Hacia una economía basada en recursos naturales y energías

Erik VARGAS-ROJAS
Université de Franche-Comté
Doctorado en Ingeniería Mecánica
erikvargasrojas@hotmail.com
Hacia una economía basada en recursos naturales y energías renovables:
el caso del hidrógeno
Resumen
La realidad presentada en la Reforma Energética promovida por el actual gobierno mexicano es
aterradora: "el petróleo de fácil acceso se está acabando, tanto en México como en el resto del mundo.
Cantarel, nuestro principal campo, se está agotando. No obstante, México cuenta con reservas probadas
para 10 años de producción". Un gobierno aterrado pone el dedo en la llaga y sentencia los años de
abundancia pronosticados –y también muy abusados– por y desde el Lopezportillismo. Es momento –
finalmente– de buscar otras alternativas en las llamadas energías limpias, pero de manera urgente. El
gobierno mexicano propone en el sexenio anterior un plan de acción a mediano plazo con miras a
aprovechar los recursos naturales que denominó "Prospectivas de Energías Renovables 2012-2026" con el
que busca alcanzar al menos 35% de la generación de electricidad a partir de fuentes limpias hacia el año
2024. El punto de partida refleja un gran atraso: actualmente 76% de la generación de electricidad en el país
proviene de la quema de combustibles fósiles, mientras que de fuentes no contaminantes como el viento o el
sol sólo 4%, en un momento además en el que el debate está enfocado a la pseudoprivatización de la
industria petrolera, apostando por una coparticipación extranjera. El documento de la Estrategia Nacional
Energética 2013-2027 del actual gobierno describe la situación del sector energético mexicano, propone una
diversificación energética, considera al gas natural como el combustible de transición hacia una economía de
bajo carbono y a base de energías renovables (todavía inmaduras) e incluso plantea el uso de otras
tecnologías como la nuclear –muy cuestionada y en proceso de ser desechada en algunos países dados sus
altos riesgos–. Es así como México llega tarde a su cita con el aprovechamiento de sus recursos energéticos
renovables, aún y cuando su potencial es enorme debido a su localización geográfica, a sus muy extensos
litorales y a los vastísimos recursos naturales. En este documento se trata una de las alternativas potenciales
en las que México pudiera ser actor y los retos asociados a ésta: la tecnología del hidrógeno. Se comentan
algunos de los diferentes aspectos a desarrollar para pasar de una economía basada en la explotación de
recursos fósiles a una economía del hidrógeno.
1
Introducción
La realidad aceptada por el actual gobierno, con miras a presentar y ratificar su Reforma Energética es
aterradora: "el petróleo de fácil acceso se está acabando, tanto en México como en el resto del mundo.
Cantarel, nuestro principal campo, se está agotando. No obstante, México cuenta con reservas probadas
para 10 años de producción" [1].
Recordamos así como otro presidente priísta, José López Portillo (1976-1982), prometía la administración
de la abundancia, resultado de los enormes recursos que generaba el petróleo gracias al descubrimiento de
nuevos yacimientos en Chiapas, Tabasco y en la Sonda de Campeche catapultando a México como primer
exportador de crudo (en un momento de crisis internacional en el que los países árabes habían interrumpido
sus exportaciones como consecuencia de la Guerra de Yom Kipur, octubre de 1973), permitiendo a su vez
que el Producto Interno Bruto en México se elevara a un valor histórico record en la historia del México
contemporáneo. Luego de eso, esta abundancia fue dilapidada irresponsablemente durante su gobierno,
dando lugar a una profunda crisis que anticipó la llegada de los gobiernos neoliberales. "México, país de
contrastes, ha estado acostumbrado a administrar carencias y crisis. Ahora [con] el petróleo en el otro
extremo, tenemos que acostumbrarnos a administrar la abundancia”, sentenciaba quien se autonombraba
como "la última oportunidad de la Revolución". [2,3].
