¿Los anticonformistas son iguales?

Una intención de la mayoría de las personas es ser diferentes y poseer características únicas, esta actitud nos lleva a que muchos seamos anticonformistas o revolucionarios. Por otro lado, la aceptación que tengamos por parte de nuestro grupo social nos conduce a comportamientos similares a los que ese grupo tiene. Así, la mayoría de nosotros presenta comportamientos conformistas o anticonformistas; es decir, siguiendo la corriente principal o en contra de la mayoría, dependiendo de condiciones y reacciones específicas que, percibimos, producirá nuestra conducta.
Las personas que tenemos más tiempo viviendo en este planeta hemos observado que los comportamientos anticonformistas parecen convertirse en estereotipos con el paso del tiempo y una forma diferente de anticonformismo surge, pero recuerda a alguna otra conducta en el pasado.
El entendimiento de estas dinámicas del comportamiento de las personas es una tarea pendiente para las ciencias. Desde mi punto de vista, los depósitos de acceso libre de artículos científicos (por ejemplo http://arxiv.org) nos brindan la oportunidad de conocer trabajos que describen nuestra realidad y la variedad de temas y objetos de estudio no dejan de sorprendernos, inclusive a los profesionales de las ciencias.
Dada mi formación como físico, en esta ocasión deseo comentar cómo la física y las matemáticas pueden aportar metodologías y conceptos para ayudar a describir y entender los procesos sociales de comportamientos conformistas o anticonformistas. En 2014 Jonathan Touboul utilizó un modelo simple de agentes para analizar lo que llamó el “Efecto hipster o cuándo los anticonformistas lucen iguales” (The hipster effect: When anticonformists all look the same [1]) y en febrero del año pasado agregó algunos resultados.
En ese estudio, Touboul analizó el papel de la conducta opositora a la mayoría y los retrasos en la dinámica emergente en una población compuesta por individuos convencionales y anticonformistas. Su análisis utilizó un modelo estadístico simple de agentes con reglas de interacción para representar el comportamiento de las personas, algunas las definió como seguidoras de las mayoría (conformistas) y a otros como contrarios a la mayoría (anticonformistas). Los agentes son entes matemáticos que se pueden representar fácilmente en sistemas computacionales y mediante programas computacionales es posible simular su conducta en computadoras. Las reglas de interacción de estos agentes consideran (i) la presencia de individuos convencionales y anticonformistas y (ii) retrasos en la transmisión de información. Así, en este simple modelo, cada agente (persona) puede estar en uno de dos estados, y puede cambiar de estado en algunas condiciones de acuerdo a su comportamiento pasado. En particular, estudió si el comportamiento anticonformista se sincronizaba, es decir, si el comportamiento anticonformista empezaba a ocurrir al mismo tiempo en los agentes y encontró oscilaciones sincronizadas inducidas por las interacciones retardadas. Encontró que cuando los hipsters son demasiado lentos para detectar las tendencias, siempre tomarán la misma decisión, y al darse cuenta de esto demasiado tarde, cambiarán, todos juntos a otro estado en el que lucen iguales.
En general, observó en todos los casos una tarea difícil para los hipsters, que es evitar la sincronización y seguir oponiéndose a la mayoría de manera consistente. Por ejemplo, si la mayoría de las personas se afeitan la barba, entonces la mayoría de los hipsters querrán dejarse crecer la barba, y si esta tendencia se propaga a la mayoría de la población presentarán el comportamiento de rasurarse, ocasionando un comportamiento sincronizado. Este comportamiento de sincronización puede deberse a la característica de considerar solamente dos opciones, pero parece ser que la diversidad solamente retrasará la sincronización. Es decir, si uno puede dejarse el pelo largo o pelo corto o raparse, esa diversidad de opciones permitiría a los hipsters ser tan diferentes como se desee; pero llegará el momento de la sincronización con alguna de las opciones. En otras palabras, las personas anticonformistas tampoco pueden existir plácidamente siendo anticonformistas en un mundo diverso.
Este estudio y los modelos simples introducidos abren así el camino a una mejor comprensión de la sincronización y las correlaciones en los modelos estadísticos que pueden ser una simplificación de sistemas complejos. Con este ejemplo se ilustra claramente, cómo los sistemas simples son invaluables para obtener información sobre sistemas más complejos y pueden proporcionar acceso a comportamientos universales que presentan modelos complejos; por ejemplo, en la sincronización de neuronas en el sistema nervioso, o aplicaciones financieras mediante las cuales los especuladores pueden obtener ganancias al tomar decisiones en oposición a la mayoría, entre otros muchos ejemplos.
Desde mi punto vista, hoy en día tenemos acceso a una diversidad de información que nos permite conocer y comprender nuestro entorno de manera diferente a como lo haríamos sin el conocimiento. También la aplicación de modelos propios de disciplinas científicas a otras disciplinas puede ofertar diversidad y complementariedad en las visiones de la realidad. Hago la invitación para consultar la información científica disponible en acceso libre para que nos conformemos opiniones con mayor conocimiento.

