Objetivos de aprendizagem e a sua compatibilidade com o método de ensino (conhecimentos, aptidões e competências a desenvolver pelos estudantes)
O objectivo geral da disciplina consiste em integrar diferentes conhecimentos adquiridos em disciplinas precedentes e simultâneas, organizando-os de forma a desenvolver competências relacionadas com a análise energética de diferentes processos tecnológicos agroindustriais. Pretende-se que os estudantes adquiram formação em conceitos fundamentais de engenharia aplicáveis aos sistemas produção de energia: convencionais e renováveis, assim como o seu impacto ambiental, estudo de propriedades termodinâmicas do ar seco e húmido e condicionamento ambiental. Os estudantes deverão adquirir conhecimentos e competências para aplicação destes conceitos em futuras unidades curriculares relacionadas com as operações unitárias nas diferentes tecnologias agroindustriais.
Conteúdos programáticos
1. Fontes e Vectores Energéticos: O desafio energético; a energia enquanto bem escasso e reservas mundiais; fontes energéticas; energia primária, final e útil. Conceitos fundamentais da termodinâmica, unidades e conversões. 2. Psicrometria: propriedades do ar húmido e seco; propriedades do vapor de água; propriedades da mistura ar-vapor. Carta psicrométrica. Parâmetros psicrométricos; Processos psicrométricos e Conforto térmico. 3. Refrigeração mecânica: Fluidos frigorigéneos; Ciclo de Carnot de um andar; Ciclo real; Ciclo de mais de um andar. 4. Sistemas Térmicos: Sistemas hidráulicos; Sistemas pneumáticos; Frio industrial e sistemas de aquecimento; Ventilação e ar condicionado (AVAC). 5. Combustão e Análise Exergética: conceito de Exergia; conceitos fundamentais de combustão; cogeração; caldeiras/fornalhas/reactores. 4. Sistemas de produção de energias sustentáveis: energia eólica; energia solar passiva e activa; energia do biogás. Energia eléctrica.
Demonstração da coerência dos conteúdos programáticos com os objetivos de aprendizagem da unidade curricular
Através destes conteúdos programáticos pretende-se proporcionar aos estudantes a compreensão de conceitos de engenharia, integrando os conhecimentos adquiridos em disciplinas precedentes, de forma a criar capacidades relacionadas com a análise energética de diferentes processos tecnológicos. Reconhecer a energia como um bem escasso; identificar diferentes formas de energia; diferenciar entre energia primária, energia final e energia útil. Entendimento sobre a forma de medição das diferentes formas de energia; reconhecer as principais características de tecnologias consumidoras de energia, nomeadamente, no que concerne os sistemas térmicos, de condicionamento ambiental, eléctricos e renováveis. Compreender o conceito de gestão de energia na indústria agroindustrial, possibilitando a sua aplicação na análise do funcionamento de sistemas reais, no estudo do desempenho energético de equipamentos utilizados na indústria agroindustrial.
Metodologias de ensino e de aprendizagem específicas da unidade curricular articuladas com o modelo pedagógico
Sessões Presenciais: Sessões teórico-práticas de aplicações, seminários e sessões de orientação tutorial. Trabalho Independente: Disponibilização de material de estudo para a unidade curricular, de acordo com os temas das sessões presenciais. Resolução de problemas de aplicação da matéria. - É condição para admissão a exame final estar inscrito na unidade curricular. - Para a avaliação contínua é obrigatória a assistência aos seminários com elementos de avaliação. - Avaliação contínua: Prova Escrita (PE) - 2; Relatórios/Fichas de trabalho (TP) - 3. - Fórmula de dispensa total: 0,70 (média das PE) + 0,30 (média dos relatórios/fichas de trabalho); nenhum dos elementos da avaliação pode ter classificação inferior a 8 valores. - Dispensa parcial: Classificação maior ou igual a 10 valores em cada elemento da avaliação contínua. - Exame final: 1 prova escrita (0,70) + 1 prova prática (0,30).
Demonstração da coerência das metodologias de ensino e avaliação com os objetivos de aprendizagem da unidade curricular
Pretende-se que o estudante adquira os conhecimentos fundamentais sobre os vários sistemas de produção de energia. Na parte teórico-prática pretende-se que o estudante proceda à medição de variáveis de processo, aprendizagem de controlo ambiental em instalações industriais e exercícios práticos associados aos objectivos da unidade curricular. Na orientação tutorial o docente acompanhará os estudantes na resolução de exercícios aplicados aos conceitos adquiridos, individualmente e em grupo. O trabalho independente permitirá ao estudante consolidar as matérias leccionadas. O sistema de avaliação contínua permitirá ao estudante demonstrar os conhecimentos adquiridos, através da realização de duas provas escritas, bem como a capacidade de aplicação prática dos mesmos, através da realização de trabalhos práticos e respetivo relatório e/ou fichas de trabalho.
Bibliografia de consulta (existência obrigatória)
Althouse, (1996). Modern refrigeration and air conditioning, The Goodheart Wilcox Company, Inc. Illinois. Bejan, A. (1996). Transferência de Calor. Edgard Blucher Lda, São Paulo. Cengel, Y. A. (2001). Termodinâmica. 3ª Ed. Mc Graw-Hill de Portugal: Lisboa. Grimoni, J. A. B. (2004). Iniciação a Conceitos de Sistemas Energéticos para o Desenvolvimento Limpo. Editora Universidade S. Paulo. Jain, P. (2016). Wind Energy Engineering. 2nd edition, New York, N.Y. McGraw-Hill Education. Kreider, J. F. (1982). The solar heating design process: active and passive systems. 1st ed., Mc Graw-Hill. Moran, M. J. (2013). Princípios de Termodinâmica Para Engenharia. LTC, 7ª Ed. 2013. Oliveira, P. P. (2012). Fundamentos de Termodinâmica Aplicada, LIDEL, Lisboa. Stoecker, W. F. (2002). Refrigeração industrial. Editora Edgard Blucher, Ltda, 2ª edição. Wellinger, A. (2013). The Biogas Handbook. Woodhead Publishing Series in Energy, Edited b y A. Wellinger, J. Patrick Murphy and D. Baxter.
Observações
Metodologias de ensino (avaliação incluída):
De acordo com o Despacho N.º 16/2021 da direção da ESAS, as aulas teóricas são ministradas em sala, com a presença de estudantes até ao limite da lotação da mesma. Num modelo de rotação semanal, os demais estudantes têm acesso às aulas teóricas a distância. As aulas práticas são presenciais. As provas de avaliação periódicas e os exames são presenciais.
Nota: Caso ocorra um agravamento da epidemia da Covid-19, poderá haver redução da proporção das aulas presenciais ou mesmo a sua total substituição por ensino a distância.
