Materias del curso
Materia | Tipo | Carga horaria | Créditos |
Fundamentos de Energía | Obligaroria | 45 | 3 |
Energía, desarrollo y sostenibilidad | Obligaroria | 45 | 3 |
Seminario interdisciplinario | Obligaroria | 30 | 2 |
Método científico | Obligaroria | 15 | 1 |
Materias electivas | |||
Práctica docente | Opcional | Variable | Máximo 4 |
Tópicos especiales | |||
Nanotecnologia aplicada a la Energía solar fotovoltaica | Opcional | 45 | 3 |
Valorización de Residuos del sector Energético: Materiales y Ambiente | Opcional | 45 | 3 |
Materias de profundización | |||
Métodos Matemáticos para Ingeniería de Energía | Obligatoria* | 45 | 3 |
Energía Solar | Opcional | 45 | 3 |
Energía Eólica | Opcional | 45 | 3 |
Celdas de combustibles y de hidrógeno | Opcional | 45 | 3 |
Fenómenos de transporte | Opcional | 45 | 3 |
Conversión y aplicaciones de la Energía térmica | Opcional | 45 | 3 |
Modelación y simulación de sistemas energéticos | Opcional | 45 | 3 |
Sistemas lineares | Opcional | 45 | 3 |
Tecnologias e Métodos para Redes Elétricas Inteligentes | Opcional | 45 | 3 |
Conversión biológica de biomasa en biocombustibles y bioenergía | Opcional | 45 | 3 |
Procesos Termoquímicos de Conversión de Sólidos | Opcional | 45 | 3 |
Plan Estratégico y Políticas del sector Energético | Obligatória** | 45 | 3 |
Análisis de datos ambientales | Opcional | 45 | 3 |
Energía en la Zona Costera | Opcional | 45 | 3 |
Bioética ambiental y sostenibilidad del sector energético | Opcional | 45 | 3 |
Derecho ambiental del sector energético | Opcional | 45 | 3 |
Minimización y análisis de impactos ambientales del sector energético | Opcional | 45 | 3 |
Toxicología e Genotoxicología de Resíduos do Setor Energético | Opcional | 45 | 3 |
* Obligatoria para Conversión energética y sistemas de control
**Obligatória para Planeación y Sostenibilidad del Sector Energético
Descripción de las materias del curso
Fundamentos de Energía
Conceptos y definiciones de energía. Desarrollo de la sociedad y uso de la energía. Fuentes renovables y no renovables, disponibilidad de energía en el mundo y en Brasil. Matriz energética. Introducción a la energía: Magnitudes y conceptos fundamentales de los fenómenos de transporte. Transferencia de cantidad de movimiento, calor y masa.
Energía, desarrollo y sostenibilidad
Conceptos y definiciones sobre desarrollo, desarrollo y medio ambiente, desarrollo y dimensión social. Uso de los recursos y producción de energía. Energía y sus interacciones sociales, ambientales, políticas y culturales.
Seminario interdisciplinario
Contenido variable para contemplar asuntos de interés del área de energía y desarrollo de presentaciones de seminarios relativos a temas de investigación de los alumnos.
Método científico
Introducción a la investigación en energía y sostenibilidad. Metodología científica aplicada a la energía y la sostenibilidad. Divulgación y publicación de resultados de la investigación científica: Elaboración de la disertación y de artículos científicos.
Práctica docente
Enseñanza en la educación superior que involucra la preparación de clases y aplicación de métodos, técnicas teóricas y pedagógicas en clases prácticas, tales como, estudios guiados, seminarios, entre otros. Participación en la evaluación parcial de los contenidos del programa.
Tópicos especiales
Son materias de contenido variable, de acuerdo con el desarrollo de las líneas de investigación del Programa. Generalmente estas disciplinas están relacionadas con las actividades de investigación realizadas en el área de concentración del curso de la maestría.
Tópicos I: Nanotecnología aplicada a la energía solar fotovoltaica
Silicio amorfo y cristalino; Telururo de cadmio; CIGS: seleniuro de cobre indio galio; Arsenio de gálio; Colorantes orgánicos y polímeros; perovskitas; Técnicas de deposición; Céldas Híbridas y Tándem; Conversión Ascendente;
Fisión Excitónica; Fotofísica y mecanismos de generación de carga.
