UMA NOVA ESTRUTURA CURRICULAR DO CURSO DE ENGENHEIROS ELETRICISTAS ÊNFASE ENERGIA E AUTOMAÇÃO ELÉTRICAS DA ESCOLA POLITÉCNICA DA USP

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1 UMA NOVA ESTRUTURA CURRICULAR DO CURSO DE ENGENHEIROS ELETRICISTAS ÊNFASE ENERGIA E AUTOMAÇÃO ELÉTRICAS DA ESCOLA POLITÉCNICA DA USP José Aquiles Baesso Grimoni 1, Luiz Lebensztajn 1, Wilson Komatsu 1, Eduardo César Senger 1, Carlos César Barioni de Oliveira 1, Nelson Kagan 1 e Marco Antônio Saidel 1 Universidade de São Paulo Escola Politécnica - Departamento de Engenharia de Energia e Automação Elétricas -PEA Av. Prof. Luciano Gualberto Travessa São Paulo SP CEP : Tel : 0xx Fax : 0xx aquiles@pea.usp.br, leb@pea.usp.br, wkomatsu@pea.usp.br, senger@pea.usp.br, barioni@pea.usp.br, nelsonk@pea.usp.br e masaidel@pea.usp.br Resumo : Em 1999 a Escola Politécnica da USP iniciou a implantação da sua nova estrutura curricular dos seus cursos de engenharia. O aluno ingressa no curso de engenharia pelo vestibular aplicado pela Fuvest ao final do primeiro ano ele opta por uma das quatro grandes áreas de engenharia ( Civil, Elétrica, Mecânica e Química). Dentro da grande área escolhida, ao final do segundo ano ela opta por algumas especializações ou ênfases daquela grande área. No caso da engenharia elétrica há 5 ênfases semestrais: computação, controle, energia e automação, sistemas eletrônicos e telecomunicação. Há também uma ênfase para o curso de computação (curso cooperativo) na modalidade quadrimestral, sendo que em um dos quadrimestres de cada ano o aluno faz um estágio profissional. A reestruturação do curso teve como meta principal a formação de um engenheiro de concepção, de visão generalista e madura em relação as questões ambientais e sociais. O aluno deste novo curso terá nesta nova estrutura contato com o novo modelo do setor elétrico brasileiro, que indica a necessidade da formação de um novo profissional, adaptado a esta nova estrutura, onde as questões como qualidade e gestão energética são de extrema importância Palavras-chave: Estrutura Curricular, Energia, Automação Elétrica DTC - 40

2 1. INTRODUÇÃO As transformações sofridas nos modelos, tanto do setor elétrico como no de telecomunicações no Brasil nos últimos anos, acabou criando a necessidade de um novo profissional. Essa necessidade tem levado as escolas de engenharia, especificamente na opção de engenheiros eletricistas, a criar disciplinas novas que permitam uma formação mais adequada as novas demandas e exigências, tanto de conteúdos como de habilidades e atitudes. Visualizando esta preocupação a Escola Politécnica da USP dentro do programa de reforma da estrutura curricular[1], em curso desde o ano de 1999, elaborou uma nova estrutura curricular para cada uma das suas grandes áreas (civil, elétrica, mecânica e química) e para suas habilitações ou ênfases específicas dentro de cada grande área. Dos 750 alunos ingressantes no primeiro ano, através do vestibular aplicado pela Fuvest, 220 optam pela grande área elétrica ao final do primeiro ano e ao final do segundo ano optam por uma das ênfases computação, controle, energia e automação, sistemas eletrônicos e telecomunicação. Este trabalho tem como objetivo mostrar a estrutura curricular proposta, já em seu primeiro ano de implantação, da ênfase energia e automação elétricas. 