Introducción a la ingeniería en sistemas energéticos

PROGRAMA DE ESTUDIOS: INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA
EN SISTEMAS ENERGÉTICOS
PROTOCOLO
Fechas
Elaboración
Mes/año
Clave
04 – 2007
Semestre
1-CT-SE-01
Nivel
Licenciatura
Aprobación
Ciclo
Integración
Básico
X
Superior
Aplicación
Colegio
H. y C.S.
C. y T.
X
C. y H.
Plan de estudios del que forma parte:
X
2do.
Maestría
Doctorado
Ingeniería en Sistemas Energéticos
Propósito(s) general(es): Que el estudiante entienda el esquema general del desarrollo temático de la licenciatura en
Ingeniería en Sistemas Energéticos, cuál es el concepto, las transformaciones y las fuentes de energía, el uso y abuso
de la energía, así como la descripción de cómo cuidar este recurso, mediante la exposición de los temas que estudiará
durante el desarrollo de su educación, lo cual lo preparará para entender mejor las asignaturas a las que se someterá
en el transcurso del ciclo superior.
Carácter
Indispensable X
Optativa *
Modalidad
Horas de estudio semestral (16 semanas)
Taller
Con
Teóricas
52 Autónomas Teóricas
Docente
Prácticas
20
Prácticas
Carga horaria semanal:
Carga horaria
4.5
semestral:
Seminario
Curso
X Curso-taller
Laboratorio
Clínica
52
20
72
Asignaturas Posteriores:
Asignaturas Previas
Mecánica I, Álgebra y geometría analítica
Sistemas Energéticos Alternativos
Fundamentos de Energía Nuclear
Requerimientos
para cursar la
asignatura
Conocimientos: Física, Química y Matemáticas.
Habilidades: Plantear y resolver ecuaciones algebraicas de primero y segundo grado,
ecuaciones químicas, determinar y balancear ecuaciones químicas.
Perfil deseable
del profesor:
Que tenga una Licenciatura o Posgrado en alguna área relacionada con la ingeniería, química o
física, tales como: Químico, Físico o Ingeniero Químico de preferencia con experiencia docente.
Academia responsable del programa:
Diseñador (es):
Dr. Gerardo Canizal Jiménez, M. en I. Carlos Chávez
Programa de Energía
Baeza, Dr. Álvaro Eduardo Lentz Herrera, M. en I.
Fernando Gabriel Arroyo Cabañas
*Aquellas en las que se ofrece la posibilidad de cursar una de las asignaturas, para cubrir un requisito INDISPENSABLE
será considerada INDISPENSABLE.
Ingeniería en Sistemas Energéticos, Programa de Introducción a la Ingeniería en sistemas energéticos.
1
PROGRAMA DE ESTUDIOS
INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA EN SISTEMAS ENERGÉTICOS
INTRODUCCIÓN
La energía constituye una necesidad en el mundo moderno del cual el ser humano no puede
prescindir, sin embargo existen varios problemas, tales como; la escasez, el costo, el agotamiento, la
captación, la contaminación, por tal motivo se debe hacer un seguimiento de la evolución de cada
una de las fuentes de energía donde no sólo priorice su costo de instalación ni el precio por KWh,
sino la oportunidad de tener la energía para un determinado fin.
Jamás despertó en el hombre y en las multitudes, admiración y estupefacción tan profunda y miedo
tan grande como la palabra energía. Fue necesario asistir a hecatombes tan terribles y dolorosas
para que la humanidad llegara a entender en carne propia qué es energía y, aunque de un modo
intuitivo, aparentemente inexacto, personificado, en una sola de sus manifestaciones, la energía
nuclear cuyo origen y naturaleza desconoce la inmensa mayoría de los seres humanos, y se
simboliza en un instrumento terrible: como es la bomba atómica, ante cuya potencia y efectos nos
parecen juguetes infantiles las armas más mortíferas, y fuegos de artificio el de los cañones más
potentes.
La energía es una magnitud física abstracta, ligada al estado dinámico de un sistema y que
permanece invariable con el tiempo. Todos los cuerpos, por el simple hecho de estar formados de
materia, contienen energía debido a su movimiento, composición química, posición, temperatura o a
algunas otras propiedades. Por ejemplo, la variación de energía de un sistema es igual en magnitud
al trabajo necesario para llevar al sistema desde un estado inicial a un estado final; en otras
palabras, la energía de un cuerpo es su capacidad para realizar un trabajo.
Además en la sociedad actual, la energía se ha convertido en un bien muy preciado, de tal forma que
buena parte de las relaciones internacionales está regida por el dominio y control de las fuentes
energéticas y de los procesos de aprovechamiento de las mismas. En el momento presente, dado la
utilización excesiva e irracional de dichas fuentes, el desarrollo de una licenciatura en el área de
sistemas de energía es lo adecuado, a fin de promover la investigación del área energética,
administrarla y desarrollar nuevas fuentes energéticas.
