Los plásticos nos inundan

En las últimas semanas he estado leyendo artículos, escuchando pódcast y viendo videos que nos alertan sobre el hecho de que los plásticos, en forma de micro o nanoplásticos, están en todos lados y particularmente en nuestros cuerpos. Los microplásticos o nanoplásticos son diminutas partículas, pedazos muy pequeños de los diferentes artículos, dispositivos o utensilios que usamos de este material. Por el uso de estos artículos sabemos que los plásticos son muy duraderos, pero también sabemos que se rallan o se fracturan. Estas ralladuras o fracturas originan que haya partículas muy pequeñas que pueden ser transportadas por el ambiente, suelos, agua y aire, y posteriormente almacenadas en muy diversos lugares. Inclusive estos micro o nanoplásticos se almacenan en tejidos vegetales o animales y, por supuesto, en los órganos o tejidos en nuestros cuerpos. Todavía no hay certeza sobre lo que estas diminutas partículas puedan hacer en nuestros órganos o tejidos. Sin embargo, considero importante podamos controlar las emisiones de estas partículas. Cuando digo controlar implica que podamos evitarlas, retirarlas o aumentarlas dependiendo de lo que veamos sean sus efectos en nuestros entornos ambientales o en nuestros cuerpos.

Imagen generada con inteligencia artificial mediante la frase "A whimsically futuristic home composed entirely of meticulously crafted plastic, reminiscent of the vibrant world depicted in "The Lorax." The people appear in the middle of this plastic forms. This stunning image, perhaps a digitally rendered painting, captures the essence of a utopian home made entirely of plastic materials. The imaginative structures stand out against a backdrop of lush plastic greenery, creating a visually captivating scene that speaks to the power artificial environment." en leonardo.ai

Por esta razón, me llamó la atención un artículo titulado “100 años del plástico – usando el pasado para guiar el futuro”. Este estudio analiza los flujos globales de plástico desde 1950 hasta 2020, y proyecta escenarios hasta 2050. Para realizar este estudio utilizó un método de análisis de flujo de materiales (AFM). Dividió el mundo en cuatro regiones: China, Norteamérica, UE30 y resto del mundo. Es importante mencionar que México fue incluido en Norteamérica. El AFM es una herramienta que permite rastrear el flujo de materiales a través de un sistema, desde su producción hasta su eliminación. En el caso de los plásticos, el AFM se utiliza para seguir el flujo de resina plástica, fibras y aditivos a lo largo de su ciclo de vida, desde la conversión y el uso hasta la generación de residuos y la gestión al final de su vida útil. El estudio fue aplicado en forma global a las regiones, aunque este tipo de análisis se puede aplicar a un país o sus regiones. 

Dentro de los resultados en la parte histórica se encontró que la producción de plástico virgen en el mundo ha experimentado un crecimiento asombroso desde 1950, pasando de 2 millones de toneladas a 473 millones de toneladas en 2020. Este crecimiento, impulsado por su bajo costo y versatilidad, ha superado por mucho el crecimiento de la población mundial, resultando en un aumento del consumo per cápita de 1 kg a 60 kg entre 1950 y 2020. Cada persona en el mundo en promedio usa 60 kg al año de plásticos. Por supuesto, este dato promedio implica que hay personas que usan muchísimo más plástico que otras y la desigualdad es grande.

Quienes hemos vivido la última parte del siglo pasado y la primera de este sabemos que la gestión formal de residuos, mediante el reciclaje y la incineración, es un fenómeno relativamente reciente. De acuerdo con este estudio, en los últimos 20 años, China ha experimentado un aumento significativo en sus tasas de reciclaje e incineración, reduciendo la mala gestión de residuos plásticos a un 2 % estimado en 2020. América del Norte y Europa han mejorado sus tasas de gestión de residuos, pero el vertido en tiraderos o depósitos confinados sigue siendo la práctica dominante. La gestión de residuos plásticos en el resto del mundo sigue siendo un desafío, con una alta tasa de residuos mal gestionados (44 % en 2020).