2. O NOVO CENÁRIO DO SETOR ENERGÉTICO BRASILEIRO O novo modelo do setor elétrico brasileiro, que está atualmente em processo de implantação, baseia-se na idéia que a energia pode ser tratada como um produto e não mais como um serviço público. A própria discussão deste modelo, do anterior e de outros faz parte do processo de ensino-aprendizado do aluno. O modelo propõe a quebra da verticalização das empresas de energia, que poderiam ter geração, transmissão e distribuição e comercialização. O modelo prevê a privatização das empresas de geração e distribuição e comercialização de energia. No novo modelo surgem ainda novos agentes como a ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica e o ONS Operador Nacional do Sistema, que cuidam respectivamente da qualidade, regulação de serviço e atendimento e da operação do sistema. Há também a possibilidade do surgimento de geradores e consumidores livres, permitindo que o consumidor não fique preso a um único fornecedor de energia ( fim do consumidor cativo). O governo através do MME - Ministério das Minas e Energia cria as políticas de expansão e de planejamento do sistema. Surgem também o MAE Mercado Atacadista de Energia e os comercializadores de energia que tratará das compras e vendas de pacotes de energia entre os agentes do sistema. O novo modelo define também a aplicação anual de recursos das empresas em programs de pesquisa e desenvolvimento e de conservação de energia. Muitas empresas do setor de distribuição de energia e algumas do setor de geração foram privatizadas e várias concessões de construção e uso de linhas de transmissão foram feitas. O que precisa ficar claro é que este novo modelo exigirá das universidades a formação de um novo profissional e o auxílio na recapacitação dos profissionais do setor, com características centradas nas questões ligadas a qualidade e regulação do serviço energia elétrica e sua comercialização além, é claro, da boa gestão dos recursos naturais e do uso da energia. A introdução do exame de fim de curso para engenheiros eletricistas pelo MEC[2], também sinalizou para as escolas de engenharia com esta habilitação, novas exigências quanto aos perfil dos egressos e um conteúdo mínimo que seria cobrado neste exame. Mais especificamente, quando se pensa na engenharia hoje, deve-se levar em conta um contexto global com atuação local. As necessidades da sociedade moderna exigem que o profissional de engenharia tenha uma formação forte, nas áreas de ciências básicas(física, química e matemática), nas disciplinas básicas de engenharia e nas de sua formação específica. Além disto ele deve ter uma boa formação humanista e deve aprimorar e/ou desenvolver algumas habilidades e atitudes, tais como: capacidade de trabalhar em equipe; capacidade de comunicação oral e verbal capacidade de utilizar ferramentas básicas de informática; capacidade de se expressar em outras línguas; atitude ética profissional; consciência ambiental; responsabilidade social e política; busca permanente pela atualização profissional; ser proativo e empreendedor 3. CURSO DE ENGENHARIA DA ESCOLA POLITÉCNICA DA USP Foi com este espírito que a Escola Politécnica da USP desenvolveu uma reforma curricular, que começou a ser implementada no ano de O aluno neste novo modelo ingressa pelo vestibular no 1 o ano ( 750 vagas) e ao final deste ano opta por uma das 4 grandes áreas ( Mecânica, Elétrica, Civil e Química). O regime da escola é semestral, a menos dos cursos cooperativos DTC - 41

3 que são quadrimestrais a partir do 3 o ano. Em todos os semestres o número de créditos-aula é limitado a 28. No primeiro ano eles tem as seguintes disciplinas e créditos-aula associados: Cálculo Diferencial e Integral I e II( 6 e 4 créditos); Física para Engenharia I e II( 2 e 4 créditos); Álgebra Linear para Engenharia I e II(4 e 4 créditos); Desenho para Engenharia I e II ( 2 e 2 créditos); Mecânica I( 4 créditos) Introdução a Computação para Engenharia( 4 créditos); Cálculo Numérico( 4 créditos); Química Tecnológica Geral( 5 créditos); Introdução à Ciência dos