Una de las tecnologías fundamentales para el desarrollo de la humanidad ha sido la energía eléctrica; es difícil imaginar cómo sería uno de nuestros días cotidianos si no tuviéramos el fluido eléctrico. La electricidad es uno de los descubrimientos que mayor influencia ha tenido para cambiar nuestro mundo para siempre, cambio que empezó en las últimas décadas del siglo XIX. Además, no se vislumbra que, a diferencia de muchas tecnologías actuales, la electricidad vaya a quedar obsoleta algún día.

La electricidad es una fuente secundaria de energía. Las fuentes primarias de energía son las que se encuentran de forma espontánea en la naturaleza -combustibles fósiles, energía nuclear y energías renovables-, las cuales pueden utilizarse ya sea de manera directa o para producir electricidad o hidrógeno; éstas últimas son las fuentes secundarias y permiten transportar la energía al punto de consumo o sirven para almacenarla.

Además de ser el motor del mundo moderno, la electricidad es uno de los mejores ejemplos del avance científico a lo largo de la historia de la humanidad, avance que nunca se ha detenido pues el crecimiento de la demanda de electricidad y de las redes eléctricas continúa ofreciéndole nuevos retos a la comunidad científica.

La electricidad es un fenómeno natural que el ser humano utiliza para provecho propio, pero primero debió entenderla para después poder aprovecharla, lo que fue tarea de varios siglos. El descubrimiento de la electricidad, y del magnetismo, suele asignarse a Tales de Mileto, un sabio de la antigua Grecia que vivió entre 624 y 546 a. C. y quien, al frotar una piedra de ámbar con una piel animal, advirtió que la piedra atraía pequeñas partículas de su ropa, lo que denominó "elektron" y es la electricidad estática.

Durante los siglos XVII, XVIII y XIX hubo muchos avances para comprender el fenómeno de la electricidad y establecer los fundamentos de la ciencia eléctrica, culminando esta labor científica el escocés James Clerk Maxwell, quien en la década de 1860 publicó un conjunto de cuatro ecuaciones que utilizaban las observaciones intuitivas del inglés Michael Faraday para formular una teoría completa del electromagnetismo. Las ecuaciones de Maxwell resumían todo el trabajo de sus predecesores para unificar la teoría del campo electromagnético.

Una vez establecidas las bases de la ciencia eléctrica, se produjo una cascada de inventos para producir o transportar el fluido eléctrico, los cuales continúan hasta nuestros días. En 1879, Thomas Alva Edison patentó una lámpara incandescente y, en 1882, inauguró la primera central eléctrica para venderles electricidad a los compradores de sus lámparas. En 1895, George Westinghouse junto con Nicola Tesla construyen una central hidroeléctrica en las cataratas del Niágara que generaba corriente alterna, para poder transportar la electricidad hasta la ciudad de Buffalo, a 40 km de distancia.

En 1951 se construye en Ohio, Estados Unidos, la primera central nuclear experimental. El primer aerogenerador de 200 kW de potencia se instala en 1956 en la costa de Dinamarca. Las primeras celdas fotovoltaicas con tecnología de silicio monocristalino son comercializadas en 1959 por la compañía japonesa Sharp.

En 1965, la compañía canadiense Hydro-Quebec construye el primer sistema de transmisión de más de 700 kV, ampliando a 600 km la distancia de transmisión de corriente alterna. En 2020, el 100% de los hogares y empresas de Europa tienen instalados medidores inteligentes del consumo eléctrico.

En el entorno tecnológico nacional y mundial descrito en los párrafos anteriores y caracterizado por un sólido crecimiento del sector eléctrico, el 1 de diciembre de 1975 se publica en el Diario Oficial de la Federación el decreto mediante el cual se crea en México el Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE). Esta no era alguna acción fortuita o aislada, más bien se insertaba en una dinámica internacional que respondía a la necesidad de instituciones que atendieran la investigación en los diversos campos científicos y tecnológicos que requiere la sociedad, entre ellos, el sector eléctrico. En el caso particular del IIE, el objetivo de su creación fue para resolver los problemas científicos y tecnológicos relacionados con el mejoramiento y el desarrollo de la industria eléctrica y de industrias afines, para lo cual debería realizar y promover la investigación científica, el desarrollo experimental y la investigación tecnológica.