Tópicos II: Valorización de Residuos del sector Energético: Materiales y Ambiente
Contextualización del tema; tipos de resíduos; selección y procesamiento de materiales; tecnologías de tratamiento y valorización de residuos sólidos; propiedades y aplicaciones de los materiales; caracterización de materiales; materiales cerámicos, metálicos y polímeros: propiedades y deterioro. Procesos de fabricación industrial y valorización de residuos; materiales en desarrollo.
Métodos Matemáticos para Ingeniería de Energía
Ecuaciones diferenciales ordinarias (EDO): Soluciones en serie; ecuaciones especiales; ecuaciones diferenciales ordinarias; soluciones numéricas. Ecuaciones diferenciales parciales (PDE): definición de condiciones de contorno; métodos de separación de variables; fourier y laplace. Uso de software computacional para soluciones analíticas y numéricas de EDO y PDE.
Energía Solar
Una visión general de la energía solar fotovoltaica y térmica en Brasil y en el mundo. Fundamentos y conceptos de la radiación solar. Semiconductores y efecto fotovoltaico. Células fotovoltaicas y tecnologías de módulos. Sistemas autónomos / fuera de la red y de conexión a la red. Integración de edificios fotovoltaicos. Modelos matemáticos y simulación para dimensionamiento de sistemas fotovoltaicos. Composición de sistemas solares térmicos para uso residencial e industrial. Generación de energía eléctrica, refrigeración y climatización con sistemas solares térmicos. Almacenamiento de energía térmica. Simulación de sistemas solares térmicos.
Energía Eólica
Visión general de la energía eólica en Brasil y en el mundo. Fundamentos y eficiencia de la energía eólica. Aspectos históricos, tipos y tecnologías de los generadores. Sistemas de control general y eléctrico. Parques eólicos dentro y fuera de la red. Calidad energética de aerogeneradores. Instalaciones eléctricas de parques eólicos, conexión a la red eléctrica y aspectos técnicos y económicos. Simulación de parque eólico.
Celdas de combustibles y de hidrógeno.
Introducción a las características fundamentales y tipos de celdas de combustible. Termodinámica. Cinética. Transporte de carga. Transporte masivo. Modelos matemáticos. Caracterización. Producción, almacenamiento y uso de hidrógeno: como vector energético.
Fenómenos de transporte
Ecuaciones de conservación de la masa, momento y energía, solución analítica de procesos difusivos en una y dos dimensiones, soluciones de la conservación de la cantidad de movimiento, acoplamiento entre energía / especies y la cantidad de movimiento, transferencia de calor radiactiva.
Conversión y aplicaciones de la Energía térmica
Transferencia y conservación de energía en sistemas de control de volumen. Entropía, irreversibilidad y disponibilidad. Reacciones químicas en procesos de conversión de energía. Ciclos de potencia y refrigeración. Cogeneración.
Modelación y simulación de sistemas energéticos
Fundamentos de un modelo de simulación. Estado del arte del análisis exergético y optimización termodinámica. Termoeconomía y Exergoeconomía. Función Objetivo. Análisis de modelos desarrollados; análisis de nuevos modelos.
Sistemas lineares
Fundamentos de álgebra lineal. Sistemas dinámicos lineales de tiempo continuo y de tiempo discreto: definiciones y propiedades. Representaciones entrada-salida: ecuaciones diferenciales, convolución, función de transferencia. Representación por variables de estado. Logros. Análisis de sistemas lineales e invariantes en el tiempo: estabilidad, controlabilidad y observabilidad. Realimentación de estados. Observadores de estado.
Tecnologias e Métodos para Redes Elétricas Inteligentes
El Sistema Eléctrico de las Redes Eléctricas Inteligentes (REI): Conceptos de la generación, transmisión y distribución de energía eléctrica; Micro-redes; Herramientas de análisis de flujo de potencia. Generación Distribuida (GD): Equipos de generación, procesamiento y almacenamiento de energía; Herramientas para modelado y análisis de redes con GD; Control de la conexión de GD con la red; Asignación de fuentes de GD.
Conversión biológica de biomasa en biocombustibles y bioenergía
Conversión biológica de biomasa en combustibles; diversidad de la microbiota relacionada con la conversión biológica de biomasa; producción de biodiesel, bio-hidrógeno, biogás. Producción biológica de hidrógeno a partir de residuos agroindustriales.