Materiais ( 4 créditos); Introdução à Engenharia( 3 créditos). Um reclamação histórica dos alunos consiste em que o curso de engenharia nos seus primeiros anos não difere muito de outros cursos da área de exatas como Física e Matemática, o que acaba distorcendo a visão do aluno sobre o que é a engenharia. Baseados nesta constatação foram propostas atividades, em algumas disciplinas, que desenvolvessem a visão do que é um projeto de engenharia e qual deve ser a metodologia para desenvolvê-lo além de um trabalho feito com os Institutos que oferecem as disciplinas de matemática e física, no intuito de tentar adaptar estas disciplinas às necessidades específicas da engenharia. 4. A GRANDE ÁREA ELÉTRICA A partir do ano 2000 também começaram a ser implementados os segundos anos das grandes áreas. Mantendo o espírito proposto para esta reforma o 2 o ano da área elétrica( 220 vagas) foi remodelado e surgiram novas disciplinas. Foram propostas disciplinas novas que permitissem aos alunos desenvolver um primeiro contato com a área e os projetos que são típicos na engenharia elétrica. São oferecidas as seguintes disciplinas no 2 o ano: Cálculos Diferencial e Integral III e IV( 4 e 4 créditos); Física para Engenheiros Eletricistas III e IV( 6 e 6 créditos); Circuitos Elétricos I e II( 4 e 4 créditos); Fundamentos de Engenharia de ComputaçãoI e II( 4 e 4 créditos); Introdução à Eletrônica( 4 créditos); Laboratório de Conversão Eletromecânica de Energia; Práticas de Eletricidade e Eletrônica I e II( 4 e 2 créditos); Energia, Meio Ambiente e Sustentabilidade( 4 créditos); Instituições de Direito( 2 créditos) Deve-se salientar a características das disciplinas Práticas de Eletricidade e Eletrônica I e II, nas quais o aluno tem no primeiro semestre uma série de experiências propostas pelos quatro Departamentos responsáveis pela grande área engenharia elétrica ( Energia e Automação - Sistemas Eletrônicos - Telecomunicação e Controle - Computação e Sistemas Digitais) e no segundo semestre eles devem desenvolver um pequeno projeto orientado por professores dos diversos departamentos, permitindo assim ao aluno um contato prático com as questões vinculadas a um projeto como limitações de tempo, recursos materiais e humanos e com as dificuldades de implementação prática de sues projetos. A disciplina Energia, Meio Ambiente e Sustentabilidade e a de Laboratório de Conversão Eletromecânica de Energia são oferecidas pelo PEA. A disciplina Energia, Meio Ambiente e Sustentabilidade além de outras é uma das que mais enfoca as questões vinculadas com às questões ambientais e sociais associadas aos projetos de engenharia na área de energia. O aluno no final do 2 o ano da grande área elétrica deve optar por uma das 6 ênfases : telecomunicações; sistemas eletrônicos; energia e automação elétricas; controle; computação (semestral); computação ( cooperativo - quadrimestral) O curso cooperativo trabalha com 3 quadrimestres por ano, a partir do 3 o ano, sendo dois acadêmicos e um de estágio nas empresas conveniadas com o curso. DTC - 42

4 Dando continuidade ao processo de reestruturação curricular na Escola Politécnica cada ênfase e/ou habilitação criou uma comissão para elaborar sua grade curricular para os 3 últimos anos. Neste espírito o Departamento de Engenharia de Energia e Automação Elétricas da Escola Politécnica da USP criou uma comissão para elaborar uma nova estrutura curricular para atender a necessidades da reestruturação em andamento na escola e também a demanda de um novo tipo de profissional exigido pelo modelo do setor elétrico brasileiro em implantação. 