En particular, la región norteamericana ha sido históricamente un importante productor de plástico virgen. Si bien su participación en la producción mundial ha disminuido en las últimas décadas, pasando del 26 % en 1990 al 16 % en 2020, la producción anual se ha mantenido relativamente estable entre 63 y 78 Mt durante los últimos 15 años. El consumo per cápita de plástico en esta región sigue siendo uno de los más altos del mundo, alcanzando los 178 kg en 2020. Este valor es superior al promedio mundial (60 kg) e incluso al de Europa (140 kg), es decir, casi tres veces el promedio mundial. La categoría de “hogar/ocio/deportes” representa una parte significativa del consumo de plástico en América del Norte, es decir, los usos individuales. También se encontró que las tasas de reciclaje de plástico en esta parte de América son bajas en comparación con otras regiones de ingresos similares. En 2020, la tasa de reciclaje era solo del 9 %, muy por debajo del 26 % de la UE30 y de la estimada en China de un 41 %. Uno de los pronósticos para México es que aunque ha mejorado la gestión de los residuos plásticos si las estrategias no cambian se tendrá la tasa de reciclaje más baja de las cuatro regiones analizadas en 2050, con solo el 11 %.

Resalto estos pronósticos ya que considero esencial realizar este tipo de análisis para las diferentes regiones del país y proporcionar datos históricos fiables que sustenten las políticas nacionales y locales sobre plásticos y podamos gestionar los usos, reciclados y disposición de los plásticos. 

Claramente, tenemos la necesidad urgente de reducir la mala gestión de los residuos plásticos y controlar la incorporación de estos materiales creados por la humanidad y su inclusión en el ambiente y en todos los organismos vivos. Evitemos que los plásticos nos inunden hasta en nuestras entrañas.

Este artículo fue publicado el día 27 de noviembre en el periódico la Unión de Morelos

Democracia o autocracia electoral

Quienes vivimos en el siglo pasado fuimos testigos de la llamada dictadura perfecta y que en su esencia fue llevada al cine. Durante el último tercio del siglo XX, colaboramos para crear instituciones autónomas que pretendieron evitar que cayéramos nuevamente en esa forma de gobierno autocrático, donde había elecciones controladas por un partido hegemónico. Por supuesto, que me he preguntado muchas veces qué condiciones, situaciones, problemas o entornos pueden conducir a la democracia a partir de una dictadura y, adicionalmente, el camino inverso, cómo podemos pasar de una democracia a una autocracia por medio de elecciones.

Estas situaciones de cambio mediante elecciones a regímenes democráticos a gobiernos autocráticos las estamos viendo en todo el mundo y están llamando la atención a la comunidad científica en áreas de política y sociología. 

Sin embargo, esta semana salió publicado un artículo que aborda esta pregunta y analiza cómo y por qué algunos países se vuelven democráticos y otros no, o por qué algunos países siguen siendo democráticos y otros "retroceden" hacia la autocracia. Comparto esta noción de que cambiar a la autocracia es un retroceso. Es importante que aclare que este artículo usa herramientas de la física estadística para este análisis, y eso es uno de los aspectos que más me llamó la atención. 

Imagen generada con inteligencia artificial mediante la frase: "A mural paint in Diego Rivera's style illustrating from left to right a smooth transition between a democratic regime to an autocratic regime. On the left hand side of the mural happy attitudes of the people and rigid social structure on the right side of the mural. " en leonardo.ai

A finales del siglo pasado y principios de este observé con agrado y con entusiasmo el nacimiento del campo de la sociofísica que utiliza herramientas de la física, principalmente de la física estadística para estudiar simplificaciones del comportamiento de las sociedades; pero que describen e incluso predicen la dinámica en estos comportamientos. Lo que me llamó la atención fue un trabajo de Katarzyna Sznajd sobre la evolución de la opinión en comunidades cerradas y me introdujo al tema y a periódicamente revisar esa literatura. Este trabajo utilizó un modelo de espín de Ising para describir un mecanismo de toma de decisiones en una comunidad cerrada, el mismo modelo que dio origen a las redes neuronales. Es decir, utilizaba el concepto de espín para arriba y para abajo para simular al proceso de votación en un parlamento. Este sencillo modelo mostró que si la comunidad era cerrada solamente podría haber la solución de una dictadura de la mayoría o a una situación de indefinición o de estancamiento en las votaciones. No me voy a detener a explicar ese trabajo, pero si a comentar que otros físicos también abordaron por muchos años algunos problemas sociales, entre ellos S. Galam, S. Fortunato, D. Stauffer y muchas otras celebridades de la física estadística.