Este artículo fue publicado el día 29 de Enero en el periódico La Unión de Morelos.

Los costos del almacenamiento de energía van a la baja

En el ámbito internacional, las expectativas en el contexto energético son que las fuentes renovables sobrepasarán a las fósiles en los próximos años.
Como ejemplos de la afirmación anterior, podemos mencionar el caso de EEUU donde las energías solar y eólica están creciendo tan rápidamente que por primera vez en su historia, este país, obtendrá más energía renovable que del carbón para el año 2021, estos datos en concordancia con las proyecciones del Instituto de Análisis Económico y Financiero de la Energía. Esta situación se observa a pesar de la promesa del presidente Trump de salvar a la industria del carbón, que francamente va en declive. Para documentar este hecho podemos citar la quiebra de la compañía minera privada más grande del EEUU, Murray Energy, hace tres meses. Quiero enfatizar esta situación, e invitar a la reflexión sobre el hecho de que existe en México una presión para que instalemos más plantas generadoras de electricidad que usen gas natural o carbón, cuando los grandes inversionistas ya no las ven como una opción para el futuro. Así, hoy en día las compañías eléctricas estadounidenses están retirando rápidamente las viejas plantas de carbón y reemplazándolas con parques eólicos y solares. Notemos que no las están reemplazando por plantas de ciclo combinado, sino por fuentes renovables de energía. Otro ejemplo es el de Alemania que se ha comprometido en obtener un nivel de penetración de energía renovable del 80% para el año 2050. Observemos que su meta es con energías renovables que descartan la inversión en energía nuclear.
Estos ambiciosos objetivos energéticos para cambiar las acciones que nos han conducido al deterioro ambiental y a una tremenda desigualdad social requieren de una gran flexibilidad del sistema energético, en particular para la electrificación de la demanda de energía. Esta flexibilización en la demanda, como ya hemos mencionado, no es gratuita y requiere de inversión y soluciones innovadoras.
Una de las acciones que posibilitan flexibilizar la demanda es precisamente la instalación y conceptualización de sistemas de almacenamiento y así lograr una alta penetración de energía renovable.
Uno de los principales inconvenientes que hay en el sector energético es el costo “adicional” de estos sistemas de almacenamiento; sin embargo se requiere de un estudio más profundo de los costos reales de operación, la capacidad de almacenamiento y el nivel de penetración renovable en conjunto con la valoración de los costos ambientales y sociales de la implementación de estos sistemas.
Para motivar la necesidad de estos análisis de los costos de los sistemas de almacenamiento, déjenme mencionar que los precios de las baterías han pasado de los $1,100 USD por kWh en 2010 a $156 USD/kWh (en 2019) es decir han caído del orden del 87%. Con esta tendencia, la estimación de Bloomberg para el precio del almacenamiento para dentro de cuatro años (2023) es en promedio de $100 USD/kWh. Es más, este estudio prevé que para 2030 el costo de almacenamiento en baterías caerá hasta los $61 USD/kWh. Para tener una idea concreta de esa cantidad de energía, consideremos que una casa de consumo medio en nuestro país usa aproximadamente 2.5 kWh al día, así que con aproximadamente 400 USD se podría tener un sistema para almacenar la energía diaria. Estas reducciones en los precios se han podido lograr dado que las investigaciones en nuevos materiales para los cátodos, ánodos y empaquetamiento de las baterías tienden a mejorar el desempeño, la durabilidad y la sustentabilidad en general. Sí, efectivamente, hoy en día los científicos no solamente se preocupan por desarrollar materiales más eficientes o con mejores propiedades para obtener las máximas ganancias; sino que también enfocan sus estudios hacia la fabricación amigable con el ambiente y, en su caso del reciclaje de ellos en la concepción de los dispositivos finales, como las baterías.
Todos estos cambios en las formas con las que podemos suministrar la energía, y más precisamente, en la forma en la que los usuarios podemos satisfacer nuestras necesidades energéticas implica una mayor independencia y poder de decisión en las personas. Esta nueva forma de generación distribuida de energía está empezando a ser vislumbrada por las empresas o los gobiernos y las sociedades en los entornos acostumbrados a invertir con miras a producir productos con alto valor de intercambio. Nuestro sector empresarial requiere poner atención en estos tópicos para no perder competitividad en un entorno donde la forma de obtener energía está cambiando a pasos acelerados y, cada vez, es más barata obtenerla sin producir gases de efecto invernadero. Es más, nuestro sector social también tiene la oportunidad de adoptar a las fuentes de energía renovables para obtener independencia y ofrecer productos o servicios con alto valor de intercambio en lugares y situaciones donde el suministro de energía era complicado; pero ahora con cócteles de energías renovables y la creciente capacidad de almacenamiento es factible proveer de la energía necesaria para que las comunidades decidan su futuro.
En mi opinión, estamos en las vísperas de un cambio de paradigma en que la energía puede ser generada, almacenada y, por lo tanto, utilizada en sectores de la población donde no la había con calidad; pero debemos construir conocimiento para ello y no dejar que otros nos lo vendan. Deseo que en nuestro país, tomemos las medidas necesarias para, con ayuda de la selección de las energías renovables, mitiguemos el cambio climático y democraticemos el acceso a la energía limpia para construir bienestar social.


