REVISTA ENERGÍA MECÁNICA INNOVACIÓN Y FUTURO
Vol. 11 Núm. 1 / 2022
CORDOVA A., Mecatrónica y Sostenibilidad
Edición No.11/2022 (10) ISSN 1390- 7395 (3/10)
---------------------------------------Artículo Científico / Scientific Paper ___________________________________________________
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Mecatrónica y sostenibilidad
Mechatronics and sustainability
Andrea Córdova Cruzatty 1
Arizona State University / acordova@asu.edu
Correspondencia Autores: acordova@asu.edu
Recibido: 9 de marzo 2022, Publicado: 18 de diciembre de 2022
Resumen— La sostenibilidad permite satisfacer cada una de
las necesidades que se generan en la actualidad sin
comprometer a ningún entorno que lo rodea, considerando
que no debe afectar las necesidades de generaciones futuras,
de esta manera se trata de garantizar un equilibrio en el
crecimiento económico, con respeto al medio ambiente y
bienestar social, de esta manera se trata de mantener
condiciones para que el humano y la naturaleza puedan vivir
en equilibrio. Aprovechando también el uso de la energía, que
es un factor que favorece en primera instancia al cambio
climático que representa una gran cantidad de emisiones
mundiales de gases de efecto invernadero. Para la reducción
de la huella de carbono, se pretende implementar acciones
como la descarbonización y la electrificación, las cuales
permitirán generar una transición hacia la no dependencia de
combustibles fósiles, y con esto lograr reducir la
contaminación del medio ambiente y prevenir las
consecuencias generadas por el uso desmedido de las mismas
Palabras clave— Sostenibilidad, tecnologías, energía,
equilibrio, emisiones, entorno
Abstract— Sustainability allows to satisfy each of the needs
that are generated today without compromising any surrounding
environment, considering that it should not affect the needs of
future generations, in this way it is to ensure a balance in
economic growth, with respect for the environment and social
welfare, in this way it is to maintain conditions so that humans
and nature can live in balance. Also taking advantage of the use
of energy, which is a factor that primarily favors climate change
that represents a large amount of global emissions of
greenhouse gases. In order to reduce the carbon footprint, we
intend to implement actions suchs decarbonization and
electrification, which will allow us to generate a transition
towards non-dependence on fossil fuels, thus reducing
environmental pollution and preventing the consequences
generated by the excessive use of fossil fuels.
Keywords— Sustainability, technologies, energy, balance,
balance, emissions, environment.
I INTRODUCCIÓN
Los conceptos de sostenibilidad y desarrollo
sostenible se inspeccionan desde la perspectiva sistémica.
Que detalla en manera u sentido más general, la
sostenibilidad de un sistema puede ser representado
mediante una función no decreciente de valuación de las
salidas o productos del sistema que se analizó o
simplemente que no es de interés. [7]
[1] protege la salud de los seres humanos, el medio
ambiente y los recursos naturales. Previene y controla la
contaminación del aire y el agua mediante el desarrollo
de estándares para la calidad del aire y las emisiones de
automóviles, programas para asegurar la limpieza del
agua e información sobre la salud ambiental.
Figura 1. Historia de la sostenibilidad.
Además, los sistemas energéticos del futuro deben ser
también resilientes al cambio climático. Por mucho que
seamos capaces de reducir las emisiones de gases de
efecto invernadero drásticamente, nuestras sociedades
experimentarán y de hecho ya lo están haciendo las
consecuencias del cambio climático inevitable. En el caso
del sector energético, esto supondrá básicamente menor
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disponibilidad de agua para producir energía hidráulica,
y también para refrigerar centrales térmicas. [10]
CAMBIO CLIMATICO, SUSTENTAVILIDAD Y
ENERGIA
[5] El cambio climático es una preocupación cada vez
mayor, tanto para gobiernos, como para empresas y
particulares. Este fenómeno ha tenido un impacto en el
uso de las energías renovables, ya que son una de las
claves principales para paliar los efectos del
calentamiento global.
La utilización de energías inagotables ha sido un tema
cada vez más habitual en las últimas décadas por 2
motivos:
• Que los recursos no renovables, como el
petróleo o el carbón, son cada vez más escasos.
• Que el uso de esos recursos no renovables
produce una contaminación directa y efectos nocivos en
la salud.
PERSPECTIVA MULTINIVEL
A. La perspectiva multinivel de la tecnología
La perspectiva multinivel (MLP) ha surgido como un
fructífero marco de rango medio para analizar las
transiciones socio técnicas hacia la sostenibilidad. La
perspectiva multinivel (MLP) es una teoría de rango
medio que conceptualiza los patrones dinámicos
generales en las transiciones socio técnicas.