Sin embargo, en este momento quiero llamar la atención sobre el trabajo que utiliza los datos del proyecto Variedades de la Democracia (V-Dem), que es una iniciativa de investigación a gran escala que busca proporcionar una comprensión más profunda y matizada de la democracia en todo el mundo. Se destaca por su enfoque multidimensional de la democracia, reconociendo que no existe una única forma de ser democrático y que los regímenes políticos pueden exhibir una amplia gama de características democráticas y autoritarias. V-Dem ha desarrollado una base de datos excepcionalmente detallada que abarca más de 200 unidades políticas desde 1789 hasta la actualidad. Convendría revisar con detalle la información que se relaciona con los países de América Latina y en especial con México.

Debo enfatizar la importancia del estudio que utiliza un mapeo espectral difusivo a los datos de V-Dem de 1900 a 2021 y que identifica una variedad no lineal de baja dimensión en la que se pueden mapear y observar la evolución de todos los regímenes electorales analizados. En matemáticas, una variedad es un objeto geométrico que generaliza la noción intuitiva que tenemos de curva (una dimensión) o superficie (en 2 dimensiones) o cuerpo (en 3 dimensiones) a un espacio multidimensional, el caracter no lineal de la variedad augura que puede haber múltiples soluciones o soluciones complejas, pero seguramente podemos vislumbrar ideas importantes en su análisis. 

Una vez que se define la variedad mediante el conjunto de variables a representar se pueden calcular sus correlaciones y dinámicas. El artículo solamente analizó un subconjunto de 25 variables del V-Dem y con ello pudo definir la variedad donde todos los regímenes pudieran ser representados a un punto, podemos imaginar un objeto geométrico en 25 dimensiones, este objeto matemático multidimensional es la variedad de la democracia y dentro de él podemos colar un punto que define cada regímen. Dentro de las variables que definen a la variedad de la democracia se incluyen indicadores de calidad electoral, sufragio, libertad de asociación, libertad de expresión entre otros indicadores. Es importante decir que al hablar de regímenes electorales esta variedad engloba tanto los democráticos como los autocráticos en un solo espacio. Una vez que se puede colocar en esta variedad cada elección en un regimen podemos imaginar un mapa en 25 dimensiones con muchos puntos y se puede analizar la evolución de de esos regímenes en el tiempo y ver cómo cambian las diferentes variables. La técnica que usualmente encontramos en la física estadística para analizar la evolución en un mapa o en una variedad es la ecuación de difusión. En este trabajo, con esta ecuación, pudieron determinar la escala de tiempo en la que los países cambian su grado de calidad electoral, libertad de asociación y libertad de expresión según su posición y movimiento en la variedad. Al cuantificar los coeficientes de la ecuación de difusión para cada país y a lo largo del tiempo, encontraron que las democracias se comportan como partículas subdifusivas (es decir, de propagación lenta), no se mueven mucho en las variables en el tiempo. En cambio, las autocracias al borde del colapso se comportan como partículas superdifusivas (es decir, de propagación rápida) y navegan por la variedad. Entre sus hallazgos podemos mencionar que los regímenes intermedios presentan dinámicas de difusión distintas de las autocracias y las democracias, y una mayor inestabilidad en general. Además, determinaron que la posición de un país en la variedad y su dinámica están vinculadas a su propensión al conflicto civil. Estos resultados pueden parecer muy teóricos, pero ahora es importante que la comunidad de las ciencias sociales analice estas herramientas y al explorarlas seguramente encontrará nociones nuevas y originales sobre el comportamiento social.

Comparto con las autoras y los autores del trabajo que sus resultados proporcionan una base cuantitativa para desarrollar teorías sobre lo que cambia durante la democratización y el retroceso democrático, así como un nuevo marco para la transformación del régimen y la evaluación del riesgo de conflicto. Considero de valía el que se revise este tipo de trabajos para vislumbrar lo que está pasando en el mundo con las decisiones tomadas por elecciones en las diversas regiones y reconocer las dinámicas que muestran esas decisiones.

Una versión previa de este artículo fue publicada el día 20 de noviembre en el periódico la Unión de Morelos.

Sobre la Estrategia Nacional del Sector Eléctrico

La semana pasada hubo noticias importantes que nos afectan en nuestro día a día, aunque no lo veamos tan directamente. Sin embargo, no voy a hablar de la elección de Donald Trump, de eso ya comenté en noviembre de 2016. Hoy quiero hacer algunos comentarios sobre la Estrategia Nacional de Sector Eléctrico que presentó la Dra. Claudia Sheimbaum el 6 de noviembre pasado.