Desde la década de 1950, en el sector eléctrico de varios países surgieron organismos especializados de investigación y desarrollo que eran independientes de las empresas productoras de electricidad, y cuya función era apoyar a la industria eléctrica sobre cuestiones de producción, eficiencia, seguridad y modernización. De esta manera, en 1951 se crea en Japón el Central Research Institute of Electric Power Industry (CRIEPI); en 1956, en Italia se funda el Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano (CESI); en Inglaterra, en 1957 se crea el Central Electricity Generating Board (CEGB); en 1967, en Canadá se funda el Institut de Recherche d?Hydro-Québec (IREQ); finalmente, en 1973 se crea en Estados Unidos el Electric Power Research Institute (EPRI). Esta atmósfera tecnológica contribuyó a la creación de un instituto similar para la industria eléctrica mexicana.

Dentro del sector energético mexicano, la creación del IIE tampoco fue un hecho aislado. Ya en 1956 se había creado la Comisión Nacional de Energía Nuclear (CNEN), la cual cambió de nombre en 1979 a Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ). Por otra parte, el 23 de agosto de 1965 se había publicado el Decreto Presidencial para crear el Instituto Mexicano del Petróleo (IMP), el brazo tecnológico de Petróleos Mexicanos (Pemex).

El 27 de septiembre de 1960, siendo presidente de México el Lic. Adolfo López Mateos, se nacionaliza la industria eléctrica con el propósito de integrar y regular a las empresas encargadas de suministrar energía eléctrica en el país. Con dicha nacionalización, la Comisión Federal de Electricidad (CFE) asumió una mayor responsabilidad en la generación, transmisión, distribución y comercialización de la electricidad, lo que implicó nuevos retos tecnológicos. Para atender estos requerimientos y siendo director de la CFE el Lic. Guillermo Martínez Domínguez, en 1965 se crea, como un departamento de la CFE, el Instituto de Investigaciones de la Industria Eléctrica (IIIE), cuyas oficinas se ubicaban en la Ciudad de México.

Varios años después, en 1975, el IIIE fue la base para fundar el nuevo IIE, pero ahora como un organismo público descentralizado con personalidad jurídica y patrimonio propios, siendo entonces director de la CFE el Lic. Arsenio Farell y presidente de México el Lic. Luis Echeverría Álvarez. Muchos personajes participaron en el esfuerzo para crear el IIE, entre ellos podemos mencionar a los ingenieros Manuel Moreno Torres, Fernando Hiriart Balderrama y Raúl Marsal.

El primer Director Ejecutivo del nuevo IIE fue el Dr. Carlos Vélez Ocón, quien ya había trabajado en la sección nuclear del IIIE y asumió su nueva responsabilidad desde la elaboración del anteproyecto del decreto de creación del IIE. Las primeras oficinas del IIE se localizaban en la Ciudad de México, en la Colonia Anzures, a dos cuadras de las Oficinas Nacionales de la CFE, donde continuaron laborando por varios años algunos investigadores del IIE.

El decreto de creación del IIE obligaba a que la CFE le entregara el terreno adecuado, en cuanto a localización y extensión, para ubicarse definitivamente, además del financiamiento inicial para su arranque. Para cumplir con el primer compromiso, la CFE le cedió al IIE un terreno ubicado en la periferia de Cuernavaca, en el Estado de Morelos. Este terreno era parte de la ?Finca Palmira? que el ex-presidente Lázaro Cárdenas había donado a la CFE. En dicho terreno se había construido originalmente una pequeña central hidroeléctrica y, cuando ésta dejó de funcionar, la CFE construyó una escuela para capacitar a sus trabajadores linieros, por lo que el IIE recibió como sus instalaciones iniciales dicho terreno junto con los edificios de la central original y de la escuela de linieros. La inauguración oficial del IIE ocurrió el 5 de abril de 1976 y fue realizada por el Presidente Luis Echeverría Álvarez.

