican a actividades ilícitas. Estos grupos, fundamentalmente involucran jóvenes que no vislumbran posibilidades de desarrollo en el entorno actual, ya que la sociedad en la que estamos viviendo no les ofrece alternativas dignas para las expectativas que les genera. Una de las causas de esta situación se puede asociar con la explotación desmedida y el desarrollo desigual que se origina en un modelo que propicia el agotamiento de los recursos naturales y la explotación de las personas anteponiendo las ganancias económicas de unos cuantos al beneficio social. En este tipo de desarrollo, la energía que hemos obtenido de los hidrocarburos ha jugado un papel muy importante. La alta densidad energética y disponibilidad de los hidrocarburos nos ha hecho deslumbrarnos con las posibilidades de una fuente de energía inagotable, cuando verdaderamente son limitados y provocan un cambio en el entorno totalmente antropogénico y que genera un cambio que atenta con la vida tal y como la conocemos. La generación de riqueza que han propiciado los procesos económicos actuales, basados en los hidrocarburos, no ha sido equitativa y menos ha dado como resultado el bienestar social para la población mundial. Hoy en día es necesario que utilicemos las energías renovables para poder satisfacer la demanda energética para preservar la forma de vida actual y para propiciar el bienestar social en todas las regiones del planeta. Por esta razón, la reunión organizada por IRENA es de fundamental importancia.
En este entorno, es importante mencionar que en el IER-UNAM tuvimos pláticas con Gisela Mota para iniciar estrategias de uso de energías renovables, así como fomentar la apropiación de tecnologías renovables en diferentes regiones del municipio de Temixco. Habíamos definido que la implantación de energía solar en los pozos de agua y de iluminación eficiente y con renovables eran estrategias totalmente factibles. Un proyecto para generar información útil en lengua náhuatl para los jóvenes de regiones marginadas del municipio fue otro de los acuerdos a impulsar.
Esto último ha sido propuesto varias veces por miembros de la Academia de Ciencias de Morelos que están listos para colaborar con el entorno cercano.
Como vemos este texto ha pasado de una noticia a otra en una forma sencilla, como si platicáramos en una reunión, abordando diversos temas, pero todos conectados y que forman parte de nuestra compleja realidad tanto local como planetaria.
Este texto es una muestra de lo que han sido seis años de colaboración de los científicos o tecnólogos morelenses y el periódico la Unión de Morelos al establecer un espacio para la manifestación libre de las reflexiones de esta comunidad sobre la problemática local o mundial con un enfoque diferente al que se presenta normalmente en las columnas de opinión en los periódicos locales. La diversa narrativa y abundante colección de tópicos y opiniones de más de 60 científicos o tecnólogos ha quedado plasmada en Internet y puede ser consultada en http://sites.google.com/site/semueveunion/. Los textos proponen soluciones o planteamientos con argumentos diversos que tienen como común denominador: la intención de contribuir a resolver una problemática social que compartimos y padecemos.
Hoy, con respecto al uso de las energías renovables solamente puedo reiterar que es urgente la transición hacia ellas y que desde todos los sectores de la sociedad debemos propiciar su utilización y observar actitudes de ahorro y uso eficiente de energía. En cuanto al entorno nacional mi convencimiento que el castigo ejemplar para los hechos evidentes de corrupción es una de las acciones que debemos promover. El artero asesinato de Gisela Mota es una agresión clara a la sociedad que me indigna y me muestra la impotencia que nos agobia. Las palabras sobran, los lamentos no satisfacen, estos hechos solo me dejan la posibilidad manifiesta de compartir el duelo de su familia y reiterar que continuaremos trabajando para conseguir un Temixco con bienestar social.
Una versión precia de este artículo fue publicado el día 20 de Enero

miércoles, 6 de enero de 2016

Es posible un sector productivo de vehículos eléctricos en México.

