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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
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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.
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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.
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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......
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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.
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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.
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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.
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Lo problemas del mundo de hoy ... Algunos de ellos... Todos interrelacionados !!!!
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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..
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HAY QUE
REPENSAR
NUESTRA
RELACIÓN
COM LA
ENERGIA Y EL
AMBIENTE
Re-evolución
energetica
o
3-ra Revolución
Industrial?
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Todos estos temas deverian constituir el objeto de estudio de la
INGENIERIA DE LA ENERGIA !!!
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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........
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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.
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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.
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Que profesional de ingenieria quiere la industria ?? (Fonte: Educating Engineers for the 21st century, The Royal
Academy of Engineering, 2007)
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COMO PREPARAR ESTE INGENIERO??
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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
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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”.
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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.
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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.
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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........
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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.....
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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 - [email protected]
Además mi e-mail: [email protected], Coordinador
NEST.