Esta estrategia, que algunos medios mal llamaron estrategia energética, presenta los 4 ejes rectores que buscan fortalecer el sector eléctrico mexicano. 1) Fortalecer la planeación del sector eléctrico nacional, 2) Promover la justicia energética, 3) Garantizar un sistema eléctrico robusto, confiable y seguro y 4) Establecer las reglas claras para la inversión privada.

Coincido con algunos puntos y de ello hemos escrito en esta columna de opinión. 

En cuanto al primer eje, se describe que “El estado recupera la rectoría de la política energética, garantiza la soberanía energética y asegura el abasto de electricidad a las empresas al tiempo que promueve el desarrollo equitativo, inclusivo e integral para todas y todos.” El fortalecimiento de la planeación no implica que lo que se describe. Estos son deseos ideológicos los primeros y obligaciones del gobierno los segundos. Lamento que NO se describan las estrategias para verdaderamente fortalecer la planeación del sector. Por ejemplo, la semana pasada, comenté un artículo que analizaba las estrategias para el abandono de los combustibles fósiles, no solo del sector eléctrico, sino también en el sector industrial. Este estudio enfatizaba el acoplamiento entre estos dos sectores de la economía en el uso de energía renovable hacia su trayectoria sustentable. La implementación de análisis del tipo descrito la semana pasada es un ejemplo de las verdaderas acciones para fortalecer la planeación del sector eléctrico. Por supuesto que no es la única acción, pero la descripción de ellas permitiría observar que ya se ha pensado en el asunto.

Imagen generada con inteligencia artificial mediante la frase: "A bustling Mexican city radiates under the sun, adorned with sleek solar panels and elegant wind turbines. The scene is captured in a stunning photograph, showcasing the harmonious blend of modern technology and traditional architecture. Each detail is vivid and crisp, from the vibrant colors of the buildings to the gleaming surfaces of the renewable energy sources. The image is a masterpiece, inviting viewers to marvel at the innovative and sustainable cityscape before them. In the horizon, a volcano appears with a snow crown." en leonardo.ai

El segundo eje se limita a “... mantener los precios de las tarifas y llevar la electricidad a los hogares que hoy no cuentan con ella”. La justicia energética no es solamente mantener los precios, sino que es imperioso asegurar que las personas cuenten con el acceso a energía de calidad para satisfacer sus necesidades para iniciar el camino hacia la justicia energética. Es más, la energía debe ser no contaminante y de acuerdo con sus necesidades, capacidades y adecuada al entorno sociológico y ambiental de cada región. Adicionalmente, debe conducirse bajo una gobernanza incluyente donde las soluciones y acciones involucren a las comunidades. Sin estos atributos no podemos hablar de justicia energética.

El tercer eje se refiere a que “la CFE implementa un Plan de Confiabilidad para asegurar integralmente la operación confiable, segura y continua del Sistema Eléctrico Nacional. Se prevén inversiones a 2030 por 23,400 millones de dólares.” Ojalá, esta inversión apuntale tanto la generación descentralizada y distribuida de electricidad con fuentes renovables como la transmisión y distribución inteligente de la electricidad. Coincido plenamente en que la transmisión y distribución debe ser una tarea exclusiva del Estado Mexicano para asegurar que la energía eléctrica de calidad llegue suficientemente a cada persona. No basta con decir que el 54 % de la electricidad la generará CFE, es necesario que toda esa electricidad sea generada de manera que beneficie a las diversas comunidades del país. Debemos recordar que en el sexenio pasado se adquirieron las plantas termoeléctricas que pertenecían a Iberdrola brindándole efectivo a esta compañía para transitar su inversión hacia fuentes renovables y obligando a la CFE a usar esa energía no renovable. Este tipo de inversiones no consolidan a la CFE, sino que la encasillan en el pasado.

Finalmente, en el eje cuatro, al enfatizar que “La participación de empresas privadas en el sector contará con reglas claras y se mantendrá la participación privada con un porcentaje de 46 % en la generación eléctrica”, reconoce que es necesaria la inversión privada en la generación de electricidad y que las reglas no serán modificadas, como sí se hizo en el sexenio pasado. Insisto, aferrarse a un porcentaje de generación por parte de la CFE evita la flexibilidad que debe tener un sistema eléctrico inteligente basado en generación descentralizada y distribuida que se amolde a las diversas necesidades de las diferentes comunidades sociales y ambientales que tenemos en el país.