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México es actualmente uno de los más importantes fabricantes de automóviles en el mundo. En el año 2013 se ubicó como el cuarto país exportador de vehículos en el mundo, de acuerdo con la revista Forbes. Ya para octubre del 2015 se apuntaba hacia el segundo lugar, de acuerdo con el reporte de Mexico Export. En cuanto a la producción de automóviles México ocupaba el octavo lugar en el mundo en 2013 y continua en ascenso. Con una participación importante del sector automotriz en el PIB es claro que, como país, debemos apuntar a consolidarnos en el futuro como un exportador de bienes de valor agregado como los automóviles. En este sentido, de acuerdo con la tendencia actual para promover la sustitución de vehículos impulsados con motor de combustión interna por otros con motor eléctrico, insisto: debemos promover la innovación en este sector. El impulso para convertirnos en un país que provea de la tecnología para los diferentes componentes de los autos eléctricos nos daría una clara ventaja en el largo plazo y aumentaría las posibilidades de contar con fuentes de empleo de calidad por algo más de una generación. A diferencia, los motores de combustión interna pueden ofrecer con certeza este desarrollo por el tiempo comprendido en una generación y no más.
Es importante insistir, hay ventajas claras para promover el uso del transporte eléctrico en todas sus vertientes y a pesar de algunos opositores se ha demostrado que los vehículos eléctricos contribuyen sustancialmente más en combatir la emisión de gases de efecto invernadero que los autos de gasolina más eficientes(Los Angeles Times). Así, contar con la capacidad industrial para proveer de vehículos eléctricos puede ser un nicho de oportunidad en el largo plazo. Reitero, tener un sector industrial con esquemas innovadores para vehículos eléctricos: individuales (bicicletas o motocicletas), familiares ( automóviles) o masivos (autobuses, metrobuses o trolebuses) es claramente una oportunidad a nivel global.
El día de hoy propongo una posible ruta para tener una industria innovadora en el ámbito de la movilidad eléctrica.
En otras partes del mundo una decisión gubernamental puede catapultar un sector industrial con medidas que demanden productos específicos. Déjenme explicar con detalle.
En nuestro país contamos con cerca de 90 pueblos mágicos, en varios de ellos se ha desarrollado un sistema de movilidad basado en motocicletas modificadas para movilizar a dos o tres pasajeros. Estas regiones podrían ser impulsadas con la promoción del uso de motocicletas eléctricas para sustituir a las de combustión interna. Son evidentes algunas de las ventajas: las motocicletas eléctricas son menos ruidosas, no arrojan gases de la combustión a los pasajeros o a las personas o vehículos que están en la parte posterior, no contribuyen a incrementar la temperatura de la isla de calor en las ciudades. Los Pueblos Mágicos atraerán más personas y será un atractivo más el disfrutar de un paseo en un sistema eléctrico.
De acuerdo con el INEGI en Morelos en los últimos cinco años se ha incrementado en más del doble el número de motocicletas registradas (de 15,998 en 2010 a 39,588 en 2014). Algo similar se puede decir en el ámbito nacional (de 1,154,145 en 2010 a 2,270,458 en 2014). El número total de motocicletas registradas es del orden del 10% de los automóviles en ambos entornos, el mercado es amplio.


En el año 2014 los estudios de mercado de las motocicletas en México apuntaban hacia una oportunidad para las motos de combustión interna de acuerdo con estudios reportados por el Financiero o Alto Nivel. Estas oportunidades de negocio pueden ser convertidas en realidad y con un valor agregado adicional al promover el uso de estos vehículos eléctricos en poblaciones pequeñas. Es más, en otras ciudades o poblaciones el uso de motocicletas modificadas se ha incrementado, por ejemplo en la región de Xoxocotla, Morelos o de Peña de Bernal, Querétaro por dar dos ejemplos. De esta manera no solo los Pueblos Mágicos pueden ser beneficiados, sino muchos otras regiones.


Para conseguir el desarrollo de la industria de los vehículos eléctricos se podría demandar primeramente el involucramiento de las instituciones de investigación y desarrollo tecnológico de las regiones, para que en colaboración con las empresas desarrollen las diferentes partes que se requieren para tener vehículos eléctricos más eficientes y que reúnan las expectativas de los usuarios. Los retos tecnológicos pueden ser menores en los vehículos como las motocicletas o las motocicletas modificadas para transporte local de pasajeros que para automóviles, pero la experiencia adquirida podría posteriormente aplicarse a los vehículos familiares, para en el futuro dar el brinco al transporte masivo. Esta propuesta puede ser implantada en diferentes regiones del país. Morelos tiene cierta ventaja para iniciar este camino e impulsar una industria basada en el sector automotriz que tiene y en sus centros de investigación con experiencia en energías renovables y de investigaciones eléctricas donde ha mostrado tener liderazgo en el país.
El sector científico y tecnológico está listo para colaborar, ahora falta la visión comercial e industrial del sector empresarial y la visión de largo plazo del sector gubernamental para propiciar encuentros que generen sinergias y productos de alto valor agregado en el desarrollo de un mercado de vehículos eléctricos amigables con el ambiente.

Una versión previa de este artículo fue publicada el día 6 de Enero en el periódico La Unión de Morelos