Evolución de la estructura curricular del curso de pregrado en Ingeniería de la Energia

de la Universidad Federal de Itajubá, Brasil

Prof. Dr. Electo Silva lora NEST/IEM/UNIFEI

LA UNIFEI Y LA ENERGIA

• Desde 1913, año en que fué fundada la Unifei, esta universidad forma especialistas en sistemas energéticos, especificamente en generación, trasmision y distribucion de energia eléctrica.

• Primer nombre: Instituto Electrotécnico y Mecánico de itajubá – IEMI.

• El primer Rector fue Theodomiro Carneiro Santiago que consideraba la actividad practica como base del conocimiento, creando los primeros laboratórios.

Cursos en la UNIFEI dedicados al tema de la energia

• Maestría en Ingeniería de la energia.

• Maestría y Doctorado en Ingenieria Mecánica. Posee um área de conversión de energia.

• Cursos de capacitación profesional para especialistas de la industria ofrecidos a través de la FUPAI,

• Curso regulares, de extensión y optativos para alumnos del curso de pregrado en Ingenieria Mecanica.

Grupos de investigación en la UNIFEI que trabajan el tema de la energia

• EXCEN – Centro de Excelencia en Eficiencia Energética. • GESIS – Ingenieria de Sistemas • CERPCH- Centro Nacional de Referencia en Pequeñas

Centrales Hidroeléctricas. • GETECH- Grupo de Estudos em Tecnologias de

Conversion de Energia. • GEMEC – Grupo de investigación en Mecánica

Computacional • NEST- Grupo de Excelencia en Generación

Termoelectrica y Distribuida • Y otros......

Actuación del NEST – en sus casi 15 años

• 40 maestrías y 9 doctorados orientados y concluidos, • 3 pasantías pos-doctorales. • Actualmente orientamos 12 maestrías y 10 doctorados. • 40 artículos publicados en revistas internacionales y 9

libros. • Proyectos de I&D: más de 10 concluidos, 6 en andamiento y

4 en contratación. • Proyectos internacionales con la Universidad de Durham en

el Reino Unido, financiado por la Royal Society, y con la Universidad de Delft, en Holanda.

• Cursos de calificación profesional para profesionales de la industria: más de 140 para un total de 1700 alumnos, de la mayoría de las empresas de energía de Brasil.

Que nos há pedido la industria y el mercado en estos 15 años (consultorias y proyectos)

• Proyecto y evaluación de sistemas de cogeneración: industria cerámica, petroquímica, palma africana, azúcar y alcohol.

• Medición y control de emisiones en sistemas de combustión • Generación térmica: modelación y evaluación de esquemas

térmicos • Proyecto y pruebas de sistemas que utilizan energía renovable:

biomasa, solar, sistemas híbridos. • Disponibilidad y alternativas de uso energético de residuos • Eficiencia energética • Generación distribuida: motores Stirling, casos de estudio del sector

terciario. • Estudios de sostenibilidad: ACV biocombustibles y residuos. • Modelos de turbo máquinas e sistemas de combustión en CFX. • Evaluación termodinámica de esquemas y procesos para la toma de

decisiones.

Problemas actuales de la Energia y .... de su Ingenieria

• Eficiencia energética .... en primero lugar.

• Mitigación de impactos ambientales: efecto invernadero, contaminación del aire.

• Sostenibilidad del uso de energía.

• Necesidad de aprovechamiento de residuos y de flujos de energía de bajo potencial.

Lo problemas del mundo de hoy ... Algunos de ellos... Todos interrelacionados !!!!

Nuevos paradigmas CONVERSIÓN DE ENERGIA

• Eficiencia energética ISO 50001 – Elemento de competitividad y marqueting.

• Fuentes renovables, varias de ellas yá son o están en vías de ser comerciales (curva de aprendizaje).

• Microgeneración y cogeneración (ORC, EFGT, expansores de tornillo, turbinas radiales etc).

• Tecnologías limpias para el carbón – IGCC, casi comerciales. • Evaluación de sostenibilidad – ACV, AAI... • Redes inteligentes y acumulación de energía. • Captura de carbono – IGCC e oxicombustión. • Sistemas integrados alimentos/energía. • Biorefinerias y poligeneración. • Integración y optimización de procesos.. • Necesidad de nuevos materiales. • Uso extensivo de herramientas de proyecto computacional – CFX, ASPEN,

HYSYS, Gate-Cycle..... • Transporte alternativo....etc..

HAY QUE

REPENSAR

NUESTRA

RELACIÓN

COM LA

ENERGIA Y EL

AMBIENTE

Re-evolución

energetica

o

3-ra Revolución

Industrial?

Todos estos temas deverian constituir el objeto de estudio de la

INGENIERIA DE LA ENERGIA !!!

Pero que es la Ingeniería de la Energia?

• Es primero que todo Ingeniería .. NO APENAS GESTIÓN

ENERGÉTICA o REDES ELÉCTRICAS. • Integra disciplinas de las ingenierías mecánica,

eléctrica, ambiental con algo de ecología, economía, gestión de recursos etc. La termodinámica es su nucleo teórico.

• Motivación: Energía Desarrollo: permite que las cosas ocurran, permea todo Impactos ambientales.

• Cursos de pre-grado en Ingeniería de la Energía existen hoy en Colombia, Brasil, España, Reino Unido, Italia, EAU........

