La trayectoria académica del Dr. Edgar R. Santoyo Gutiérrez inició en la Facultad de Ciencias Químicas e Industriales de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos (UAEM). Después de egresar de la carrera de Ingeniería Química en 1980, trabajó en la industria farmacéutica, donde pasó del departamento de control de calidad al de planta piloto. Fue ahí donde descubrió que las actividades de ingeniería rutinarias no eran lo suyo, por lo que decidió emprender un nuevo rumbo profesional: la investigación.
En su segunda etapa profesional, llegó al entonces Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE) bajo la tutoría del Dr. David Nieva quien coordinaba el área de Geoquímica del departamento de geotermia. Ahí, su primera tarea fue aprender a programar en Fortran para desarrollar un código numérico de las tablas de vapor para calcular las propiedades termodinámicas del agua en la legendaria supercomputadora digital VAX/VMS 11/780, que disponía en ese momento dicho instituto. Después de este primer acercamiento con la investigación, su tutor le propuso trabajar en temas de investigación relacionados con la modelación numérica de los problemas de precipitación, que se presentan en el interior de los pozos y tuberías conductoras de fluidos, los cuales siguen vigentes en las plantas geotermoeléctricas.
“Este problema que aún se estudia en la investigación geotérmica es causado principalmente por la formación de incrustaciones de sílice, componente que está originalmente disuelto en el fluido geotérmico profundo; el cual, al enfriarse durante su extracción, tiende a formar cristales que precipitan y reducen significativamente el diámetro interno efectivo de las tuberías de 20 pulgadas hasta 2 pulgadas”.
Con la experiencia ganada en la simulación numérica de las tablas de vapor, el Dr. Santoyo acopló un nuevo código para modelar la precipitación de minerales en los pozos geotérmicos de México. Con este trabajo, en 1982 terminó su tesis de licenciatura, convirtiéndose en su primer acercamiento a la geoenergía y muy en particular a la energía geotérmica. Al concluir esta meta profesional, fue contratado como investigador en el Instituto de Investigaciones Eléctricas a partir de enero de 1983.
Desde su contratación en el IIE, el Dr. Santoyo realizó investigación aplicada para la resolución de problemas que enfrentaba en aquel entonces algunas gerencias operativas de la Comisión Federal de Electricidad (CFE). En este contexto, precisamente trabajó en un proyecto de investigación para la Central Termoeléctrica de San Luis Potosí, la cual se veía amenazada por problemas de precipitación de sílice en las calderas de alta presión debido a la alimentación de agua de origen geotérmico, problema que podría afectar la operación futura de las turbinas de generación; su misión fue trabajar en la solución a este problema específico mediante procesos de tratamiento de aguas usando, por primera vez en México, plantas de ultrafiltración con membranas espirales y de fibras huecas para remover sílice en estado coloidal, y así mitigar los problemas de precipitación. Una vez terminado el proyecto, abordó el reto de crear nuevos laboratorios de geoquímica para realizar la caracterización química confiable de fluidos geotérmicos (salmueras, gases e isótopos radioactivos) para responder a necesidades, tanto de investigación básica y aplicada como herramientas fundamentales para el seguimiento de la producción de las plantas geotermoléctricas del país.
Por allá de 1985, conoció al Dr. Surendra Verma†, con quien trabajó en un proyecto de investigación básica para utilizar isótopos radiactivos como trazadores naturales para estudiar la interconexión en pozos de producción y reinyección. Durante estas fechas, el Dr. Santoyo realizaba trabajo de campo en los Azufres, Michoacán, donde recolectaba muestras para estudiar la evolución temporal de la composición química de los fluidos por efectos de la producción.
Como anécdota científica especial, nos narra que una semana antes del devastador macro sismo que sacudió a nuestro país en septiembre de 1985, se encontraba recolectando muestras de gases usando ampolletas herméticas y resistentes a las altas presiones y temperaturas que dominan en los pozos, cuando notó que, a pesar de estas características de resistencia térmica, se fracturaban inexplicablemente, una y otra vez; lo que le generó una duda y preocupación, en su momento sin tener explicación de estas anomalías en el campo.