Pasaron aproximadamente tres décadas para que se aceptara buscar otras alternativas en las llamadas
energías limpias, pero de manera urgente. Ya en el sexenio pasado encabezado por Felipe Calderón Hinojosa
(2006-2012) se propone un plan de acción a mediano plazo con miras a aprovechar los recursos naturales
denominado "Prospectivas de Energías Renovables 2012-2026" [4], presentada al H. Congreso de la Unión
el 29/02/2012, que a su vez busca cumplir con los objetivos de la Ley para el Aprovechamiento de Energías
Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética (LAERFTE), publicada en el Diario Oficial de
la Federación el 28/11/2008, la cual establece en su Segundo Transitorio lo siguiente "Para efectos de la
fracción III del artículo 11 ..., la Secretaría de Energía fijará como meta una participación máxima de 65 por
ciento de combustibles fósiles en la generación de energía eléctrica para el año 2024, del 60 por ciento en el
2035 y del 50 por ciento en el 2050". Las energías renovables, definidas por la LAERFTE, son a saber:
a.
b.
c.
d.
El viento;
La radiación solar;
El movimiento del agua en cauces naturales o artificiales;
La energía oceánica: maremotriz, maremotérmica, de las olas, de las corrientes marinas, y del
gradiente de concentración de sal;
e. El calor de los yacimientos geotérmicos;
f. Los bioenergéticos.
El mayor logro calderonista en ese aspecto parece ser en la generación eólica, con una capacidad instalada
de 1,490 MW al final el sexenio (considérese por ejemplo que una casa consume en promedio 5 kW, o unos
100 focos de 100 W prendidos todos al mismo tiempo; la capacidad instalada permitiría alimentar poco
menos de 300,000 casas, o la población de Quintana Roo, o la Delegación Gustavo A. Madero del Distrito
Federal), siendo México reconocido por la Asociación Mundial de Energía Eólica como el país con el mayor
crecimiento en términos porcentuales (durante 2009) [5]. La producción de energía eléctrica durante el 2012
fue de 63 mil 745 Megawatts; el potencial de México es enorme con respecto a algunas de las energías
renovables: en energía eólica se pudiera igualar pero incluso superar la producción del 2012 al alcanzar 71
mil MW; en lo que a energía oceánica se refiere se estima una capacidad de 26 mil MW con un área de
embalse en el mar de 2590 kilómetros cuadrados; y en cuanto a la energía geotérmica hay una capacidad de
10 mil 644 Megawatts [6].
2
Sin embargo, el punto de partida refleja un gran atraso: actualmente 76% de la generación de electricidad
en el país proviene de la quema de combustibles fósiles [6], mientras que de fuentes no contaminantes como
el viento o el sol sólo 4%, en un momento además en el que el debate está enfocado a la pseudoprivatización
de la industria petrolera. El documento de la Estrategia Nacional Energética (ENE) 2013-2027 del actual
gobierno describe la situación del sector energético nacional fijando la posición de México en materia
energética durante los próximos 40 años.
Mario Molina, –único– premio Nobel de Química nacido en México, nacionalizado estadounidense, y
actual asesor en materia energética del presidente Barack Obama, es también uno de los creadores de la
actual ENE 2013-2027. En la nueva estrategia se apuesta por una diversificación energética, considerando
los denominados energéticos de transición, es decir, combustibles alternativos a usar mientras crece el uso de
energías más limpias. Uno de ellos es "la nueva joya energética" que el gobierno mexicano busca explotar
[6]: el gas de esquisto o gas shale. Este se extrae de las rocas del mismo nombre y cuyo proceso para
obtenerlo libera gases como el metano, uno de los gases fuertemente involucrados del cambio climático. En
el documento que Molina presenta a la ENE, él plantea además otras energías renovables, en particular la
geotérmica y la nuclear. En la LAERFTE no se hace referencia a esta última y resulta curioso que se plantee
su uso cuando ha sido severamente cuestionada, y que incluso está en proceso de ser desechada en otros
países dados sus altos riesgos palpables a través de eventos catastróficos recientes como el accidente en
Fukushima, que despiertan los fantasmas del apocalipsis nuclear: el del 26 de abril de 1986, Chernobyl en la
extinta URSS; el de Hamm (1986) en Alemania; el de Bugey (1984) en Francia; el de Tsuruga (1981) en
Japón; los de Three Mile Island (1979), Browns Ferry (1975), o Idaho Falls (1961), todos en los EU; o el de
Windscale en Inglaterra (1957) [7]. México no es ajeno al peligro nuclear. Aún y cuando no es un país cuya
producción energética esté fuertemente ligada a la energía nuclear, sí es un país consumidor de tecnología
nuclear. Tal es el caso de equipo médico, que una vez que cumple con su ciclo de vida es desechado.