Me hubiera gustado más leer una estrategia nacional verdaderamente de izquierda social que definiera claramente los indicadores de evaluación de las acciones que se pretende implementar y que conduzcan hacia la transición hacia una energía sustentable que satisfaga las diversas necesidades de las poblaciones en México.

Este artículo fue publicado el día 13 de noviembre en el periódico la Unión de Morelos

Hacia la descarbonización

A finales del mes de octubre, me llamó la atención un estudio que apunta hacia la descarbonización. Este estudio analiza el proceso en Europa y examina el impacto mutuo de la descarbonización de la industria y del sistema energético en Europa. Lo interesante del artículo radica en que explora simultáneamente los impactos de la descarbonización en la industria y en el sector energético.

En los estudios recientes, en México, no se abordan estos dos problemas simultáneamente, pero nos podemos preguntar ¿por qué debemos analizarlos de esta manera? 

Estos enlaces son verdaderamente inherentes. La industria, especialmente la industria pesada, tiene una alta demanda de energía y genera emisiones significativas, principalmente por los procesos que dependen en gran medida de los combustibles fósiles y al hablar de descarbonización estamos hablando de electrificación o de sustitución de los combustibles fósiles por hidrógeno, en alguna de sus formas. Por otro lado, la producción de electricidad descarbonizada facilita la descarbonización de la industria, así como de otros sectores como el residencial, el terciario y el transporte. El uso directo o indirecto de electricidad baja en carbono es crucial para la descarbonización del transporte y la industria. Sin embargo, hoy en día no es posible generar la electricidad suficiente para estos procesos. Así que la descarbonización de la industria y del sector energético requieren avances tecnológicos que conduzcan a la adopción de fuentes de energía bajas en carbono. El estudio utiliza dos modelos: IND-OPT, que optimiza las inversiones industriales, y POMMES, que simula la planificación y operación del sistema energético. 

El IND-OPT es un modelo de optimización lineal de la inversión industrial de abajo hacia arriba que se utiliza para modelar la descarbonización de sectores industriales. Este modelo optimiza la trayectoria de inversión y despliegue de tecnología para minimizar los costos. En particular se trabaja con datos de los sectores industriales del acero, químico, cemento y vidrio de seis países europeos: Francia, Alemania, Reino Unido, Italia, España y Bélgica. En cambio, el POMMES (Modelo de Planificación y Operación para Sistemas Multienergéticos) es un modelo diseñado específicamente para la modelización multihorizonte de sistemas energéticos con el objetivo principal de minimizar los costos. A diferencia del proceso IND-OPT que modela con pasos anuales el POMMES optimiza el sistema de energía con base horaria. Los horizontes finales son al 2050, pero con pasos anuales. El acoplamiento entre IND-OPT y POMMES se logra mediante un proceso iterativo que busca la convergencia de los datos de consumo y precios de la electricidad entre ambos modelos. Primero se optimiza la inversión en el sector industrial para definir su consumo de energía y con ello calcular la demanda de electricidad e hidrógeno. Posteriormete se usa el POMMES para planear y optimizar la operación del sistema eléctrico. Con estos datos se calculan los precios de la electricidad y del hidrógeno para iniciar nuevamente la optimización de la inversión en la industria. Este proceso permite una evaluación integral del impacto de la descarbonización industrial en el sistema energético, considerando las interacciones bidireccionales y complejas entre ambos sectores.

Como era de esperarse, los resultados muestran que la descarbonización industrial aumenta significativamente la demanda de electricidad e hidrógeno, lo que genera precios más altos y disparidades regionales. Los resultados son diferentes dependiendo de la disponibilidad de fuentes renovables y de las características de las industrias pesas en cada país. Los escenarios donde los impuestos al carbón son bajos alargan el uso de los combustibles fósiles. Este estudio muestra que la introducción de una cadena de hidrógeno ayuda a reducir las disparidades en los precios. 

Las políticas enfocadas en promover las tecnologías renovables, las redes de hidrógeno y la disponibilidad de energía renovable, tienen un impacto considerable en los costos y la composición del sistema energético. El estudio destaca la necesidad de una planificación integrada para lograr los objetivos de descarbonización.

