La ingeniería desempeña un papel clave en la resolución de los desafíos planetarios relacionados con la energía y el clima, gracias a su capacidad para desarrollar soluciones innovadoras, eficientes y sostenibles. Por ello, en la formación de los futuros profesionales de la ingeniería, es fundamental proporcionarles las herramientas técnicas necesarias y también fomentar una mentalidad crítica y una sólida responsabilidad social de cara a los retos actuales y futuros en clave de sostenibilidad.
Para aportar al análisis y reflexión sobre estrategias para integrar de manera efectiva los temas de energía y clima en los programas de ingeniería, la Asociación Colombiana de Facultades de Ingeniería (ACOFI) realizó en Medellín la jornada académica “Liderando el cambio: la ingeniería frente a los retos energéticos y climáticos”, con asistencia de decanos, profesores y estudiantes y ponentes del sector empresarial y académico.
En la Sala Teatro de la Universidad Eia, el jueves 20 de marzo, se contó con la participación de ponentes vinculados al sector energético que enriquecieron la discusión con sus conferencias, de tal manera intervinieron los ingenieros Ever Maya Sánchez, jefe de la Unidad de Gestión de la Bolsa de Energía de EPM y gerente encargado del Mercado de Energía Mayorista de esa entidad; Andrés Amell Arrieta, investigador y docente de la Universidad de Antioquia; Angie Cala, investigadora en el Instituto de Estudios Hidráulicos y Ambientales de la Universidad del Norte; y Amat Zuluaga, director del Observatorio de Transición Energética del Caribe (OTEC).
¿Qué pasa con la energía en Colombia?
A raíz del racionamiento de energía que afectó a Colombia durante los años 1992 y 1993, a partir de 1995 el país ingresó al mercado de energía mayorista, donde participan generadores, comercializadores y transportadores de energía, con el objetivo de evitar futuros inconvenientes en el suministro. Así lo destacó el ingeniero Ever Maya, de EPM, la empresa que actualmente genera la mayor cantidad de energía en Colombia y tiene presencia en Chile y varios países de Centroamérica, consolidándose como un actor clave en el mercado energético.
Según los datos proporcionados por Maya sobre la matriz energética nacional, hoy Colombia enfrenta una realidad diferente: es un generador significativo de energía en el hemisferio, con más de 21 mil megavatios instalados, de los cuales el 61% proviene de fuentes hidráulicas. Sin embargo, el funcionario señaló que el país enfrenta un reto con los 1.900 megavatios solares instalados, ya que, al no contar con almacenamiento en baterías, la generación se detiene cuando el sol se oculta.
Además, la elevada participación de la energía hidráulica en la matriz energética plantea desafíos adicionales, debido a que la generación de esta energía puede verse afectada por fenómenos climáticos como El Niño. Recientemente, este fenómeno redujo los niveles de los embalses, lo que obligó a suplir la demanda con las plantas térmicas.
La composición de la matriz energética de un país depende de varios factores, como la disponibilidad de recursos naturales, el desarrollo tecnológico, la infraestructura existente, las políticas energéticas y las necesidades de consumo de la población y la industria. En este sentido, el ingeniero Maya destacó algunos de los desafíos que enfrenta Colombia en la generación de energía hidráulica. Por ejemplo, los embalses son relativamente pequeños, y gran parte de la producción energética depende del embalse de El Peñol, ubicado en el municipio de Guatapé (Antioquia). Cuando esta central está completamente llena, puede generar energía durante un año, lo que la convierte en un «seguro de vida» para el sector energético.
De cara a la demanda proyectada para los años 2027 y 2028, el país necesitará desarrollar una nueva planta térmica de gran capacidad o explorar otras fuentes de energía, como la solar o la eólica. En este sentido, EPM ya está avanzando en la construcción de una planta eólica en La Guajira.
Por otro lado, para garantizar el funcionamiento eficiente y sostenible del sector energético, es fundamental el papel de las entidades reguladoras, encargadas de establecer normas jurídicas que regulen el comportamiento tanto de los usuarios como de las empresas. En Colombia, la Comisión de Regulación de Energía y Gas (CREG) interviene de diversas maneras en el mercado energético. Dos aspectos señalados por Maya son particularmente relevantes: en primer lugar, la entrega de recursos a los generadores de energía para asegurar el suministro durante periodos de sequía, como el Fenómeno de El Niño, lo que se conoce como energía firme. No obstante, en 2024 la demanda superó las obligaciones de energía firme, lo que elevó los precios. En respuesta, la CREG organizó subastas de reconfiguración, convocando a los generadores a aumentar la producción para evitar problemas de abastecimiento.