Una vez concluida la campaña de recolección de muestras y tras lograr muestrear estos pozos, regreso a las instalaciones del IIE para analizar posteriormente su composición. Recuerda con mucha claridad, que el 19 de septiembre, se encontraba impartiendo clases en la UAEM; cuando ese evento catastrófico se presentó con daños impresionantes en la zona epicentral y el centro del país, lo que inmediatamente le hizo preguntarse sobre la posibilidad que aquellas anomalías observadas anticipadamente en el campo, pudieran presentar anomalías o firmas geoquímicas precursoras de este evento sísmico. El Dr. Santoyo subraya ahora que se trataba de abordar algunas hipótesis científicas sobre las posibles anomalías detectadas, y no necesariamente de una predicción de los sismos. Motivado por estas hipótesis, compartió estas experiencias con su colega el Dr. Verma, quien recomendó analizar rápidamente las muestras para revisar e interpretar los datos de composición en función de la producción de los pozos y la posible presencia de los movimientos telúricos. Producto de las mediciones a nivel laboratorio, encontramos anomalías precursoras significativamente grandes de la composición de Helio, CO 2 y Radón. Coincidimos que estos resultados tenían que difundirse nacional e internacionalmente y logramos publicarlos en una revista indizada.
El Dr. Santoyo comenta que esta investigación lo motivó para adentrarse en el estudio de la geotermia y decidió retomar los estudios de la Maestría en Ingeniería Química con enfoque a los sistemas geotérmicos. Recuerdo que, para cumplir con estos estudios, “salía del IIE corriendo a la UAEM para asistir a mis clases de maestría los días jueves y viernes; y los sábados, me acompañaban mi esposa y mis tres hijos quienes jugaban en los jardines y las canchas de basquetbol de la universidad mientras yo estudiaba”, compartió.
Al término de su maestría en 1991 fue aceptado como Candidato a Investigador Nacional en el Sistema Nacional de Investigadores en el que permaneció durante tres años.
En 1994, se incorporó al programa de estudios de doctorado a través de un convenio internacional entre el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), el Instituto de Investigaciones Eléctricas y la Universidad de Salford (Inglaterra). Ahí trabajó de la mano del Dr. Frederick Anthony Holland, a quien considera como su segundo mentor principal en su carrera de investigador y con quien logró escribir por invitación un capítulo de libro sobre sobre tratamiento de aguas en la editorial inglesa Francis & Taylor.
En1995, el Dr. Surendra inició una nueva etapa en el Laboratorio de Energía Solar de la UNAM, sede en Temixco, Morelos; un año después se convertiría en el Centro de Investigaciones en Energía (CIE). Al regresar de su doctorado en Inglaterra, el 14 de agosto de 1998, para ser más precisa, el Dr. Santoyo se sumó a su equipo de trabajo comenzando una nueva historia como investigador en el campo de conocimiento de la geoenergía.
Junto con el Dr. Surendra, realizaron investigaciones que resultaron controversiales en la literatura; como fue su crítica a las herramientas geoquímicas que más se utilizaban en aquella época para predecir temperatura de fondo de los sistemas geotérmicos: los geotermómetros.
“Como parte de esta investigación, se propuso la correlación entre las composiciones de ciertos elementos y las temperaturas que coexisten en sistemas geotérmicos; este trabajo contaba con el respaldo de varios investigadores de diferentes países; aunque Surendra identificó que hacía falta evaluar estadísticamente estas correlaciones; así que nos pusimos a trabajar en ello, de ahí nació la crítica a las herramientas en donde descubrimos que los geotermómetros tenían un error que se podía cuantificar”, recordó. Este trabajo fue presentado, por primera vez, en el congreso mundial de geotermia 1995 en Italia, donde estaban presentes los investigadores geoquímicos pioneros en el tema. “Algunos quedaron muy impresionados, otros no muy contentos; pero la ciencia no se trata de estar contento, añadió”.
Entonces comenzaron a trabajar arduamente en la matemática de estas ecuaciones empíricas, hasta lograr desarrollar nuevas herramientas geotermométricas que no sólo mejoraban significativamente las predicciones, sino que permitían estimar sus incertidumbres.