Una versión previa de este artículo fue publicada el día 15 de Enero en el periódico La Unión de Morelos.

Flexibilización de la demanda de energía: una acción que podemos implementar

En estos momentos en que la juventud está reclamando, entre otras cosas, que tomemos acciones concretas para contender con el uso de combustibles fósiles y modifiquemos la tendencia hacia un cambio climático que pudiera ser catastrófico. Es importante enfatizar las acciones que podemos implementar en nuestros entornos. La Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) ha emitido algunas recomendaciones para actuar en los entornos industrial, comercial y residencial y atender estos reclamos. Es decir, en todos los entornos en los que nos desenvolvemos (el gubernamental y de servicios tienen características similares al comercial) podemos atender estas recomendaciones y unirnos a las acciones.
Como ya mencioné anteriormente, la adecuación de nuestro sistema energético al uso masivo de las fuentes de energías renovables requiere de flexibilidad, tanto en la generación como en el uso (demanda) de la energía; y es, precisamente, en la adecuación flexible de la demanda donde los usuarios podemos incidir en forma directa y contribuir de manera firme a la transición energética. Estas acciones son independientes de las políticas gubernamentales a favor o no de las energías renovables variables (VRE); pero que los empresarios o la población en general puede implementar.
Lo primero que debemos reconocer es que la única forma de flexibilizar nuestra demanda es por medio de tecnología controlable y de innovaciones en las formas de uso de la energía.
En el sector industrial, hoy se usa parte de la demanda de combustibles fósiles para calentamiento de fluidos en diversos procesos. Para flexibilizar esta demanda de energía térmica pueden considerarse dispositivos como bombas de calor o calderas eléctricas que también podrían combinarse con almacenamiento solar-térmico para proporcionar flexibilidad adicional (por ejemplo, un sistema compuesto por una bomba de calor y calentamiento solar con almacenamiento térmico usa el posible exceso de VRE durante un período específico de tiempo o almacenar energía térmica y usarla en una etapa posterior para cubrir la demanda de calor cuando la generación de VRE sea baja o los precios de la electricidad sean altos).
En el sector comercial o de oficinas, debido a que los actuales edificios requieren sistemas de calefacción o refrigeración para mantener una temperatura ambiente confortable es necesario implementar estrategias bioclimáticas apoyadas por bombas de calor, posiblemente junto con el almacenamiento térmico y así proporcionar flexibilidad del lado de la demanda al sistema al evitar el uso de energía y en caso necesario almacenarla cuando los precios de la electricidad son bajos, para usarla en una etapa posterior. Es muy importante mencionar que en las regiones tropicales de nuestro país el desarrollo de estrategias bioclimáticas es una de las tareas más relevantes que redundarán en beneficios económicos, ambientales y sociales de mayor alcance y que no han sido consideradas en los países desarrollados, dejando la tareas innovativas para nosotros.
Otro de los aspectos que en estos momentos empiezan a ser redituables es la conversión de potencia en gas combustible. En particular, la conversión de energía solar o eólica en hidrógeno o metano para combustión es una de las estrategias para facilitar la transición energética y aumentar la flexibilidad. IRENA ha identificado al hidrógeno, producido con energía renovable, como el posible eslabón perdido de la transición energética que podría ayudar a descarbonizar profundamente los sectores industrial, comercial y residencial. Hoy en día en el mundo, la cantidad de hidrógeno producido con energía renovable es muy baja (solo el 4% de la producción de