En segundo lugar, la regulación de precios y tarifas es crucial para mantener la estabilidad del mercado energético en Colombia. En este contexto, entidades como EPM solicitan un monitoreo constante de los precios a través de organismos como la Superintendencia de Servicios Públicos y la Superintendencia de Industria y Comercio, con el fin de garantizar la transparencia y proteger los intereses de los usuarios.
Presentación: EIA Situación Energética
Enlace YT: https://youtu.be/dj_g8YSH92Y
Los vacíos y retos en la formación sobre energía en los profesionales de la ingeniería en Colombia
Considerando los desafíos energéticos y climáticos, y su impacto en la salud pública, la economía y el desarrollo, las decisiones de los líderes deben basarse en el conocimiento y un enfoque crítico. En este contexto, la ingeniería debe jugar un papel de liderazgo. Según el ingeniero Andrés Amell Arrieta, la enseñanza sobre energía en las facultades de ingeniería debe incorporar criterios como la sostenibilidad, la seguridad energética y el acceso a la energía. Además, es fundamental el diseño de agendas regionales que permitan observar, analizar y contribuir en la formulación de políticas públicas relacionadas con los sistemas energéticos y su interacción con los territorios.
El docente señaló que en Colombia existen vacíos significativos en la enseñanza sobre energía. Entre las principales deficiencias, destaca una aproximación parcial a los paradigmas científicos o la ciencia normal de la energía, así como la falta de un enfoque adecuado en las interacciones entre los sistemas energéticos, la sociedad y la economía. Además, señala que no se ha abordado de manera suficiente el desarrollo histórico de los sistemas energéticos del país, ni se presentan reflexiones sobre su evolución.
También manifestó el ponente que los conceptos y leyes de la energía se enseñan sin contextualizarlos a problemas reales, y que la aproximación a estos conceptos se realiza de manera tardía, sin aprovechar su enseñanza desde las ciencias básicas. Por otro lado, la investigación en este campo carece de un impacto significativo en la innovación y transferencia tecnológica al sector productivo, lo que afecta negativamente al desarrollo tecnológico e industrial. Finalmente, resalta la lenta apropiación de herramientas modernas para el análisis, diseño, optimización y gestión de los sistemas energéticos.
En el escenario de la transición energética, como señaló el ingeniero Amell Arrieta, “esto significa un cambio radical en el sistema energético, que implica pasar de un modelo existente a un nuevo paradigma, con repercusiones económicas y la aparición de nuevos actores”. Así, la rapidez e impacto de la transición energética dependen de varios factores, entre los cuales se incluyen las condiciones específicas de cada país o región, las reservas de recursos energéticos y materiales críticos, la disponibilidad y las restricciones para proyectos offshore (costa afuera), las condiciones ambientales, así como la historia y la cultura locales. También influyen las condiciones económicas y sociales de la población, los recursos fiscales de los estados y las políticas de incentivos diseñadas para impulsar la transición.
Por lo tanto, señaló que los retos energéticos para la ingeniería se refieren a la necesidad de abordar la descarbonización y los cambios considerando la particularidad nacional y con respaldo científico.
Presentación: RETOS ING&ENER
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El potencial de la energía osmótica para Colombia
Explorar y diversificar las opciones energéticas en la matriz energética de un país es crucial para garantizar la seguridad, la estabilidad energética e impulsar el desarrollo económico, la sostenibilidad ambiental y el cumplimiento de compromisos internacionales. Según la ingeniera Angie Cala, Colombia tiene un gran potencial para el desarrollo de la energía osmótica, una fuente energética que se genera a partir de la diferencia de concentración de sales entre dos cuerpos de agua, típicamente agua dulce y agua salada. Esta mezcla provoca una reacción química que, al ser conectada a una turbina, permite aprovechar la energía producida.
Uno de los principales beneficios de la energía osmótica, destacó Cala, es que su operación no genera emisiones de dióxido de carbono, lo que la convierte en una opción respetuosa con el medio ambiente y la posiciona a la vanguardia en términos de sostenibilidad. Además, su producción es continua, ya que depende exclusivamente de la presencia del río y del mar, lo que garantiza una generación de energía constante las 24 horas del día durante todo el año. Sin embargo, a pesar de su potencial, la energía osmótica es costosa de operar. En Colombia, este tipo de energía puede aprovecharse gracias a las condiciones de los estuarios, como el de Bocas de Ceniza en Barranquilla, donde desemboca el río Magdalena.