Recientemente ha salido a la luz pública las consecuencias de un mal manejo del basurero nuclear cercano a
la comunidad de Temascalapa, Edo. de México, –a tan solo 75 km de la Cd. de México–. En este municipio
la gente muere de cáncer, y presenta malformaciones congénitas de manera recurrente, lamentablemente no
se cuenta con estudios oficiales sobre las consecuencias sanitarias de tener un tiradero de este tipo junto a
una comunidad de casi 3000 habitantes [8].
El panorama no es simple, pues se requiere tener además una visión completa con análisis económicos
claros. En este momento al país no le convendría dejar de usar combustibles fósiles, ya que resultaría caro.
La idea es paulatinamente disminuir su uso y aprovechar la coyuntura para crear círculos virtuosos entre la
innovación, la adopción temprana de tecnologías, y la reducción de costos. Hay medidas como la ampliación
de la oferta de energía vía opciones renovables cuyos costos deberán analizarse a la luz de sus beneficios.
Ante el muy probable establecimiento de un precio al carbono como parte de un nuevo régimen climático
internacional, algunas acciones de alto costo hoy pueden convertirse en una oportunidad para México de
posicionarse como un receptor de financiamiento y como un exportador de bienes y servicios con cada vez
menor huella de carbono (sic) [9].
Es así como México llega tarde a su cita con el aprovechamiento de sus recursos energéticos renovables,
aún y cuando su potencial es enorme debido a su localización geográfica, a sus muy extensos litorales y a los
vastísimos recursos naturales. Pero al mismo tiempo el país se encuentra ante una oportunidad única para
hacer uso consciente de sus recursos naturales, así como también de sus ingenieros e investigadores. Es
momento de aprender a desarrollar tecnologías propias.
3
¿Evolución?
El hidrógeno es el elemento más abundante en el Universo, por lo que no se corren los mismos riesgos de
falta de perennidad como en el caso de los combustibles fósiles. Sin embargo, se plantean todavía muchas
preguntas sobre la viabilidad del concepto dadas las limitaciones infraestructurales actuales, y de una falta de
claridad con respecto a cuándo el futuro basado en combustibles a base de hidrógeno llegará. En ese sentido
el hidrógeno no es la única opción energética; sin embargo, sí tiene un appeal tecnológico para un mundo
que no tiene muchas opciones. En ese sentido la civilización actual está por vivir un cambio fundamental en
su evolución. De acuerdo al astrofísico ruso Kardashev [10] se pueden clasificar las civilizaciones existentes
–efectivamente, considerando que hay más de una presente en el Universo– de acuerdo a la fuente de sus
recursos energéticos, a partir de planetas (Tipo I), estrellas (Tipo II) o galaxias (Tipo III). Así una
civilización Tipo I utilizaría la energía disponible de su planeta, como lo hace la Humanidad actualmente. En
el caso hipotético de que la Humanidad pudiera aprovechar masivamente la energía del sol a través de las
celdas fotoeléctricas que ha venido usando desde mediados de la década de los 70s [11], o a través de una
constelación de satélites (Esfera Dyson), y aprovechando los recursos energéticos que otorga el Sol a la
Tierra, la Humanidad podría migrar a un estado de evolución mayor. Cada una de estas civilizaciones
implica enfoques y tecnologías diferentes. Actualmente como raza humana estamos indudablemente
clasificados en el Tipo I, las decisiones que se tomen en los próximos 50 años en torno a nuestros recursos
energéticos permitirán que evolucionemos o que permanezcamos en el estado actual.