Imagen creada con inteligencia artificial mediante la frase "A bustling Mexican city radiates under the sun, adorned with sleek solar panels and elegant wind turbines. The scene is captured in a stunning photograph, showcasing the harmonious blend of modern technology and traditional architecture. Each detail is vivid and crisp, from the vibrant colors of the buildings to the gleaming surfaces of the renewable energy sources. The image is a masterpiece, inviting viewers to marvel at the innovative and sustainable cityscape before them. In the horizon, a volcano appears with a snow crown." en leonardo.ai

Con este tipo de estudios los países europeos están planeando su futuro energético. En la región de América Latina es necesario que dispongamos de información similar para enfocarnos en la transición energética con conocimiento y planeando tanto la inversión como los pasos a seguir con la implementación de los cambios necesarios tanto en la generación como en la transmisión de electricidad y del hidrógeno.

Este artículo fue publicado el día 6 de Noviembre en el periódico la UNION de Morelos

De tecnicoeconómico a socioecológico

En esta semana estaba revisando algunos artículos en la revista Plos One relacionados con temas de energía cuando me llamó la atención un artículo con un título enorme: “Transitar de las prioridades técnico-económicas a las prioridades socioecológicas: Incorporación de preferencias paisajísticas y servicios ecosistémicos en la ubicación de las infraestructuras de energía renovable”. La primera parte del título fue lo que me llamó la atención, ya que prioriza los aspectos socioecológicos sobre los técnico económicos y que aunque estoy convencido que es una mejor forma de priorizar las acciones no he podido incorporar estos criterios plenamente en mis investigaciones. La segunda parte me intrigó y motivó a seguir leyendo, pues incluía aspectos relacionados con el disfrute en conjunto de la tierra junto con otras especies.

Este estudio examina los escenarios de ubicación de las instalaciones de energía renovable en una región montañosa de Europa, especialmente de Suiza e incorpora los costos de los servicios ecosistémicos y, de manera innovadora, las preferencias sociales. A decir del grupo de investigación, este enfoque desafía el paradigma tecno económico predominante, que a menudo pasa por alto menospreciando los aspectos ecológicos y sociales llamándolos externalidades.

Para hacer el estudio, el grupo dividió el país en un entramado ecológico con tres grandes grupos: Paisajes de la meseta, paisajes de mediana altitud del Jura y la región de los Alpes. Mientras que los entornos sociales los clasificó en urbanos, periurbanos y rurales a partir de la tipología oficial en Suiza de nueve categorías municipales basadas en características socioeconómicas. Esta forma de clasificación para un país megadiverso y con muy amplio espectro en la desigualdad social como México podría no ser suficiente y menos adecuada, pero la metodología que se usa en el artículo puede ser ampliada en la segmentación tanto de los ecosistemas como en las categorías de regiones para analizar la situación mexicana.

En el estudio consideraron los potenciales para generar electricidad con generadores eólicos o sistemas fotovoltaicos tanto en instalaciones exprofeso o en los techos de las edificaciones. Su objetivo era cumplir con la demanda de energía para el 2050, ya que Suiza se ha comprometido a cerrar sus plantas nucleares para ese año y no usar combustibles fósiles. Así, el objetivo energético para todos los escenarios se estableció en 25 TWh al año. Como notamos, un reto mayúsculo.

Su objetivo fue maximizar la producción de energía con las fuentes renovables mencionadas y minimizar los costos sociales y ambientales de acuerdo con las afectaciones que genera cada implementación de renovables. Una de las primeras cosas que debemos notar es que nunca se realizó un análisis similar cuando se instalaron las plantas nucleoeléctricas y ahora la sociedad, con razón, demanda este tipo de análisis antes de poner en marcha los planes de transición energética.

Otro de los aspectos que me llamó la atención es el uso de Marxan, un paquete de optimización de código abierto que se usa en los estudios de conservación, pero que permite incluir campos o indicadores relacionados, pero no necesariamente ecológicos. La esencia de este paquete es que usa algoritmos metaheurísticos y de recocido para explorar las posibles soluciones evitando quedarse en mínimos locales. 

El objetivo de los 25 TWh se cumple utilizando infraestructura de energía renovable como la eólica, los sistemas fotovoltaicos en los techos y los sistemas fotovoltaicos instalados en infraestructura solo para ellos. 