Otra responsabilidad del Dr. Carlos Vélez fue integrar el equipo inicial de investigadores del IIE, para lo cual invitó a personal de diversas instituciones educativas y de investigación, y quienes pueden ser considerados los pioneros del IIE. Entre ellos estuvieron: del antiguo IIIE, los ingenieros Sergio Mercado González, Noé Guzmán y Javier Castro Siller; del IPN, el Dr. Pablo Mulás del Pozo; de la UNAM, el Dr. Víctor Gerez Greiser; del ITESM, el Dr. Carlos Treviño Lozano; del Instituto Nacional de Energía Nuclear (INEN), la maestra Ana María Martínez Leal; y de la Universidad de Arizona, el Ing. Alonso Rodríguez.

La administración del Dr. Carlos Vélez concluyó intempestivamente en agosto de 1976, cuando lo nombraron director general del INEN. Su relevo inmediato en la dirección ejecutiva del IIE fue el Dr. Carlos Treviño Lozano, quien estuvo en su puesto sólo hasta noviembre de ese mismo año.

El 1° de diciembre de 1976 asume la Presidencia de México el Lic. José López Portillo, quien nombra al Lic. Hugo Cervantes del Río como director general de la CFE, quien a su vez invita al Ing. Guillermo Fernández de la Garza para hacerse cargo de la Dirección Ejecutiva del IIE. El Ing. Fernández de la Garza había laborado previamente en la CFE y en el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, por lo que había participado en la creación del IIE, conocía los objetivos que perseguía y estaba al tanto de todos los pormenores de su arranque inicial.

El 13 de diciembre de 1976 inicia su gestión el Ing. Fernández de la Garza e inmediatamente realiza un esfuerzo de planeación para identificar la problemática del sector eléctrico y definir la infraestructura que requería el IIE para apoyar el desarrollo tecnológico de la industria eléctrica nacional. Posteriormente empezaron a prepararse propuestas para atender cada una de las líneas de investigación identificadas en el mapa de necesidades.

Desde sus primeros años de existencia, el IIE no solo atendió la problemática identificada del sector eléctrico, sino también concentró sus esfuerzos en desarrollar las fortalezas que le permitieran enfrentar con éxito los retos futuros ya vislumbrados, por lo que preparó a su capital humano y adquirió el equipo necesario para atender los diversos problemas que amenazaban al sector eléctrico y repercutían en su confiabilidad, eficiencia y economía. Con estos elementos pudo atender una diversidad de problemas químicos (combustión y corrosión), mecánicos (análisis, modelado y diseño estructural) y eléctricos (análisis y modelados de los transitorios que se presentan en las redes eléctricas).

En febrero de 1977, el IIE firmó un contrato con la Gerencia de Electrificación Rural de la CFE para desarrollar algunas alternativas de electrificación rural basadas en fuentes no convencionales de energía, cuyo objetivo era analizar la posibilidad de utilizar energías renovables in situ para generar electricidad en zonas remotas alejadas de las líneas de transmisión. La CFE también le cedió al IIE la infraestructura de la estación experimental eoloeléctrica "El Gavillero", ubicada en Huichapan, Hidalgo, lo que marcó el inicio de los estudios sobre energía eólica en el Instituto. Se lograron desarrollar y probar varios tipos de aerogeneradores, culminando con el desarrollo del aerogenerador "La Avispa" de 300 watts y eje horizontal, el cual fue patentado por el IIE.

Desde su creación, el IIE se ocupó en estudiar las fuentes de energía alternas a las convencionales, es decir, la energía del sol, del viento, de la biomasa y de la geotermia, además de la energía hidráulica a pequeña escala, con el objetivo principal de abastecer de energía eléctrica a las pequeñas comunidades que por su situación geográfica están marginadas de la electrificación rural por medio de las redes eléctricas públicas. También se desarrollaron cocinas y calentadores solares, así como bombas de agua accionadas por la energía del viento.