El curso de Ingeniería de la Energia de la UNIFEI

• Incluye profesores de tres institutos: IEM, ISEE e IRN, la mayoria del IEM (Instituto de Ingeniería Mecánica).

• La coordinación pedagógica está en el IEM – Prof. Dr. Marco Antonio Rosa do Nascimento.

• Primera versión de la estructura curricular del curso: abril 2007.

• Inicio en 2010 • Duración de la carrera: 5 años. • Concepción inicial: Dos especializaciones a partir del

3er año: Eficiencia energética y tecnologia. Hoy apenas una.

• Actualmente- Elaboración de los planes didacticos de las disciplinas específicas.

PERFIL DEL INGENIERO EN ENERGIA - UNIFEI

• Supervisión de proyectos térmicos y mecánicos.. • Instalación y operación de instalaciones

energéticas. • Estudios de viabilidad económica, asesorías,

consultorías, pericias así como enseñanza e investigación.

• Desarrollo y ejecución de proyectos de generación de energía y uso eficiente de diferentes recursos energéticos.

• Prospección, evaluación y explotación de recursos energéticos..

• Inventarios y auditorias energéticas.

Que profesional de ingenieria quiere la industria ?? (Fonte: Educating Engineers for the 21st century, The Royal

Academy of Engineering, 2007)

COMO PREPARAR ESTE INGENIERO??

Campo de actuación del Ingeniero en Energia

• Indústria de Papel e Celulose. • Petroquímica. • Petróleo e Gás Natural. • Usinas de Açúcar e Álcool. • Geração Termelétrica e Distribuída. • Indústria de Alimentos. • Indústria Têxtil. • Setor Terciário. • Hidroelétricas • Agências reguladoras • Companhias de Energia elétrica • Operador nacional do sistema • Instituições de Ensino • Institutos de Pesquisa

LISTA DE DISCIPLINAS Y HORAS

• Todavía están en elaboración y discusión los planes de estudio detallados de las disciplinas..

• El colegiado distribuyó esta tarea entre diferentes profesores.....

• Así el material a seguir es una versión de trabajo que permite evaluar el elenco de disciplinas....

• El programa de los 2 primeros años es típico de cualquier carrera de Ingeniería... Con la excepción de la disciplina “Introducción a la Ingeniería de Energía”.

EVALUACIÓN DE LA ESTRUCTURA CURRICULAR UNIFEI –ASPECTOS +++

• Se consiguio darle un caracter multidisciplinario y holistico al curso, hay disciplinas tipicamente energéticas, hay medio ambiente, economia, eficiencia energética, planificacion de recursos, mercado de energia y comercialización.........

• Los topicos especiales dejan abierta la inclusion de asuntos nuevos, avanzados......

• Los proyectos integradores le dan um cierre de educación para la creatividad a la estructura curricular.

Evaluación del plan de estudio UNIFEI. Que podria estar faltando?

• Materiales para equipos energéticos. • Redes inteligentes y acumulación de energia. • Sostenibilidad. • Células a combustible......

• ES POSIBLE PREVER ALGUNAS DE ESTAS

CUESTIONES EN LAS DISCIPLINAS TOPICOS ESPECIALES O SU APLICACIÓN EN LOS PROYECTOS INTEGRADORES I y II o a través de actividades extracurriculares.

EJEMPLO DE TEMAS PARA PROYECTOS INTEGRADORES II

• Proyecto, fabricación y prueba de mini-turbina eólica. • Proyecto construcción y prueba de un gasificador a biomasa

pequeño. • Construcción de un motor Stirling pequeño accionado por

diferentes fuentes de calor • Construcción de una turbina a gas utilizando un turbocompresor de

motor diesel. • Estudios de la cadena Recurso -> Sistema de conversión

Electricidad ou biocombustible. • Proyecto construcción y pruebas de una pequeña planta de

biodiesel.... • Modelación de sistemas y procesos con herramientas

computacionales. • Proyecto de una pequeña turbina a gas de quema externa.... • Y otros que permitan desarrollar la creatividad y hábitos de trabajo

en equipo........

CONCLUSIONES

• La Ingeniería de la Energía como curso de pregrado esta teniendo amplia difusión en América Latina y en el mundo.

• Se necesita de un enfoque holístico y multidisciplinario • Desarrollo de la creatividad – proyectos integradores, open-ended

problems, practicas de laboratorios. • Interacción con la industria –factor clave. • Actualización continua de la estructura curricular (nuevas abordajes y

tecnologías) • Profesores del curso incorporados a proyectos y consultorías para traer

avances científicos y la visión de la industria. • Necesidad de buena infraestructura de laboratorio – costos!!! Aportes

de la industria y de proyectos de investigación. • Es necesario considerar particularidades locales y regionales. • Y ... dejar algo para la Maestría y Doctorado en Ingeniería de la

Energía.....

Muchas gracias

En caso de interes de colaboración, dudas o sugerencias en relación con el curso de Ingenieria de la Energia de la UNIFEI escribir para: - Presidente del Colegiado en Ingeniería de la Energia Dr.

Marco Antonio Rosa do Nascimento - marcoantonio@unifei.edu.br

Además mi e-mail: electo@unifei.edu.br, Coordinador

NEST.