El vector hidrógeno y su rol en la geopolítica
El hidrógeno como tal no es una fuente de energía por sí sola, es un medio de transporte de ésta. Aunque
es el elemento conocido más abundante, se encuentra en la forma de compuestos como el agua, gas natural,
petróleo, carbón, y muchos otros, entre ellos el gas hidrógeno compuesto de dos átomos de hidrógeno: el dihidrógeno. Entonces, el hidrógeno cuando se encuentra como parte de algún otro compuesto requiere energía
para romper los enlaces con los que forma esos compuestos. Una vez producido (liberado), puede ser
transportado o almacenado a donde resulte necesario. Por ejemplo, si el hidrógeno se produce usando el sol,
o la potencia del viento, ese hidrógeno almacena y transporta esa energía del sol o del viento, de ahí que se le
considere como un "vector". Las celdas de combustible son los dispositivos que se usan para liberar la
energía almacenada. Contrario al experimento de la electrólisis en el que al hacer pasar una corriente
eléctrica a través de agua, ésta se separa en sus elementos constituyentes, así una celda de combustible
sintetiza agua a través de la combinación de combustible hidrógeno y el oxígeno del aire, liberando
electricidad en el proceso.
El hidrógeno ha llamado la atención de los tomadores de decisiones, de los fabricantes de automóviles,
incluso de las compañías petroleras por varias razones. En primer lugar porque este se puede obtener a partir
de las fuentes de generación de energía incluyendo los combustibles fósiles, la energía nuclear, las fuentes
renovables como la solar y el viento, o de otras como son colonias de bacterias o a partir de desechos
orgánicos. En ese sentido el documento de Momirlan y Veziroglu [12] detalla los diferentes procesos
(electroquímicos, termoquímicos, fotoquímicos, fotocatalíticos, fotoelectroquímicos y fotobiológicos) para
producirlo (al 2002).
Otro aspecto no menos interesante del hidrógeno –y de otras tecnologías a base de recursos energéticos
renovables, muy particularmente el sol y el viento– es la posibilidad de que cada país, cada comunidad, o
incluso cada persona pueda producir sus propias fuentes de energía. Actualmente, un tercio de la población
mundial utiliza fuentes de energía primitivas, como la madera, la leña, o incluso la potencia animal. Los
recursos energéticos a base de hidrógeno darían pie a una autonomía energética de las comunidades, aún las
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más desfavorecidas. Una vez que los gobiernos de los países se decidan ya sea por desarrollar sus propias
tecnologías, o por implementar las ya existentes, el recurso energético estaría al alcance de todos. Esta
posibilidad rompe tácitamente con el esquema oligopólico actual en el que sólo unos cuantos países son los
productores (explotadores) de recursos energéticos fósiles, por circunstancias azarosas y geológicas. En ese
sentido, la economía del petróleo no responde a la libre oferta y demanda; prueba de ello son los precios
controlados artificialmente durante la década de los 70s por parte de la Organización de Países Exportadores
de Petróleo (OPEC, por sus siglas en inglés); o por la intervención política y militar de Estados Unidos
durante el conflicto entre Irak y Kuwait en 1990-1991, y luego un poco más tarde en 2003 durante la
operación Libertad Irakí (OIF por sus siglas en inglés) [13] con la que EU buscaba asegurar la producción
petrolera Irakí y con ello la volatilidad de precios, situación que a pesar de todo no sucedió así durante la alza
de precios en 2006 y 2007. Por el contrario, el hidrógeno da pie a una economía de libre mercado al poder
ser producido por todos [14].
Un tercer aspecto favorable de la tecnología del hidrógeno tiene que ver con las preocupaciones
ambientales. Las repercusiones en la salud, en el ambiente, en el equilibrio Tierra-Hombre son muchas, y son
motivo de numerosos análisis, debates, acuerdos y desacuerdos. El petróleo como recurso energético es un
negocio sucio, que contribuye al incremento de partículas en suspensión en la atmósfera (a base de carbono),
las cuales incrementan la captación de calor, y con ello el aumento de temperatura tan comentado, y con
consecuencias tan palpables en la actualidad como son pérdidas de cosechas, mares que incrementan su
nivel, deshielo de los Polos, reducción de fuentes de agua dulce, inviernos cada vez más fríos y largos, o
veranos cada vez más calientes, entre otros. También se presenta un incremento de ozono a nivel del suelo,
así como de partículas finas, y dióxido de azufre [15] lo que repercute en la salud. La situación es tal que si
alguna de las dos economías emergentes ya sea China o India satisficieran sus necesidades energéticas sólo
con petróleo y carbón, y el resto del mundo cambiara completamente a fuentes energéticas limpias, no se
vería un efecto positivo en el calentamiento global [16].