hidrógeno, principalmente como subproducto), pero se espera que aumente a 3 EJ para 2030 y a 19 EJ para 2050, lo que representa más de la mitad de la demanda de hidrógeno (29 EJ). Esta producción de hidrógeno a partir de energía renovable se logra mediante electrolizadores que son dispositivos que usan electricidad para separar los elementos que componen el agua y obtener gases de hidrógeno y oxígeno. Los electrolizadores pueden proporcionar flexibilidad a la demanda al ajustar la producción de hidrógeno para seguir los perfiles de generación de energía eólica y solar en períodos de alta disponibilidad de recursos y también pueden proporcionar servicios para equilibrar la carga en la red eléctrica.
Aunque no parezca los vehículos eléctricos (EV) pueden ayudar en la flexibilización de la demanda. En el caso de cargar con sistemas fotovoltaicos estos EV en edificios comerciales y lugares públicos, debido a que esta carga ocurriría cuando hay energía disponible, podrían ayudar a integrar una mayor cantidad de generación de energía solar fotovoltaica en el sistema, reduciendo las emisiones de dióxido de carbono y el costo total de generación de energía proporcionando flexibilidad del lado de la demanda.
Otro ejemplo ha sido el de Francia donde en las residencias se usaban calentadores de agua eléctricos y ahora se usa bombas de calor que hacen que la demanda de energía sea a horas donde el precio es menor. Una situación parecida podría darse en el sector industrial en nuestro país, donde el uso de bombas de calor acopladas a sistemas solares o eléctricos de calentamiento pudieran flexibilizar la demanda de energía y trasladarla a horas de menores costos. Las industrias que podrían verse beneficiadas por estas estrategias son la de alimentos, la turística, la papelera entre otras que requieran calentamiento de fluidos en sus procesos. Estas estrategias además de usar fuentes renovables uniformizan la demanda de energía de la red eléctrica.
Para enfatizar la necesidad de modificar nuestra demanda de energía para adecuarla a la oferta en fuentes renovables, quiero comentar que el organismo de control de electricidad en Texas (Electricity Reliability Council of Texas) tiene cerca de 20 años fomentando la flexibilización de la demanda de energía en el sector industrial. Notemos que Texas es uno de los principales proveedor de gas natural para nuestro país y en este contexto la apuesta es por la flexibilización para adoptar las VRE. Si este estado productor de combustibles fósiles está fomentando el uso de VRE es porque el futuro está en ellas y no en el uso del gas natural, por ejemplo.
De esta manera, invito al sector empresarial mexicano a visualizar la flexibilización de su demanda energética como una medida para actuar contra el cambio climático, que redundará en beneficios sociales y ambientales; pero sobre todo en beneficios económicos para ellos. Por supuesto, el sector académico esta listo para colaborar y construir las opciones innovadoras necesarias para conseguir la flexibilización de la demanda energética de los diferentes sectores empresariales en las diferentes regiones climáticas del país y en correspondencia con los aspectos culturales de las poblaciones.Todos los sectores de la población debemos solicitar se cambien las políticas energéticas con miras en el largo plazo, en lugar de mostrar la miopía y no visualizar el futuro de las generaciones por nacer con bienestar social.
Desde mi punto de vista, estas acciones de flexibilización energética contribuyen a la democratización en la generación de energía y, por lo tanto, contribuyen directamente hacia los objetivos del desarrollo sustentable, en particular al objetivo siete: energía accesible y limpia para la población, que son parte de los reclamos por la juventud.


Una versión previa de este artículo fue publicada el día 8 de Enero en el periódico la Unión de Morelos.