PROPÓSITOS GENERALES
Que el estudiante entienda el esquema general del desarrollo temático de la licenciatura en
Ingeniería en Sistemas Energéticos, cuál es el concepto, las transformaciones y las fuentes de
energía, el uso y abuso de la energía, así como la descripción de cómo cuidar este recurso,
mediante la exposición de los temas que estudiará durante el desarrollo de su educación, lo cual lo
preparará para entender mejor las asignaturas a las que se someterá en el transcurso del ciclo
superior.
Ingeniería en Sistemas Energéticos, Programa de Introducción a la Ingeniería en sistemas energéticos.
2
PLANEACIÓN ESPECÍFICA
UNIDAD 1. ENERGÍA Y CIVILIZACIÓN
Propósitos específicos
Que el estudiante conozca los conceptos, unidades y transformaciones de la energía, así como la
historia en la que se ha desarrollado el ser humano por el uso de la energía, mediante la descripción
teórica de estos elementos y así pueda entender y comprender su entorno.
Temas y subtemas
1.1. Conceptos de Energía.
1.1.1. La energía, manifestaciones y sus transformaciones.
1.1.2. La energía y su aprovechamiento.
1.2. Historia del aprovechamiento de la energía.
1.2.1. La civilización preindustrial.
1.2.2. La civilización industrial y sus problemas.
UNIDAD 2. ENERGÍA Y DESARROLLO ECONOMICO
Propósitos específicos
Que el estudiante comprenda en que consiste el consumo energético en la sociedad, mediante la
descripción histórica de este consumo, así como los usos de la energía. Para que comprenda que la
sociedad se desarrolla por el uso de la energía en diferentes formas.
Temas y subtemas
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
Historia del consumo de energía mundial.
Desigualdad en el consumo de energía mundial.
Oferta y demanda de energía.
La energía según su uso final.
2.4.1. Rural.
2.4.2. Doméstico.
2.4.3. Industrial.
UNIDAD 3. FUENTES DE ENERGIA
Propósitos específicos
Que el estudiante conozca las fuentes de energía, la forma en que se extrae y los tipos de uso que
se le da a cada fuente, por medio de la presentación teórica de las diferentes fuentes de energía que
existen, para que entienda y pueda determinar la opción terminal de la carrera que mejor le
convenga.
Temas y subtemas
3.1.
Fuentes de energía convencional.
3.1.1. El carbón.
Ingeniería en Sistemas Energéticos, Programa de Introducción a la Ingeniería en sistemas energéticos.
3
3.1.2. El petróleo.
3.1.3. El gas natural.
3.1.4. Energía geotérmica.
3.1.5. Energía hidráulica.
3.1.6. Energía nuclear.
3.2. Fuentes no convencionales.
3.2.1. Energía eólica.
3.2.2. Energía solar.
3.2.3. Energía de la biomasa.
3.2.4. Energía del mar.
UNIDAD 4. AGOTAMIENTO DE LOS RECURSOS NATURALES
Propósitos específicos
Que el estudiante conozca los diferentes tipos de desequilibrio que pueden existir si se agota una
fuente energética, por medio de la evaluación de la forma de los tipos de fuentes energéticas y su
consumo, lo que le dará el conocimiento para entender el porque del agotamiento de las fuentes
energéticas.
Temas y subtemas
4.1.
4.2.
4.3.
Consumo y agotamiento de los recursos naturales.
Agotamiento de las fuentes de energía.
Agotamiento del agua y de los recursos biológicos.
UNIDAD 5. LA CONSERVACIÓN DE LOS RECURSOS
Propósitos específicos
Que el estudiante determine el potencial de cómo se puede conservar los recursos y por tanto la
energía, mediante la presentación de los diferentes programas que existen para conservar los
recursos y así este en posibilidad de tomar conciencia del ahorro y cuidado de los elementos que
componen las fuentes energéticas.
Temas y subtemas
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
Ahorro de energía.
Reducir, reutilizar, reciclar.
Los materiales y su reciclado.
Proteger el planeta.
METODOLOGÍA PARA EL CURSO
Este programa está planteado para dictarse como un curso teórico. El aprendizaje de los temas se
debe llevar a cabo en dos niveles aquel que se imparten con docente y un nivel que debe ser de
Ingeniería en Sistemas Energéticos, Programa de Introducción a la Ingeniería en sistemas energéticos.