Durante las crisis de los precios del petróleo en los 70s y 80s esta situación no fue lo suficientemente
tenaz como para cambiar radicalmente a otro tipo de recursos energéticos en los años siguientes; sin
embargo, sí fue lo suficientemente importante como para empezar a hablar del tema. No fue sino hasta
después de la fecha trágica del 11 de septiembre del 2001 en que el gobierno estadounidense reconoció el
asunto de los energéticos como un asunto de riesgo político y económico, por estar asociado a regiones en
conflicto como el Mar Caspio, Venezuela, África del Oeste, el Mar del Sur de China, y no se deje de
mencionar el Medio Oriente en toda su vasta extensión.
Economías basadas en el hidrógeno, el caso de Islandia
En la implementación de economías basadas en el hidrógeno, no son las grandes potencias, ni los países
que se autonombran así mismos como desarrollados los que llevan la batuta. Han sido dos islas las que han
apostado por un nuevo enfoque: Islandia, en el Atlántico Norte; y Vanuatu, en el Océano Pacífico son la dos
naciones que optaron por dejar de gastar gran parte de sus recursos en comprar petróleo importado, cuyas
fluctuaciones en precios les afectan más que a las naciones con infraestructuras petroleras más complejas. Se
estima que la inversión global en pozos, ductos, barcos tanqueros, refinerías, etc., representa unos 10
trillones de dólares a nivel mundial. Un país que no cuenta con este tipo de infraestructuras puede no ser tan
dependiende del petróleo y migrar más fácilmente a otro tipo de recursos energéticos. Desde principios de
los 80s en Islandia se comenzó a discutir sobre la posibilidad de producir hidrógeno, y combusibles basados
en el hidrógeno como el alcohol metanol (CH 3 OH). Otro aspecto favorable y casi único con respecto al resto
de los países es la presencia abundante de energía hidroeléctrica y geotérmica, situación favorable para
industrias como la metalúrgica, la cual produce aluminio (a partir de la bauxita importada), y ferrosilicio. De
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hecho, para principios de este siglo, el 90% de los edificios estaban calentados con agua geotérmica. En el
2000 el 38% de la energía procedía de fuentes geotérmicas contra un 39% del petróleo (importado), 4% del
carbón (importado), y 19% hidroeléctrico. Durante la segunda mitad del siglo pasado la producción de
hidrógeno estuvo ligada a la producción de fertilizantes, usando para ello energía hidroeléctrica y la
electrólisis del agua. La cifra estimada de hidrógeno producido es de 2000 toneladas por año; sin embargo,
para mover a la flota automotriz (200 000 unidades) y pesquera ésta cifra representa apenas el 2.4% de la
cantidad de hidrógeno requerida.
Las ideas planteadas originalmente para transformar a Islanda en una economía movida por hidrógeno, en
un periodo comprendido entre los años 2000 y 2040 se resumen a continuación [17]:
Fase 1. Uso de autobuses de transporte público a modo de demostradores tecnológicos con celdas de
combustible tipo PEM (Proton Exchange Membrane) circulando en la ciudad de Reykjavik.
Fase 2. Reemplazo gradual de la flota de autobuses públicos tradicionales por autobuses con celdas de
combustible PEM.
Fase 3. Introducción de automóviles para particulares movidos con celdas de combustible PEM y
metanol.
Fase 4. Introducción de barcos pesqueros a modo de demostradores tecnológicos con celdas de
combustible PEM.
Fase 5. Igual que con los autobuses, reemplazo de la flota pesquera tradicional por barcos pesqueros
movidos con celdas de combustible PEM.
Así mismo, las fases previamente descritas consideran que el almacenamiento del hidrógeno se hace con
hidruros líquidos como el metanol [18].
Los actores involucrados son varios. En el 2000 se fundó la empresa Icelandic Hydrogen and Fuel Cell
Company (originalmente) o Icelandic New Energy (actualmente), integrada por otras compañías como
VistOrka (socio mayoritario conformado a su vez por empresas públicas y privadas islandesas: New
Business Ventur Fund, Fertiliser Plant, Universidad de Islandia, Reykjanes Geothermal Power Plant, el
Instituto Tecnológico Islándico, y Reykjavik City-Bus Company), DaimlerChrysler, Norsk Hydro, y Shell
International.