El marco analítico combina conceptos de la economía
evolutiva (trayectorias, regímenes, nichos, especiación,
dependencia del camino, rutinas), estudios de ciencia y
tecnología (creación de sentido, redes sociales,
innovación como un proceso social formado por
contextos sociales más amplios), teoría de la
estructuración y teoría neo institucional (reglas e
instituciones como 'estructuras profundas' en las que los
actores informados se basan en sus acciones, dualidad de
estructura, es decir, las estructuras son tanto el contexto
como el resultado de las acciones, 'reglas del juego' que
estructuran las acciones). Estos micro supuestos teóricos
se han articulado en otros lugares [8]
B. Transiciones a la sostenibilidad
Los problemas ambientales contemporáneos, como el
cambio climático, la pérdida de biodiversidad y el
agotamiento de los recursos (agua limpia, petróleo,
bosques, poblaciones de peces, etc.) presentan desafíos
sociales formidables.
Abordar estos problemas requiere mejoras de factor
10 o más en el desempeño ambiental que solo pueden
lograrse mediante cambios estructurales profundos en el
transporte, la energía, la agroalimentación y otros
sistemas [3]
Estos cambios sistémicos a menudo se denominan
"transiciones socio técnicas", porque implican
alteraciones en la configuración general de los sistemas
de transporte, energía y agroalimentación, que implican
tecnología, políticas, mercados, prácticas de consumo,
infraestructura, significado cultural y conocimiento
científico. [13]
C. Etapas de la evolución de la tecnología.
Para evaluar las diferentes tecnologías y verificar si
estas son viables y van a ser adoptadas masivamente por
la sociedad, estas deben pasar por un análisis mediante la
fig. 1 que es una perspectiva multinivel que cuenta con
cuatro etapas dentro de las cuales se verá el análisis de la
evolución de la tecnología a lo largo del tiempo hasta que
logre llegar a un nivel masivo de adopción. [14]
II MÉTODOS Y MATERIALES
Fase 1.
Dentro de esta fase se verificará si funciona o no
está tecnología en la sociedad, en si es un prototipo de la
tecnología en la cual se podrá ver si este es apto para su
aceptación.
- Fase 2
Aquí se verificará si esta tecnología funciona en ciertas
condiciones tanto en ámbitos políticos como sociales,
esta fase es un punto crítico ya que se decidirá si esta
avanza, retrocede o simplemente es descartada para su
implementación.
- Fase 3
Esta fase es la de adopción temprana, dentro de esta solo
un limitado número de personas podrá hacerse con esta
tecnología, gente que cuente con los recursos necesario
para poder desarrollar de manera adecuada la tecnología,
por lo general se implementa primero en países
desarrollados y que cuenten con los recursos suficientes
y necesarios para mantenerla.
- Fase 4
Si la tecnología llega a esta fase, quiere decir que ya contó
con una adopción masiva, que todas las personas la
aceptaron y están dispuestas a implementarlas, cabe
recalcar que la aceptación no solo es por parte del usuario
o consumidor, sino que también debe tener una
aceptación política, gubernamental, entre otros.
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Figura 2. Perspectiva multinivel en transición.
REDUCCIÓN HUELLA DE CARBONO
A. Descarbonización
Descarbonizar es un término empleado en estos últimos
años de manera cada vez m un alto nivel de
descarbonización, al poder llegar solamente a conseguir
niveles del entorno al 60 por 100 de reducción de
emisiones de los GEI en 205. [11]
B. Electrificación
La electrificación representa acciones que buscan frenar
el ritmo del calentamiento global, donde los gobiernos y
las empresas de todo el mundo se han comprometido a
reducir las emisiones de los gases de efecto invernadero
que contribuyen al cambio climático, con el fin de
alcanzar la neutralidad de carbono hasta el año 2050. Para
alcanzar estos objetivos es necesario realizar una
transición energética para abandonar los combustibles
fósiles tradicionales, como el carbón, el petróleo y el gas,
y pasar a las fuentes de energía renovables, como la solar,
la eólica, la hidráulica y la geotérmica.
Dentro de este proceso de transición y reducción de las
emisiones de gases de efecto invernadero también es se
hace necesario el cambio de las máquinas, los transportes
y los procesos industriales que actualmente funcionan
con combustibles fósiles, para que de esta manera sean
capaces de funcionar con electricidad.
Solo cuando la electrificación se realice con energía
generada a partir de fuentes 100 % renovables se
convertirá en una herramienta esencial para llevar a cabo
la transición energética, permitir la descarbonización del
consumo final y contribuir al objetivo del desarrollo
sostenible. [4]
C. Estrategias para lograr una transición a carbono
neutro
- Reemplazo de combustibles fósiles Incentiva el
empleo de otro tipo de fuentes de energías, tales como el
viento, energía solar,
eléctrica para tratar en lo más posible de reducir el
consumo de los combustibles fósiles tradicionales
utilizados en su mayoría actualmente.