4
aprendizaje autónomo. En los períodos de estudio con docente el estudiante asistirá a clases o al
laboratorio. Las clases serán mediante la interacción estudiante-profesor y estudiante-estudiante en
las que todos deberán participar activamente y el profesor tendrá la función de supervisor y
facilitador. Esta función será favorecida por el uso de material que suministre el entendimiento y la
comprensión de los temas, se podrán usar principalmente representaciones y modelos en
computadora con paquetería didáctica. Puesto que la asignatura INTRODUCCIÓN A LA
INGENIERÍA EN SISTEMAS ENERGÉTICOS es la parte donde se introduce al estudiante al
conocimiento sobre los conceptos energéticos, los usos de la energía y sus implicaciones, y por
tanto es de primordial importancia para el desarrollo de la Licenciatura.
EVALUACIONES
EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA
Modalidad: Escrita.
Criterios: Comprensión de conceptos y resolución de problemas expresados en los requerimientos
para cursar la asignatura. Los criterios e indicadores a avaluar son: conceptos de Mecánica, Calor,
Temperatura, Combustión y aplicaciones de tecnología simple de energía.
Las escalas descriptivas de valoración de los conocimientos, adquiridos en el curso, para informar
los resultados: Los resultados se darán a conocer a los Estudiantes en forma específica. Se harán
las anotaciones necesarias sobre la evaluación para que el estudiante identifique los temas que debe
fortalecer y el porque de las recomendaciones de estudio que se le sugieren. El profesor podrá
informar los resultados a los estudiantes de manera grupal o personalizada.
EVALUACIÓN FORMATIVA
Modalidad: La evaluación es una actividad permanente con el grupo, las cuales podrán ser de forma
escrita, oral, o ambas y se aplicara tres evaluaciones como mínimo durante el curso, debido a que
así lo requiere el programa. La evaluación escrita se realizara en el momento en que el profesor
considere adecuado considerando para esto el avance del programa y de las necesidades de
integración de los contenidos del programa así como el avance del grupo con respecto a este.
Las evaluaciones orales se realizaran en clases o secciones de laboratorio mediante el
cuestionamiento a los estudiantes acerca de algún tema, en este caso el profesor procurará realizar
el esquema de retroalimentación en el mismo momento y sugerirá al estudiante sobre que temas
necesita perfeccionar.
Criterios: Grado y comprensión de conocimientos, aplicación de conocimientos, análisis e
integración de los diversos contenidos a través de la resolución de problemas.
Niveles descriptivos de evaluación para informar los resultados: Los resultados se darán a conocer a
los estudiantes de forma específica. Se harán las anotaciones necesarias sobre la evaluación para
que el estudiante equilibre los temas que debe fortalecer y el porque de las recomendaciones de
estudio que se le sugieren. El profesor podrá informar los resultados a los estudiantes de manera
grupal o personalizada.
Ingeniería en Sistemas Energéticos, Programa de Introducción a la Ingeniería en sistemas energéticos.
5
EVALUACIÓN PARA LA CERTIFICACIÓN
Modalidad: Esta evaluación podrá ser escrita, oral, o ambas.
Criterios: Conceptos de energía, fuentes de energía, agotamiento de fuentes energéticas y
programas de ahorro de recursos.
Indicadores. Que el estudiante conozca los diferentes conceptos de energía, las diferentes fuentes y
usos de la energía, como se agotan estas fuentes y los programas de ahorro de recursos.
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
Fernanda Miguélez Pose y Emilio Menéndez Pose. Energía y sostenibilidad: incidencia en el
medio marino. Netbiblo, 2003.
Diversos artículos en Encyclopedia of Energy. Elsevier Science, 2004.
Agencia Internacional de Energía. World Energy Outlook, 2006.
Roger A. Hinrichs and Merlin H. Kleinbach. Energy: Its Use and the Environment, 4th ed.,
Brooks Cole, 2006.
UNDP. World Energy Assessment. 2004.
Schipper L. and Meyers S. Energy Efficiency and human activity. Cambridge University Press,
1992.
Barquín, J. Energía: técnica, economía y sociedad. Universidad Pontificia de Comillas, 2004.
Cassedy, E. S. and Grosmann, P. Z. Introduction to energy: resources, technology and
society. Cambridge: Cambridge University Press, 1990.
Boyle, G., Everett, B. and Ramage, J. Energy systems and sustainability. Oxford University
Press, 2004.
Craig Morris. Energy Switch: Proven Solutions for a Renewable Future, New Society
Publisher, 2006.
Pardo Abad, Carlos J. Las Fuentes de Energía. Síntesis, 2000.
Schlager, Neil, Alternative Energy, U·X·L, 2006.
Jefferson W. Tester, Elisabeth M. Drake, Michael J. Driscoll, Michael W. Golay and William A.
Peters. Sustainable Energy: Choosing Among Options. The MIT Press, 2005.
RECURSOS DIDÁCTICOS
Equipo audiovisual, equipo de cómputo, paquetería didáctica.
Ingeniería en Sistemas Energéticos, Programa de Introducción a la Ingeniería en sistemas energéticos.
6