Con el objetivo de difundir entre la comunidad estudiantil, científica y tecnológica los resultados de las investigaciones realizadas por el IIE, en mayo de 1977 se publica el primer número del canal de comunicación del Instituto, el Boletín IIE.

La positiva relación entre la CFE y el IIE, así como la clara delimitación de sus campos de acción, permitió la temprana incursión del Instituto en dos temas de primordial importancia para el sector energético: la geotermia y la energía nuclear. Desde sus primeros años, el IIE apoyó a la CFE en el estudio y formulación de la reglamentación relacionada con la seguridad nuclear, en el contexto del proyecto y puesta en marcha de la Central Nucleoeléctrica Laguna Verde.

En cuanto a los proyectos de geotermia realizados entre 1977 y 1978, estuvieron enfocados a apoyar las etapas de exploración de recursos geotérmicos; desarrollar fluidos de perforación y cementos resistentes a las altas temperaturas para la perforación de pozos; estudiar la física y la ingeniería de los yacimientos para desarrollar modelos conceptuales y para la evaluación de recursos; diseñar estudios de control ambiental para minimizar el impacto de la exploración y la explotación de los recursos geotérmicos; así como realizar estudios de fluidos de baja entalpía para lograr un aprovechamiento integral de los recursos.

Derivado de las mayores exigencias y más estrictos requerimientos de control del sistema eléctrico nacional que para entonces ya era de proporciones extraordinarias, en agosto de 1977 se inauguró el Centro Nacional de Control de Energía (CENACE), el cual sustituyó al antiguo Despacho Nacional de Carga. Con la creación del CENACE surgieron los planes para controlar en forma automática el 100% del despacho de energía, lo que requeriría de alrededor de 300 unidades terminales remotas (UTR) que se pretendía fueran de fabricación nacional. El IIE consideró este reto tecnológico como una gran oportunidad para contribuir al desarrollo de la ingeniería eléctrica nacional, y se comprometió a desarrollar para el CENACE un prototipo funcional de una UTR.

El conjunto de innovaciones que aplicaron los investigadores del IIE al desarrollar el prototipo de las UTR permitieron que todas las funciones de telemedición y telecontrol se realizaran de manera más versátil. Una vez terminado el prototipo inicial de la UTR, se mejoró hasta lograr una versión comercial, realizando posteriormente la transferencia de tecnología a una empresa mexicana para que lo fabricara comercialmente. Los resultados de las UTR demostraron que en México se podían hacer excelentes e innovadores desarrollos tecnológicos.

Atendiendo una convocatoria de la CFE para automatizar sus centrales generadoras, en 1980 el IIE inició un proyecto que culminó con el desarrollo del equipo denominado Control Programable de Secuencias, otro desarrollo importante del Departamento de Electrónica del IIE para el control supervisorio, del cual también se hizo la transferencia tecnológica a empresas de la industria mexicana.

Estos últimos logros del IIE contribuyeron a la creación de empleos y a fortalecer la sustitución de importaciones en el país, lo que confirmó la premisa de que la función de los institutos de investigación consiste no solamente en resolver problemas tecnológicos, sino también en estimular la economía a través del impulso a empresas que aprovechan esas tecnologías para fabricar nuevos productos para el mercado.

Para proyectarle a la CFE sus laboratorios de alta tensión y alta potencia, en mayo de 1978 se firmó un convenio para formalizar dicho proyecto, en el cual se conjuntaron esfuerzos de la CFE, el IIE y la Compañía de Luz y Fuerza del Centro (CLyFC), y en cuya realización el IIE requirió la colaboración del Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano. El laboratorio se instaló en la ciudad de Irapuato e incluyó secciones para alta potencia-baja tensión, alta potencia- media tensión y alta potencia-alta tensión, concluyéndose el proyecto a principios de 1983.

En 1980, el Departamento de Transmisión y Distribución del IIE terminó la elaboración de los manuales de diseño para aislamientos, blindajes, redes de tierra para subestaciones y líneas de transmisión, además de la guía de diseño eléctrico por descargas atmosféricas en líneas de transmisión. En esa misma época también se estudiaron los efectos de la contaminación sobre los equipos e instalaciones eléctricas.

