Una charla con...

Dr. Gustavo Urquiza Beltrán
Innovando en el área de flujo de fluidos y termodinámica

Texto y fotos: MCS Silvia Patricia Pérez Sabino / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.

Reside en el Estado de Morelos desde hace 25 años. Llegó a esta Entidad gracias a una bolsa de trabajo que el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) manejaba con empresas y Centros e Institutos de Investigación para promover el trabajo de sus ex-becarios. Fue de esta manera que el Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE), contactó al Dr. Gustavo Urquiza Beltrán.

Inició en el Departamento de Turbomáquinas del IIE dentro del área de ingeniería mecánica, trabajando con estudios en turbinas de vapor, de gas e hidráulicas atacando problemas relacionados con termodinámica, transferencia de calor y mecánica de fluidos para resolver problemas en las centrales generadoras de energía, para la Comisión Federal de Electricidad (CFE), PEMEX e Ingenios Azucareros. Además de hacer evaluaciones en sitio, desde el punto de vista cuantificación de pérdidas termodinámicas usando herramientas computacionales.
          Realizó sus estudios de licenciatura en el área de ingeniería industrial mecánica en el Instituto Tecnológico de Culiacán, en Sinaloa. Posteriormente la maestría en la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), en Ingeniería Mecánica con opción en Energética y, posteriormente trabajó en el área de investigación del Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE) para después realizar el doctorado en Canadá en la Escuela Politécnica de la Universidad de Montreal. Pero a todo esto...

H.¿cómo surgió el interés por estudiar esta rama de la ciencia?

GUB. “Tengo un hermano que trabajaba cuestiones de mecánica industrial entonces desde ahí sentí el interés por este campo. La ingeniería mecánica además de apasionante es importante. Tuve un colega que era electrónico, él decía que la mecánica iba a desaparecer que simplemente los relojes mecánicos iban a salir del mercado sustituidos por los relojes digitales, que la electrónica iba a invadir todas las áreas, no obstante, yo le dije hace 15 años que la mecánica nunca iba a desaparecer porque es primordial, lo que sí pasaría es que se volverían integrales y la muestra hoy, son las carreras que las conjuntan”.


H. Doctor ¿Ha enfocado su trabajo en la misma línea de investigación desde un inicio?
GUB. “He trabajado prácticamente en el sector de energía que tiene diferentes vertientes como el área termodinámica, transferencia de calor y flujo de fluidos dentro de la ingeniería mecánica. Hoy en día ésta ha crecido mucho a través de nuevas ramas como la mecatrónica y la electrónica que ha vuelto el estudio de la ingeniería mecánica en algo más integral”

H. ¿Qué es la termodinámica?
GUB. “Es un campo de la física de mucha importancia, la cual estudia la energía, la transformación de la misma entre sus distintas manifestaciones, como el calor, y su capacidad para producir un trabajo. La termodinámica sienta las bases de muchas ramas de la ciencia y la ingeniería”.

H. Doctor, ¿de qué manera utiliza las herramientas computacionales en los estudios que realiza?
GUB. “Inicialmente, formé parte de un grupo de investigadores en el IIE coordinado por el Dr. Janusz Kubiak (q.e.p.d.) donde, en colaboración con investigadores de Polonia, se elaboró un programa computacional para realizar análisis termodinámicos en turbinas de vapor, dicho programa lo utilizamos en casi la totalidad de las turbinas de vapor de CFE, lo innovador de la metodología de evaluación, y que fue lo que más interesó, es que se cuantificaban todas las pérdidas termodinámicas en las diferentes etapas y al inicio de cada mantenimiento, previa medición en sitio, se les hacía entrega de la evaluación para que fueran consideradas en su diagrama de actividades, de tal manera que se tenia el estado de las máquinas para antes y después de los trabajos de mantenimiento logrando así ahorros económicos considerables y todo gracias a esta nueva metodología.
         Posteriormente, se realizó la transferencia de la tecnología, incluyendo el programa computacional, a todo el personal involucrado en las 5 regiones de producción de la CFE. Adicionalmente, una vez laborando en el grupo de Tecnología Mecánica del Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas (CIICAp) de la UAEM, nos dimos la tarea de investigar cómo medir la cantidad de flujo en las turbinas hidráulicas, que desde un inicio nos comentaban especialistas de las Centrales Hidroeléctricas, era la parte más compleja a evaluar, ya que se manejan grandes cantidades de flujo y en tuberías de gran diámetro. De igual manera, se trabajó en equipo con un grupo de especialistas internacionales donde se seleccionó un método conocido como de presión-tiempo o de Gibson. El método consiste en la medición de las diferencias de presión entre dos secciones del tubo que conduce el agua de la presa a las turbinas hidráulicas, esta medición se realiza a través de sensores, lo cual es muy compleja su instalación, ya que la mayoría de estas tuberías se encuentran sumergidas en concreto y no se puede tener acceso por el exterior, por lo que deben colocarse los dispositivos de medición dentro del tubo. Los datos son adquiridos mediante un sistema informático para diferentes condiciones de operación provocando siempre el fenómeno clásico de la mecánica de fluidos llamado “golpe de ariete” cerrando rápidamente las válvulas situadas a la entrada de la turbina. Una vez obtenidos los datos necesarios, se realiza el cálculo del flujo mediante un programa de cómputo desarrollado previamente, obteniendo así cálculos de eficiencia y potencia de la unidad en evaluación. De este último método, actualmente se encuentra una patente en trámite gracias a la originalidad de la metodología y a su aplicación con éxito en aproximadamente 15 unidades de gran potencia en México.
Por otra parte, las aplicaciones de las herramientas computacionales de la dinámica de fluidos computacional (CFD, por sus siglas en inglés) presentan un gran potencial en las aplicaciones de optimización de diseños de equipos realizados hace muchos años. Un ejemplo, hace un par de meses nos contactó una fabricante de bombas radicado en Morelos y se interesaron en la aplicación de estas herramientas modernas con el fin de optimizar sus diseños, actualmente hay un estudiante de maestría realizando su trabajo de tesis en este tema específico, incluyendo en su análisis de CFD, técnicas de redes neuronales y algoritmos genéticos. De esta manera, las empresas morelenses se vuelven más competitivas gracias a la vinculación con los centros e institutos de investigación existentes en Morelos”.