5. A OPÇÃO ENERGIA E AUTOMAÇÃO ELÉTRICAS DA EPUSP A comissão composta pelos autores deste trabalho tomou como princípio básico para seus trabalhos a de um engenheiro de concepção com formação generalista e com uma forte ênfase em conceitos básicos de engenharia elétrica. O curso de engenharia elétrica da Escola Politécnica da USP é um dos que historicamente mais oferece disciplinas de laboratório e esta filosofia norteou a nova estrutura curricular também. Baseado nestas premissas não se lançou mão do uso de disciplinas optativas e eletivas. A estrutura curricular do terceiro ano ainda tem uma forte formação básica em engenharia elétrica, que em alguns casos são ministradas pelos demais Departamentos da engenharia elétrica, através de disciplinas como: Laboratórios de Eletricidade I e II( 4 e 4 créditos); Projeto Lógico e Digital e seu laboratório( 4 e 4 créditos); Eletrônica e seu laboratório( 4 e 4 créditos); Sistemas e Sinais I( 4 créditos); Engenharia de Comunicação( 4 créditos) Algumas disciplinas, para garantir uma formação conceitual básica de outras áreas de engenharia, são oferecidas pelo Departamentos de Mecânica, Produção e de Estruturas e Fundações Estatística ( 4 créditos); Introdução as Ciências Térmicas( 4 créditos); Laboratório de Aplicações de Mecânica dos Fluídos ( 2 créditos); Fundamentos de Mecânica de Estruturas( 2 créditos) A atuação do PEA no terceiro ano é restrita a disciplinas consideradas de formação básica para um engenheiro que vai se especializar na área de energia e automação elétricas: Teoria Eletromagnética( 4 créditos); Conversão Eletromecânica de Energia( 4 créditos); Introdução aos Sistemas Elétricos de Potência( 4 créditos) Já no 4 o e no 5 o ano a maioria das disciplinas são oferecidas pelo PEA. Tem-se ainda algumas disciplinas oferecidas pelo Departamento de Engenharia de Produção que visam apresentar e discutir questões ligadas com macro e micro economia e engenharia econômica, gestão de projetos e modelos matemáticos para planejamento e otimização de projetos. Estas disciplinas são as seguintes Economia e Engenharia Econômica( 4 créditos); Noções de Gestão de Projetos( 2 créditos); Noções de Pesquisa Operacional( 2 créditos) No 4 o ano, apoiado pelas áreas de pesquisa do Departamento (Produção, Transporte e Uso da Energia Elétrica, Simulação de Fenômenos Eletromagnéticos e Mecânicos em Dispositivos Elétricos, Eletrônica de Potência e Conversores Estáticos e Automação de Sistemas Elétricos de Potência e Processos Industriais) foram propostas diversas disciplinas que permitirão ao aluno ter uma formação sólida e uma visão diversificada das diversas áreas em que ele poderá atuar tanto no mercado de trabalho ligado às empresas do setor, às consultoras e às indústrias como na área de pesquisa e desenvolvimento, ligadas aos centros de pesquisa e às universidades. As disciplinas técnicas de quarto e quinto ano foram criadas a partir de seis temas considerados essenciais para um engenheiro na área de energia e automação elétricas: Energia Elétrica Máquinas Elétricas Instalações Elétricas Eletrônica de Potência Sistemas Elétricos de Potência DTC - 43

5 Automação Elétrica Neste espírito, no 4 o ano foram propostas as seguintes disciplinas: Máquinas Elétricas I e Máquinas Elétricas e seus Acionamentos( 4 e 4 créditos); Laboratório de Máquinas Elétricas(2 créditos); Sistemas de Potência I e II ( 4 e 4 créditos); Laboratório de Sistemas de Potência( 2 créditos); Instalações Elétricas I e II( 4 e 4 créditos) Laboratório de Instalações Elétricas( 2 créditos); Controle( 4 créditos); Eletrônica de Potência I e II( 4 e 4 créditos); Introdução à Automação de Sistemas Elétricos( 2 créditos); Automação de Sistemas Elétricos de Potência( 4 créditos); Produção de Energia Elétrica( 4 créditos) Já no 5 o ano foram propostas