A principios de la década de 1980, se atendieron los problemas de combustión que presentaban las centrales termoeléctricas de la CFE que quemaban combustóleo, para lo cual, en el laboratorio de combustión del IIE se estudiaron y determinaron, experimentalmente, las características de los combustóleos mexicanos y su comportamiento en el proceso de combustión, lo que permitió proponerle a la CFE algunas acciones concretas para mejorar la calidad de los combustóleos y el proceso de combustión.

En esas mismas fechas, el Departamento de Ingeniería Mecánica del IIE realizó los estudios de ingeniería básica para la central geotermoeléctrica de Cerro Prieto, desarrollando también un manual para diseñar separadores de vapor y silenciadores empleados en la explotación del campo geotérmico; se estudió el manejo de flujos bifásicos para simular el flujo de vapor geotérmico de una red de ductos de vapor; además se desarrollaron las especificaciones para integrar la instrumentación del campo Cerro Prieto e, inclusive, se diseñó equipo geotérmico de superficie como separadores, secadores, silenciadores de mezcla y acústicos, válvulas de bola, etcétera.

A principios de 1979, la CFE solicitó al IIE que analizara la posibilidad de desarrollar un simulador de centrales termoeléctricas para adiestramiento de operadores, ya que en el corto y mediano plazo se requeriría capacitar a 735 opeoperadores de las centrales eléctricas que irían integrándose a la infraestructura de generación, para lo cual los simuladores mostraban una utilidad y eficacia comprobada. Este compromiso significaba enfrentar retos tecnológicos sin precedente, por lo que se formó un núcleo básico de investigadores del IIE, se integraron nuevos investigadores provenientes de otras instituciones y se incluyeron prestigiados asesores internacionales.

En marzo de 1980 iniciaron las actividades del proyecto del simulador, el cual debía ser una réplica de la Unidad I de la Central Termoeléctrica "Francisco Pérez Ríos", ubicada en Tula, Hidalgo. Los modelos del simulador lograron reproducir fielmente el comportamiento de la central en todos sus rangos de operación, desde el "arranque en frío" hasta la operación a plena carga, así como el comportamiento bajo condiciones por falla de diversos equipos. El simulador se terminó en el plazo estipulado y fue el primero de su tipo construido en México y en América Latina, trasladándose al nuevo Centro de Adiestramiento de Operadores Ixtapantongo, localizado en Valle de Bravo, Estado de México, el cual se inauguró el 27 de septiembre de 1982.

Los proyectos anteriormente descritos son sólo una muestra de las numerosas actividades de investigación y desarrollo tecnológico que se realizaron en el IIE desde su creación y a lo largo de toda su historia, las cuales impactaron positivamente a la industria eléctrica nacional y fueron el cimiento para que el IIE se haya labrado un sólido prestigio, tanto como Institución y también a nivel individual de sus investigadores, lo cual, además, significaba una responsabilidad y motivo de orgullo para todos aquellos que pertenecían a la Comunidad IIE.

Cabe destacar que los excelentes resultados obtenidos en cada uno de los proyectos ejecutados por el IIE fueron responsabilidad tanto de sus directivos como de los investigadores y del personal de nivel técnico, pues siempre se trabajó en equipo. Los directivos ofrecieron apoyo, visión y liderazgo, los investigadores aportaron su experticidad y pericia, y siempre se contó con el respaldo del personal de nivel técnico y administrativo, todos ellos laborando con mucha responsabilidad y dedicación.

También debe señalarse que, a lo largo de su historia, el IIE enfrentó diversas dificultades acordes a la realidad de nuestro país, tales como cambios en las políticas científicas y tecnológicas gubernamentales, así como restricciones presupuestarias que lo obligaron a adoptar políticas de austeridad como "hacer más con menos", logrando superar con éxito todas esas vicisitudes.