La evaluación de la eficiencia de las estrategias se realizó considerando tres dimensiones clave representadas: a) Eficiencia espacial, que expresa la cantidad de tierra sobreconstruida y si la ubicación de las unidades de planificación seleccionadas está dispersa o agrupada. b) Eficiencia ambiental, que expresa cuán altos son los costos ambientales por unidad de energía producida y c) Eficiencia social, que expresa cuán altos son los costos sociales por unidad de energía producida.

Imagen generada con inteligencia artificial en leonardo.ai

Contrario a lo que la intuición conduce, la estrategia convencional de "primero en los techos" demostró ser ineficaz para evitar el uso extensivo de la tierra para el desarrollo de una nueva infraestructura de energía renovable. Este resultado me sorprendió, aunque pudiera ser diferente para cualquier país en la zona intertropical.  Las estrategias que incorporan la infraestructura fotovoltaica montada en el suelo fueron más eficientes espacial, ecológica y socialmente que las que no lo hicieron. Es decir, hay situaciones donde se debe promover los campos fotovoltaicos. La estrategia optimizada para el rendimiento energético exhibió la mayor eficiencia espacial, pero incurrió en costos significativos de servicios ecosistémicos y, sorprendentemente, tuvo bajos costos sociales. Por el contrario, la estrategia que prioriza los servicios ecosistémicos fue la más eficiente en términos de costos de servicios ecosistémicos, pero tuvo costos sociales elevados y fue espacialmente menos eficiente que otras estrategias. La estrategia optimizada para las preferencias sociales incurrió en los costos sociales más bajos y mantuvo en rangos razonables la eficiencia espacial y los costos de servicios ecosistémicos. Los resultados de este estudio subrayan que la incorporación de las preferencias sociales mejora significativamente la evaluación de las opciones de ubicación. Esta inclusión permite que la aceptación social de las inversiones se incluya en los costos, lo que facilita decisiones más informadas e inclusivas.

Dado que los resultados de este estudio son dependientes de las características ambientales, capacidades sociales y de disponibilidad de fuentes de energía renovable no son extrapolables a nuestros entornos, pero la metodología si lo es. Por lo tanto, considero necesario que los nuevos gobiernos promuevan este tipo de estudios para nuestras localidades y podamos definir políticas para transitar hacia el uso de las fuentes renovables de energía.

Este artículo fue publicado el día 30 de octubre en el periódico la Unión de Morelos.

Fin de la era del carbón

La revolución industrial comenzó con el uso del carbón en la industria inglesa como la fuente primaria de energía para los diferentes sectores de su economía. En particular, hace casi 150 años las carboeléctricas comenzaron a calentar agua para producir vapor y generar electricidad en el Reino Unido. El pasado 30 de septiembre se anunció que la planta de Ratcliffe concluiría sus operaciones en este mes de octubre. Aunque la historia de las plantas de carboeléctricas en Inglaterra tiene casi siglo y medio la planta de Ratcliffe solo tiene 57 años de antigüedad. Desde el momento en que la primera central eléctrica a carbón de Reino Unido comenzó a generar energía en 1882 hasta el cierre de Ratcliffe, las centrales a carbón del Reino Unido quemaron aproximadamente 4,600 millones de toneladas de carbón y emitieron 10,400 millones de toneladas de dióxido de carbono. La verdad es que la historia del uso carbón mineral para alimentar a la economía inglesa comenzó antes de la revolución industrial. Se considera que la civilización romana ya explotaba las minas de carbón en la región de Somerset, Inglaterra para calentar sus baños y forjar el hierro. El pico en el uso del carbón en ese país fue hace un siglo en la década de los 1920. Con esto lo que quiero enfatizar es que en casi dos milenios la economía inglesa utilizó el carbón como una fuente de energía y que solamente en los últimos 150 años ha emitido más de 10 mil millones de toneladas de carbón a la atmósfera. Desde el año 2013, con la planta de Tilbury, las principales plantas carboeléctricas empezaron a cerrar o a cambiar de combustible por uno menos contaminante y como mencioné en este mes cierra la planta de Ratcliffe finalizando la generación eléctrica con carbón en ese país. Por supuesto, los acuerdos internacionales y los compromisos para evitar la emisión de gases de efecto invernadero son unas de las razones para este cierre, pero el principal motivo es que las plantas de carbón han incrementado sus costos de operación y sus adecuaciones a las nuevas reglas de emisiones no son económicamente viables. Es síntesis, estas plantas cierran por caras y contaminantes.