El interés por estudiar y desarrollar otras fuentes de energía se refleja en diversas iniciativas en universidades y empresas, que, a veces de manera individual y otras veces colaborativa, emprenden proyectos para evaluar aspectos como la viabilidad económica, el impacto ambiental y social, y la sostenibilidad a largo plazo de nuevas fuentes energéticas. Estos esfuerzos son clave para garantizar que el país pueda satisfacer sus necesidades energéticas de manera eficiente y sostenible.
En el caso de la energía de gradiente salino, liderada por el Instituto de Estudios Hidráulicos y Ambientales de la Universidad del Norte, los avances de la investigación llevaron a la instalación de la primera planta piloto de energía osmótica en Latinoamérica, ubicada en las playas de Puerto Mocho, en Barranquilla. Esta planta operará durante al menos seis meses para recopilar datos y servir como un laboratorio in situ para la generación de energía azul. Una vez completada esta fase, se planificará la logística para escalar el proyecto y así obtener una planta capaz de generar 100 kilovatios.
Estos procesos de investigación sobre nuevas fuentes de energía para el país también tienen un impacto significativo en la formación de profesionales y en la producción científica de las universidades. La ponente destacó que la investigación dio lugar a la solicitud de dos patentes (una de proceso y otra de invención), a un registro industrial, así como a la publicación de numerosos artículos científicos con la participación de más de 10 estudiantes de posgrado y 20 investigadores. Además, se creó una red nacional destinada a conectar a personas interesadas en estudiar esta prometedora opción energética.
Presentación:
Enlace YT: https://youtu.be/ze9L9t6BEvs
La huella mineral de la transición energética
La huella mineral se refiere a la cantidad y tipo de recursos minerales necesarios para fabricar productos y tecnologías que forman parte de las actividades humanas, especialmente aquellas relacionadas con la transición energética, la industria y el desarrollo tecnológico. Esta huella adquiere una relevancia creciente en el contexto de la transición hacia energías renovables, como explicó el ingeniero Amat Zuluaga en su intervención.
La transición energética depende de tecnologías que requieren minerales con propiedades superiores para su funcionamiento y mantenimiento. Según Zuluaga, este proceso se ha centrado en la eficiencia energética, y señala que «queremos ser más eficientes, pero, como sabemos, esto requiere el uso de tecnologías. Estas tecnologías están asociadas con productos minerales que poseen mejores propiedades conductivas, eléctricas, térmicas y magnéticas, capaces de resistir temperaturas más altas y conservar sus propiedades. Esto se logra mediante buenas aleaciones o mediante el uso de tierras raras que proporcionan propiedades mucho mejores. Es decir, la eficiencia energética no es gratuita».
Según los datos proporcionados por Zuluaga, los combustibles fósiles representaban el 94% de la matriz energética en 1970 y el 87% en el año 2000. Aunque su participación ha disminuido porcentualmente, el consumo ha aumentado en términos absolutos debido al crecimiento de la demanda energética. Las energías renovables aún no han logrado cubrir completamente este incremento.
A nivel global, las perspectivas sobre los minerales son complejas. Hoy en día, el cobre ha sido catalogado como un mineral crítico, ya que para 2035 no será posible satisfacer la demanda proyectada. Se necesitarán alrededor de 346 millones de toneladas de minerales cada año, lo que implicará mover aproximadamente 10.286 millones de toneladas de roca estéril, un proceso que generará un gasto de unos 2.596 millones de galones de ACPM. Esta situación pone de manifiesto la creciente huella mineral asociada con la producción de energías limpias.
El ingeniero también destacó que «es urgente que cada región cuente con su propia matriz energética ajustada a sus condiciones geográficas y económicas. Hay regiones que consumen más energía debido a su mayor actividad industrial, mientras que otras no. Ninguna solución es infalible; todas las opciones deben ser consideradas. Lo fundamental es convencer a los políticos de que la respuesta no está simplemente en instalar paneles solares o parques eólicos».
Presentación: AMAT SISTEMAS ENERGÉTICOS
Enlace YT: https://youtu.be/UEL-8lMCklM
Una conversación sobre temas de país
La jornada académica desarrollada por ACOFI subrayó el rol de las facultades, escuelas y programas de ingeniería de Colombia en la formación de profesionales capaces de abordar los retos energéticos y climáticos. Al integrar en sus currículos temas como la sostenibilidad, la eficiencia energética y la transición hacia energías renovables, contribuyen al desarrollo de soluciones innovadoras y preparan a los futuros profesionales de la ingeniería para ser líderes responsables en la creación de políticas y tecnologías que impacten positivamente en el bienestar social y ambiental.