Procesos Termoquímicos de Conversión de Sólidos
Escenario energético nacional y mundial; Fuentes de energía térmica: Combustibles fósiles, biomasa, residuos sólidos; Caracterización y propiedades físico-químicas y estructurales de los sólidos; Procesos de conversión termoquímica de los sólidos: Pirólisis; gasificación; combustión; Caracterización y control de las emisiones gaseosas; Utilización y aplicación de los productos de conversión, subproductos y residuos.
Plan Estratégico y Políticas del sector Energético
Planeación estratégica. Propuestas e implementación de políticas públicas orientadas al sector energético. Interrelación de las políticas del sector con cuestiones ambientales, sociales, económicas.
Análisis de datos ambientales
Introducción a la recolección de datos ambientales; muestreo; estadística descriptiva; introducción a la estadística multivariada; análisis de datos en tiempo y espacio; la visualización de las variables en el tiempo y su interpretación; Integración de los datos medioambientales en el SIG. Métodos de modelado espacial. Geoprocesamiento: principios básicos de datos georreferenciados. Sistema de información geográfica (SIG): principios básicos; estructura de datos y fuente de datos para un SIG; organización de datos en el SIG. Métodos de modelado espacial. Aplicaciones de geoprocesamiento en la ingeniería de energía.
Energía en la Zona Costera
Clasificación de las zonas costeras; principales fuerzas (vientos, olas, corrientes y mareas); La energía en los diferentes tipos de zona costera y su potencial para la generación de energía; Métodos de aprovechamiento energético en la costa: maremotriz, energía eólica y energía de las olas.
Bioética ambiental y sostenibilidad del sector energético
Fundamentos de Ética Ambiental. Ecología Social. Conceptos teóricos del Ambientalismo. El concepto de Vida y Sostenibilidad. Política y Ética para la Sostenibilidad.
Derecho ambiental del sector energético
Derecho y Medio Ambiente. Concepto y Principios del Derecho Ambiental. Ordenamiento Jurídico Ambiental en el Sector Energético.
Minimización y análisis de impactos ambientales del sector energético
Evaluación de impacto ambiental. Control y tratamiento de las emisiones atmosféricas de las industrias generadoras de energía. Tratamientos convencionales y avanzados de residuos sólidos y efluentes líquidos de las industrias generadoras de energía. Tratamientos convencionales y avanzados de residuos de los procesos de combustibles fósiles y biocombustibles. (En el caso de que se produzca un cambio en la calidad de la energía eléctrica).
Toxicología e Genotoxicología de Resíduos do Setor Energético
Nociones de medio ambiente, ecología y sostenibilidad. Conceptos básicos y principios fundamentales de toxicología, ecotoxicología, genotoxicología y biomonitoramiento. Descripción y caracterización de los principales efluentes de cada modalidad del sector energético y cinético de los contaminantes en el ambiente y en los organismos. Uso de bioindicadores e indicadores de la calidad ambiental para monitoreos de estos residuos y sus efectos sobre el medio ambiente. Pruebas de toxicidad estandarizadas con organismos de varios niveles tróficos: CE50 y LD50. Naturaleza del material genético. Mutación y reparación de ADN. Efectos de los diferentes residuos sobre el patrimonio genético de los seres vivos incluyendo el hombre. Técnicas modernas utilizadas para caracterizar el daño ambiental y genético.
Materias por línea de investigación
Línea de investigación | Materias específicas |
Conversión energética y sistemas de control | Métodos Matemáticos para Ingeniería de Energía |
Energía Solar | |
Energía Eólica | |
Celdas de combustibles y de hidrógeno | |
Fenómenos de transporte | |
Conversión y aplicaciones de la Energía térmica | |
Modelación y simulación de sistemas energéticos | |
Sistemas lineares | |
Tecnologias e Métodos para Redes Elétricas Inteligentes | |
Biomasa y biotecnología | Métodos Matemáticos para Ingeniería de Energía |
Conversión biológica de biomasa en biocombustibles y bioenergía | |
Procesos Termoquímicos de Conversión de Sólidos | |
Recursos Energéticos | Plan Estratégico y Políticas del sector Energético |
Análisis de datos ambientales | |
Energía en la Zona Costeira | |
Gestión y sostenibilidad | Plan Estratégico y Políticas del sector Energético |
Bioética ambiental y sostenibilidad del sector energético | |
Derecho ambiental del sector energético | |
Impactos ambientales del sector energético | Plan Estratégico y Políticas del sector Energético |
Minimización y análisis de impactos ambientales del sector energético | |
Toxicología e Genotoxicología de Resíduos do Setor Energético | |