El rol de la Universidad de Islandia, junto con dos empresas más durante la primera fase implica un
estudio sobre la producción de metanol a partir de dos fuentes: hidrógeno producido electrolíticamente, y de
los gases carbónicos emitidos de un horno de ferrosilicio de 42 MW. Esto se suma a la investigación que se
lleva a cabo desde 1977, época en la que se consideró la producción de combustibles sintéticos a partir de
fuentes de energía.
La realidad económica mundial de finales de la primer década de este siglo golpea el plan originalmente
establecido, afectando a Islandia y colapsando su sistema financiero, devaluando su moneda y disparando el
desempleo del 1 al 9%, situación que obliga a posponer los objetivos del proyecto de conversión de su
economía por un premier periodo de 10 años. Otro factor adverso es el todavía estado inmaduro de la
tecnología de las celdas de combustible y la autonomía que se logra con las baterías automotrices actuales,
sobre todo cuando se consideran largas distancias, así como los tiempos de recarga. La industria automotriz
ha utilizado esta experiencia como laboratorio de pruebas. Considerando las bajas temperaturas en la isla,
algunos modelos no han sido capaces de superar problemas técnicos (Toyota – 100 millas de autonomía,
Mercedes – 225 millas; Ford – 350 millas; carros eléctricos – 150 millas máximo) [20].
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Conclusiones
El uso del hidrógeno como verdadero sustituto de los combustibles fósiles es un tema atractivo pues abre
la puerta a tecnologías propias que funcionen a base de recursos naturales propios. Y no necesariamente se
trata del hidrógeno como tal, sino de toda la gama de fuentes energéticas alternas a los combustibles sólidos.
Como se ha visto a lo largo de este documento son dos las fuentes energéticas que se han propuesto durante
el proceso de transición, considerando que una de ellas se basa en los recursos naturales con los que México
sí cuenta (el gas de esquisto). Basta ver que efectivamente el país aproveche esta coyuntura para desarrollar
sus propias tecnologías y romper con la dependencia tecnológica tan marcada que tiene incluso para
explotar, transformar y comercializar su propio petróleo (prueba de ello es la reciente aprobación de la
llamada Reforma Energética), que responde más a intereses económicos que a intereses sociales.
Con el hidrógeno la Humanidad está en el umbral de un sistema económico, social, geopolítico, y
tecnológico diferente. En ese sentido las naciones mal llamadas "en desarrollo" tienen la oportunidad de
crecer a la par de las naciones "desarrolladas", siempre y cuando no se conserve el patrón existente
actualmente con los mismos países consumidores y productores. Es así como los países exportadores de
petróleo tendrán que reestructurar sus economías para evitar el caos, y los países ahora considerados como
"en vías de desarrollo" podrán aportar sus crecimientos a la economía global. En un futuro que se acerca
rápidamente los gobiernos, empresas y grupos de poder verán redefinirse los conceptos de gobierno.
En cuestiones de seguridad se puede vislumbrar acabar con tragedias tan lamentables como San Juanico
(1984) [20], o eventos más recientes como la fuga y explosión de gas a finales de octubre que afectó a varias
comunidades indígenas de Tabasco (Oxiacaque, Tecoluta, Olcuatitán, El Sitio, Pastal, Cantemoc, Villa
Guadalupe y Mazateupa); o la más reciente relacionada con una toma clandestina en Acolman, Estado de
México [21]. ¿Dónde se dará la nota mañana?
Un cambio con respecto al uso y abuso del petróleo se acerca rápidamente, enfocado o no al hidrógeno.
Se deben empezar a tomar decisiones ahora para garantizar una transición suave, que garantice
sostenibilidad, crecimiento, competencia, sin aplazar más las medidas para contrarrestar los efectos del
aumento de temperatura en el planeta [15].
Agradecimientos
Vargas agradece a la Casa Universitaria Franco-Mexicana por la oportunidad de participar en el III
Simposio Becarios Conacyt en Europa; al Conacyt por el financiamiento para los estudios de doctorado; a la
Université de Franche-Comté y al Conseil Regional de Franche-Comté por la oportunidad de participar en el
programa Doctorant Conseil en la empresa Mahytec. Agradezco también a los compañeros de la mesa
"Sostenibilidad Energética".
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