H. ¿En qué Centros o Instituciones de Investigación existen grupos que se enfocan a resolver problemas de este tipo?
GUB: “En el Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas (CIICAP) de la UAEM, en el IIE, en el IPN, en la UNAM, en la Universidad de Morelia, Michoacán y en otros sitios más existen grupos que se enfocan a resolver diferentes problemas. Lo que CONACyT ha tratado de hacer, es organizar redes para formar grupos y adicionar esfuerzos. A nivel estatal, contamos con muy buen nivel en comparación con otros Estados”.

H. Doctor con base en su criterio, ¿qué importancia tiene la vinculación entre los núcleos de investigación, las empresas, el gobierno y las instituciones educativas?
GUB. “Existe una tendencia en la Tierra del Conocimiento, Morelos, de crear estos enlaces. Existe la voluntad y se va a ganar mucho, las empresas podrán aprovechar lo que los Centros e Institutos de investigación pueden aportar y viceversa; éstos aplicarán los conocimientos, por otro lado, se desarrollaría un potencial muy bueno para Morelos, en materia de generación de empleos, de crecimiento del sector productivo, por lo cual a través del CCyTEM estamos trabajando en la elaboración de clusters que es una parte importante en el modelo de la triple hélice que se ha utilizado en otros países y que en México también se está estableciendo en otros Estado y por supuesto, en Morelos”.

H. Platíquenos de su experiencia profesional
GUB. “Estuve como Director del CIICAp durante 3 años, como investigador y académico estuve cerca de 7 años de tiempo completo en la UAEM, además de que estuve como investigador durante 15 años en el IIE a la par de mi trabajo como catedrático en la Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería y también fui profesor fundador del posgrado de Ingeniería Mecánica en el Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico (CENIDET). A partir del 19 de mayo del 2010 entré como Director General del CCyTEM, proyecto que implica muchos retos y responsabilidades, pero lo anterior se acompaña también con grandes satisfacciones.
En mi experiencia como catedrático he disfrutado tanto lo que he aportado que a veces no siento que el tiempo ha pasado. Recientemente encontré a una alumna que me dijo que también fui maestro de su papá y esto es algo satisfactorio ver como se puede continuar compartiendo la enseñanza con nuevas generaciones”.

H. Finalmente Doctor Urquiza ¿cómo ve Usted el rumbo del CCyTEM?
GUB. “Cada vez está despegando más, pienso que se han logrado muchas cosas y es importante continuar con la consolidación de lo que se ha realizado por ejemplo, el papel del CCyTEM en el desarrollo e implementación del modelo de la triple hélice, que debe ser como el corazón de la innovación y el desarrollo para impulsar la nueva producción del conocimiento en Morelos, desde luego sin dejar a un lado los comentarios propositivos de estimados colegas donde subrayan la idea de que se debe cultivar la ciencia por sí misma, sin considerar por el momento las aplicaciones ya que éstas por lo general llegan siempre.
Por otro lado en materia de divulgación, necesitamos crear una cultura científica y tecnológica en la sociedad, debemos sumarnos a formación de vocaciones de futuros científicos en todos los niveles educativos, es por eso que es necesario promover entre los jóvenes el estudio de disciplinas científicas, ya que “hay carreras como física, matemáticas o química, fundamentales para el desarrollo, que cada vez tienen menos aspirantes”.
A muchos quizá se les hará difícil porque no tuvieron una buena formación y se quedaron con la idea de que las ciencias son aburridas por lo cual es necesario trabajar arduamente para cambiar esas ideas”.