Energia e Ambiente

Objectivos

No final do curso o aluno deve:

Saber discutir: a tricotomia energia-sociedade-ambiente e a heterogeneidade na distribuição e exploração a nível mundial dos diversos recursos, fósseis e renováveis.

Conhecer e saber utilizar em discussões as estatísticas das energias fóssil e renovável a nível nacional e de casos notáveis no Mundo.

Conhecer e saber discutir em profundidade os aspetos negativos da conversão de combustíveis fósseis (por combustão): emissão de gases com efeito de estufa, poluentes, bem como a finitude destes recursos.

Conhecer algumas estratégias/técnicas para melhorar os desempenhos ambiental e energético no uso de recursos fósseis e saber relacioná-las com os mecanismos físico-químicos de formação de poluentes e as técnicas e equipamentos de conversão de combustíveis sólidos, líquidos e gasosos.

Compreender os princípios fundamentais e as técnicas inerentes às energias alternativas:  biomassa, solar, eólica, hídrica, marés, ondas e nuclear. Saber discutir a aplicabilidade e limitações das técnicas.

Ter desenvolvido capacidades de: processamento de informação, trabalho autónomo, auto­‑aprendizagem e cumprir objectivos.

Caracterização geral

Código

3679

Créditos

6.0

Professor responsável

Daniel Cardoso Vaz, José Fernando de Almeida Dias

Horas

Semanais - 4

Totais - 62

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

É pressuposto o domínio de partes das matérias versadas em Física II e desejavelmente ter conhecimentos de dinâmica dos fluidos.

O bom desempenho nas avaliações pressupõe que o aluno sabe exprimir as suas ideias por escrito em português inteligível e que sabe aplicar as ferramentas matemáticas que vierem a ser exercitadas nas aulas. 

Bibliografia

1. "Energy Science - Principles, Technologies, and Impacts", J. Andrews e N. Jelly, Oxford University Press, 2007.

2. "Energia e Ambiente - apontamentos do docente, 2019" e "Energia e Ambiente - Lista de problemas propostos, 2019" - disponibilizados no CLIP.

3. Capítulos 11 a 13 de "Mechanical Engineer’s Reference Book", 12th ed., Edited by E.H. Smith, Butterworth-Heinmann, 1994. - acessível pelas bases de dados electrónicas subscritas pela FCT.

4. "Energy and Problems of a Technical Society", J. Kraushaar e R. Ristinen, John Wiley & Sons, 2.ª ed., 1993.

Método de ensino

(Se necessário as aulas de uma das turmas poderão ser dadas em inglês.) 

As aulas são teórico-práticas. Faz-se a exposição da matéria, sendo incentivada a participação dos alunos. Sempre que oportuno, são propostos exercícios, que ajudam os alunos: a exercitarem o raciocínio e a capacidade de argumentação, a aplicarem conceitos, a melhor compreenderem a problemática de certos temas, bem como a prepararem-se para uma situação de avaliação.

Os slides são esquemáticos, para não despromover a importância de estudo da bibliografia; pode dizer-se que nesta UC o principal elemento de estudo é os apontamentos que cada aluno toma para si nas aulas, sendo pois importante a comparência às aulas.

Os alunos têm actualmente oportunidade de exercitarem e refinarem os seus métodos de trabalho individual na pesquisa de informação, recorrendo a bibliotecas convencionais ou electrónicas, ou simplesmente através de pesquisas na Internet em páginas de instituições de renome (p. ex. a da Agência Internacional de Energia, www.iea.org/Textbase/stats/index.asp).

Método de avaliação

1 - Frequência: Entrega do resultado de uma pesquisa em bases de dados online (desejavelmente o site da Agência Internacional de Energia) de dados estatísticos recentes de países notáveis quanto ao uso de recursos energéticos, conforme vier a ser atribuído pelo docente a cada aluno. Conforme o Regulamento de Avaliação de Conhecimentos (RAC), o trabalho de pesquisa (TP) contribui em 15% para a nota final (NF).

2 - Modo de avaliação contínua, constituida por 4 (quatro) mini-testes escritos (avaliação teórico-prática) pesando no seu conjunto 85% para a classificação final.

3 - A componente teórico-prática é composta pelos 4 minitestes ou pelo Exame de Recurso (conforme RAC).

4 - Nota Final: NF = 0,15*TP + 0,15*MT1 + 0,20*MT2 + 0,25*MT3 + 0,25*MT4 ou, no caso de exame, NF = 0,15*TP + 0,85*EX. As parcelas entram sem arredondamentos. NF tem de ser maior ou igual a 9,5 para aprovação.

5 - Consulta nas provas escritas: Os minitestes e exames são sem consulta e não será permitido o uso de máquina de calcular com memória alfanumérica. Qualquer formulário que se entenda necessário será dado no próprio enunciado da prova. As transgressões ficam sujeitas ao previsto no art.º 9.º do RAC.

Conteúdo

1- A importância da energia no desenvolvimento das sociedades. Discussão de estatísticas do uso de energia. Combustíveis fósseis: Génese e distribuição mundial das reservas. Finitude dos recursos fósseis (curva de Hubbert). Técnicas avançadas de exploração de petróleo, xistos e areias betuminosos. Os fluxos naturais de energia na Terra: potencial dos recursos de energias alternativas.
 
2- Combustíveis fósseis. O efeito de estufa. Composições de carvões, petróleo e gás natural. Descarbonização das IGNOREes. Poluentes: efeitos e mecanismos de formação. Estequiometria da combustão. Técnicas de combustão limpa.
 
3- Renováveis. Biomassa: caracterização, processos de densificação, gaseificação, digestão anaeróbia, álcoois e biodiesel. Solar térmico e fotovoltaico. Eólica: fundamentos, tecnologias, operação dos equipamentos. Hídrica: tipos de instalações e turbinas. Marés: fundamentos e operação de equipamentos. Ondas: as diversas tecnologias.
 
4- Nuclear. Fundamentos e tecnologia. Fissão e fusão. Reactor convencional, moderadores e enriquecimento do urânio. Segurança e impacto ambiental. Reactores regeneradores de neutrões rápidos.
 
5-Outros temas cuja discussão se venha a revelar oportuna e relevante na atualidade (p. ex.hidrogénio).