La importancia de cuantificar ese error no era un simple análisis de estadística, sino que se trataba de un estudio integral geoquimiométrico. Una diferencia de algunas decenas de grados podía modificar las decisiones sobre la explotación de un sistema geotérmico.
“Si tú tienes una predicción de 300 grados centígrados, pero con una incertidumbre de aproximadamente ±30 grados, expresar esa incertidumbre es mucho más adecuado que reportar únicamente los 300 grados como un valor absoluto. Nosotros planteamos que reportar las incertidumbres asociadas a las predicciones es fundamental para la toma de decisiones. Por ejemplo, si predices 300 ± 30 grados, el valor podría encontrarse, en términos del intervalo de incertidumbre, entre 270 y 330 grados centígrados. Conocer esta banda de incertidumbre con mayor precisión permite al inversionista dimensionar mejor el riesgo asociado y tomar una decisión más informada sobre si conviene o no entrar en la explotación del sistema”.
Su propuesta fue publicada en un artículo de investigación que fue arbitrado por los cinco investigadores que habían desarrollado originalmente y defendido sus geotermómetros. Hoy en día, este trabajo de investigación es el artículo más citado del Dr. Santoyo y su colega el Dr. Verma.
Con el paso de los años, sus preguntas científicas también se ampliaron y dieron lugar a nuevas colaboraciones. En la última década, encontró además la oportunidad de trabajar con dos colegas muy cercanos: sus hijos. Con la Dra. Anahí Santoyo Castelazo, con quien logró publicar un trabajo muy interesante sobre el análisis de lantánidos mediante nuevas técnicas de separación basadas en la electroforesis capilar. Mientras que con el Dr. Edgar Santoyo Castelazo, ha logrado publicar varios trabajos sobre el análisis de ciclo de vida de tecnologías basadas en las energías renovables.
El Dr. Santoyo expresa que “Es muy bonito y satisfactorio lograr publicar con mis hijos como colegas, ha sido muy gratificante”.
El Dr. Santoyo ha formado numerosos estudiantes de licenciatura, maestría y doctorado a quienes contagia su curiosidad y tenacidad por investigar sobre la geotermia, abordando nuevas herramientas, tal como han sido los trabajos realizados desde 2008 sobre la aplicación de las redes neuronales a problemas multivariados de la geoquímica, cuando la inteligencia artificial aún no proliferaba como ahora.
Además de su trabajo de investigación, el Dr. Santoyo ha participado en distintas tareas académicas y de gestión dentro del instituto. Fue Coordinador de Docencia y Secretario Académico; también participó en la creación de la Licenciatura en Ingeniería en Energías Renovables y estuvo al frente del despacho durante la transición del Centro de Investigación en Energía a Instituto de Energías Renovables. A estas actividades se suma su trabajo de divulgación escrita de la ciencia.
Este año, el Dr. Santoyo fue reconocido con el Emeritazgo del Sistema Nacional de Investigadoras e Investigadores, “a este reconocimiento he llegado con 4 mil citas por mis publicaciones”, comparte.
A las juventudes que se interesen en la energía geotérmica, el Dr. Santoyo les deja este mensaje:
“Están en la institución correcta en donde grandes investigadores están trabajando arduamente en la dirección de impulsar permanentemente el papel de las energías renovables en la transición energética. En el contexto de la energía geotérmica, hay un escenario muy promisorio sobre la nueva generación de sistemas geotérmicos “ocultos”, en este momento la investigación científica tiene como objetivo tratar de coadyuvar en un futuro para lograr tener una capacidad instalada mucho más grande y no solo a pensar en el tema de generación de energía eléctrica, sino que además se visualice los usos directos de la geotermia en diversos aspectos de procesos industriales”; concluyó.
Después de más de varias décadas de investigar la energía que guarda la Tierra, la curiosidad parece seguir intacta. El emeritazgo llega para el Dr. Santoyo como un momento desde el cual mirar hacia las preguntas que todavía quedan bajo nuestros pies. La geotermia, después de todo, sigue teniendo mucho que investigar y contar.
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