- Incrementar eficiencia energética En este caso lo
que se busca es tratar de lograr mediante la utilización de
diferentes tipos de tecnología o un proceso de producción
más eficientes para reducir las pérdidas de energía que se
pueden generar.
- Transportación
El transporte en la mayoría de países se moviliza
mediante la utilización de combustibles fósiles, pero lo
que se pretende es que esto cambie mediante el
incremento de vehículos eléctricos, los cuales son más
amigables con el ambiente.
Para impulsar la transición climática es preciso aplicar
políticas regulatorias, fiscales, sociales y estructurales
que incentiven y favorezcan los cambios necesarios en el
modelo productivo. Entre esas políticas se pueden incluir
aquellas medidas orientadas a que los agentes
contaminantes internalicen las externalidades de sus
emisiones de carbono, como los impuestos sobre el
carbono o los sistemas de comercio de emisiones. [2]
D. Ley de Cambio Climático
La Estrategia de Transición Justa pretende dinamizar las
oportunidades laborales y económicas surgidas a raíz de
la transición, así como, paliar los efectos sociales
negativos de la misma. Estos impactos negativos se
refieren entre otras cosas a las consecuencias que tendrá
para el empleo y el tejido social y empresarial de zonas
vulnerables afectadas por la desinversión en productos de
origen fósil promovida, cuando no impuesta, por la ley.
[12]
E. Posible combinación tipo de vehículo- fuente de
combustible
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Figura 3. Posible combinación tipo de vehículo- fuente
de combustible
Una variedad de combinaciones de vehículos y fuentes de
combustible son posibles para satisfacer nuestras
necesidades en el ámbito del transporte. De la imagen se
puede evidenciar las posibles rutas de
combustible/vehículo que se pueden tomar, donde consta
que las fuentes de energía primaria se encuentran en la
parte superior, los portadores de energía (combustibles)
en el medio y las opciones del vehículo en la parte
inferior.
III PRUEBAS Y RESULTADOS
Sostenibilidad del transporte
La sostenibilidad en el ámbito de la transportación
puede lograrse mediante la solución de las siguientes
problemáticas que inciden de alguna u otra manera en la
contaminación y desequilibrio del medio, entre las
principales problemáticas tenemos:
- Disminución de reservas de petróleo
- Cambio climático
- Calidad del aire y agua
- Impacto a la salud
- Trafico
- Ruido
En la actualidad la movilidad de personas y bienes
representa el 20% del total de la energía primaria
consumida a nivel mundial, y es responsable por una
cuarta parte de las emisiones de CO2 relacionadas con el
consumo de energía. El petróleo es el principal
combustible utilizado en el sector del transporte. [9].
CONCLUSIONES
En base a este estudio no es recomendable la
electrificación del transporte en una sociedad que aun usa
fuentes de energía de origen fósil para la creación de
electricidad, ya que en parte la electrificación ayudaría a
reducir la huella de carbono en el ambiente, pero esta
aumentaría, ya que incrementaría la demanda energética
y esta a su vez aumentaría la utilización de combustibles
fósiles para la creación de energía eléctrica, por lo cual
primero se debería realizar una des carbonización de las
fuentes energéticas para poder pensar en la electrificación
del transporte. Las especificaciones de los motores
eléctricos, nos permitió determinar ciertas características
tales como el número de polos, la frecuencia, la eficiencia
y el voltaje adecuado de operación de las máquinas.
En la actualidad el Ecuador estaría en la capacidad de
cambiar su matriz energética, debido a que cuenta con
muchos recursos naturales para poder lograrlo, sin
embargo, no cuenta con los recursos económicos
suficientes para poder lograrlo de una manera
satisfactoria, debido a esto se tendría una transición
energética que duraría un largo periodo de tiempo, pero
con resultados muy satisfactorios para el Ecuador.
También se considera viable la implementación de la
energía nuclear en el Ecuador, ya que está a comparación
de otras energías no deja una gran huella de carbono en el
ambiente, cabe recalcar que solo sería una solución
temporal de alrededor de unos 20 o 25 años hasta que las
tecnologías actuales se terminen de desarrollar y puedan
implementarse de una manera fácil en nuestro país.
En el ámbito de la transportación la estrategia de una
futura electrificación a los vehículos mediante la
utilización de los vehículos eléctricos en el sector
transporte permitiría una reducción del consumo de
combustibles fósiles nacional, como son la gasolina y
diésel, con esto también, se podría bajar las importaciones
de gasolina, que representan un enorme gasto más aun
que en nuestro país existe un subsidio de la misma que no
se encuentra focalizado.
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[7] Gallopí, & n, G. C. (2003). Sostenibilidad y
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https://repositorio.cepal.org/handle/11362/ 5763.
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[8] Geels, F. (2011). La perspectiva multinivel sobre las
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[16] Universidad de las Fuerzas Armadas [@Universidad
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