Imagen generada con inteligencia artificial mediante la frase "Photorealistic Image of miners slowly walking and showing the tiredness and exhaustion of their work. In the background you can see the exit from the coal mine. Their clothing shows the dust that has stuck to their clothes and on their face and hands there are traces of coal soot." en leonardo.ai

Reconozco que la sociedad inglesa es muy apegada a sus tradiciones y me imagino lo que las personas que han trabajado por décadas en esa planta sienten al verla cerrar. De hecho, el gerente de la planta Peter O’Grady reconoce que “Este año ha sido una serie de momentos conmovedores. Estoy seguro de que habrá algunas lágrimas cuando todo termine y la gente se vaya.” Por supuesto que esta acción es un paso esperado por la comunidad en respuesta a la emergencia climática que estamos enfrentando. Es también aceptado que estas acciones debieron haberse instrumentado con anterioridad.

Seguramente, usted que lee estas líneas se estará preguntando y qué pasa en México. En 2018 la generación eléctrica con carbón era de 29.03 TWh, en 2019 se incrementó a 32.68 TWh, en 2021 disminuyó a 13.55; esta fue una buena noticia; pero se debió al efecto de la pandemia. En 2021 la generación de electricidad en general fue menor que en los años previos. Para 2023 este tipo de generación eléctrica se incrementó a 33.91 TWh, es decir, en el sexenio pasado la generación eléctrica usando carbón creció en México.

Podemos resumir los inconvenientes del uso de las carboeléctricas. La combustión del carbón libera grandes cantidades de dióxido de carbono (CO2), uno de los principales gases responsables del calentamiento global y el cambio climático. Además del CO2, la quema de carbón produce otros contaminantes atmosféricos como óxidos de nitrógeno (NOx), óxidos de azufre (SOx), y partículas finas, que pueden causar problemas respiratorios, enfermedades cardiovasculares y otros problemas de salud. Los óxidos de azufre y nitrógeno emitidos por las centrales eléctricas de carbón reaccionan con el agua en la atmósfera para formar ácidos que caen en forma de lluvia, dañando los ecosistemas acuáticos, los bosques y los cultivos. La combustión del carbón genera grandes cantidades de cenizas, que contienen sustancias tóxicas como metales pesados y compuestos orgánicos que puede tienen efectos negativos en la biodiversidad, afectando a los ecosistemas terrestres y acuáticos.

En cuanto a la minería del carbón, podemos mencionar la erosión, la pérdida de la capa fértil y la alteración de los ecosistemas locales. También puede contaminar las fuentes de agua subterránea y superficial con sustancias químicas tóxicas, como metales pesados y sedimentos destruyendo hábitats naturales, afectando a la flora y fauna local.  Las personas trabajadoras en las minas están expuestas a numerosos riesgos para la salud, como enfermedades respiratorias, silicosis y accidentes laborales. Además, las comunidades cercanas a las minas pueden sufrir problemas de salud debido a la contaminación del aire y del agua. La economía de las regiones mineras suele estar fuertemente ligada a la actividad extractiva, lo que las vuelve vulnerables a las fluctuaciones de los precios del carbón y a la disminución de la demanda.

Todos estos inconvenientes y el hecho de que la electricidad generada con carbón es más cara y contaminante deberían conducir a políticas energéticas que promuevan la transición a las fuentes renovables. Un país con tradiciones deja el carbón, México un país también con tradiciones podría dejar el carbón y renovarse.

En este sexenio que comienza, la Secretaría de Energía regresó a la estructura de principios de siglo con tres subsecretarías: Electricidad, Hidrocarburos y Transición energética. Deseo fervientemente que esta última subsecretaría sea la más importante e impulse primero las renovables.

Ya estamos viendo los ejemplos de Alemania, con el cierre de las nucleares y del Reino Unido, con el cierre de las carboeléctricas. Podemos convertirnos en un México 100 % de energía renovable, empezando por un 45 % en el 2030 como lo advirtió la actual presidenta. 

Una versión previa de este artículo fue publicada el día 23 de octubre en el periódico la Unión de Morelos.