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