as seguintes disciplinas: Laboratório de Eletrônica de Potência(2 créditos); Automação de Sistemas Industriais( 2 créditos); Laboratório de Automação( 4 créditos); Uso de Energia( 4 créditos); Transporte de Energia ( 4 créditos); Qualidade de Energia e Regulação ( 4 créditos); Laboratório de Qualidade de Energia( 2 créditos); Projeto de Formatura( 4 e 4 créditos trabalho); Estágio Supervisionado( 1 crédito trabalho) É interessante notar que as disciplinas do quarto e quinto ano muitas vezes estão contidas em mais de uma dos seis temas indicadas acima. As disciplinas Automação de Sistemas Elétricos de Potência e Máquinas Elétricas e seus Acionamentos são exemplos típicos. O projeto de formatura é anual e o estágio supervisionado é de um semestre obrigatório. A carga de créditos de todas as disciplinas respeitou a limitação de 28 créditos por semestre, houve um esforço também em reduzir o número de créditos-aula nos últimos semestres para atender a demanda de tempo para a realização de estágios e para a dedicação ao projeto de formatura. A tabela 1 mostra como ficou este distribuição de créditos pelos semestres do curso. Tabela 1. Distribuição de Créditos por semestre do curso de engenheiros eletricistas ênfase Energia e Automação Elétricas OPÇÃO DO ALUNO SEMESTRE NÚMERO DE CRÉDITOS AULA Todos os alunos ingressantes 1 o 28 (750 vagas) 2 o 28 Grande Área 3 o 28 Elétrica(220 vagas) 4 o 28 5 o 28 Ênfase Energia e Automação Elétricas(60 vagas) 6. CONCLUSÕES 6 o 28 7 o 28 8 o 28 9 o o 10 Este trabalho procurou mostrar o processo de construção e o resultado da reestruturação curricular que ocorreu no curso de engenheiros eletricistas da Escola Politécnica da USP na ênfase de Energia e Automação Elétricas. Para implementar esta nova estrutura estão sendo remodelados e reequipados os laboratórios e elaborados novos materias didáticos para as novas disciplinas que surgiram, o que demandará uma grande carga de trabalho dos DTC - 44

6 professores envolvidos. Se faz necessária uma melhor preparação docente para, através de um processo de ensinoaprendizado mais dinâmico, pode tornar o aluno realmente o centro do processo de construção do conhecimento e se capacitar para se tornar também um agente produtor deste conhecimento. Estamos neste ano com o nosso novo 3 o ano, da ênfase Energia e Automação Elétricas, em andamento e pelas avaliações do 1 o semestre deste ano e também do 1 o e 2 o ano já cursados pelos alunos, podemos dizer que a adaptação e receptividade dos alunos a esta nova estrutura curricular tem se mostrado muito boa, o que ocasionou entre outras coisas um menor número de reprovações nas disciplinas consideradas mais difíceis Os esforços da escola em melhor preparar seus docentes, através de treinamentos com professores da área de pedagogia e também através de uma melhor integração das disciplinas oferecidas pelos institutos de Matemática e Física da Universidade e pelos diversos departamentos da Escola, também tem sido um fator positivo para um melhor desempenho dos alunos. Em paralelo a este processo de remodelação de nosso curso estão sendo atendidas demandas do processo de remodelação das outras grandes áreas de engenharia da Escola Politécnica ( Civil, Mecânica e Química) e de demandas de cursos das outras ênfases de engenharia elétrica.( Telecomunicação, Sistemas Eletrônicos, Computação e Sistemas Digitais e Controles). 7. REFERÊNCIAS [1] Comissão de Graduação da Escol Politécnica da USP Diretrizes Curriculares [2] Comissão do Exame de Fim de Curso para Engenheiros Eletricistas do MEC - Diretrizes do Perfil Esperado do Engenheiro Eletricista e Conteúdo do Exame Nacional de Fim de Curso para Engenheiros Eletricistas do MEC DTC - 45