Después de dirigir durante casi 15 años el rumbo del IIE, en mayo de 1991 el Ing. Fernández de la Garza renunció a su puesto para encabezar ahora la Comisión Nacional de Ahorro de Energía. Por orden cronológico, le sucedieron en la Dirección Ejecutiva del IIE los doctores Pablo Mulás del Pozo y Julián Sánchez Gutiérrez, el maestro Fernando Khors Aldape, los ingenieros Oswaldo Gangoiti Ruiz y Julián Adame Miranda, así como el Dr. José Luis Fernández Zayas.

Siendo Director Ejecutivo del IIE el Dr. José Luis Fernández Zayas, el 24 de diciembre de 2015 se publicó en el Diario Oficial de la Federación la Ley de Transición Energética, la cual asignó al IIE nuevas tareas y responsabilidades, así como un nuevo nombre: Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias (INEEL). Habían pasado justo 40 años desde la creación del IIE.

Las encomiendas del Instituto en su nueva etapa están acordes a la realidad energética actual de nuestro planeta, donde se privilegia el impulso al desarrollo sostenible, en general, y a las energías limpias, en particular. Entre esas encomiendas están: la promoción de la investigación aplicada y el desarrollo de tecnologías para el cumplimiento de las metas en materia de energías limpias y eficiencia energética; coordinar y realizar estudios y proyectos de investigación científica o tecnológica con otras instituciones académicas o de investigación en materia de energía, energía eléctrica, energías limpias, energías renovables, eficiencia energética, emisiones contaminantes generadas en la industria eléctrica, sustentabilidad, sistemas de transmisión, distribución y almacenamiento de energía, y sistemas asociados con la operación, entre otras.

Ninguna de las nuevas encomiendas le eran completamente ajenas al IIE, pues su colaboración estrecha con el sector eléctrico nacional para atender su problemática tecnológica se distinguió siempre por incorporar los avances técnicos más recientes o, inclusive, desarrollar tecnología propia que estaba en la frontera mundial del conocimiento. Además, el IIE nunca fue una institución estática, por el contrario, siempre estuvo reinventándose buscando que sus proyectos superaran las expectativas de sus clientes, de tal manera que a lo largo de sus 40 años de vida realizó varios cambios a su organigrama interno, modificó sus líneas de investigación, persiguió la sinergia entre sus investigadores, certificó sus productos y servicios, etcétera.

El INEEL ahora aborda nuevos paradigmas energéticos que distan mucho de los que enfrentó en su creación el IIE, derivado de los avances tecnológicos durante esos 40 años. En sus proyectos ahora incorpora disciplinas como la mecatrónica, la nanotecnología, la robótica, la inteligencia artificial, el internet de las cosas y otras, para desarrollar sistemas de realidad virtual y realidad aumentada, sistemas inteligentes de monitoreo y diagnóstico, aplicaciones de las redes eléctricas inteligentes, desarrollo del mercado eléctrico, simuladores web de unidades generadoras de electricidad, captura y almacenamiento de carbono, etcétera.

En la 4a sesión de la Junta Directiva del INEEL, realizada el 27 de marzo de 2017, se informó que el Dr. Diego Arjona Argüelles sería el nuevo Director General de INEEL, sustituyendo al Dr. José Luis Fernández Zayas. El 2 de julio de 2019, la Secretaria de Energía, Ing. Norma Rocío Nahle García, informó el nombramiento de la Dra. Georgina Izquierdo Montalvo como nueva Directora General del INEEL, siendo la primera vez en la historia del IIE/INEEL que una mujer ocupa ese cargo.

Con base en su liderazgo tecnológico, su experiencia acumulada, su capital intelectual y su vocación de servicio, puede esperarse que el INEEL supere con éxito todas las circunstancias y dificultades que surgen en el nuevo entorno del sector eléctrico mexicano, siendo todos ellos retos inéditos. De tal manera que las nuevas generaciones algún día escribirán una semblanza de los notables resultados de innovación tecnológica logrados durante los 30 o 40 años de vida del INEEL. Mientras llega ese día:

Por:
Armando Moreno Almaraz, amoreno@ineel.mx