UNIVERSIDADE CATÓLICA PORTUGUESA F A C U L D A D E D E E N G E N H A R IA Disciplina de AMBIENTE E ENERGIA Contexto da Disciplina Horas de Trabalho do Aluno Curso(s): Todos os cursos do 1º ciclo Aulas Teóricas 22,5 h Ano Curricular Semestre: 1º ano 2º semestre Aulas Teórico-Práticas 22,5 h Ano Académico: em vigor Total de horas de Contacto 45 h ECTS: 4 créditos Total de horas sem Contacto 67 h Tipo de Aulas: Teóricas & Teórico-Práticas Total de horas de Trabalho do Aluno 112 h Descrição e Objectivos da Disciplina A disciplina de Ambiente e Energia procura dar aos alunos uma visão global dos principais temas ambientais, detalhando em pormenor o tema da energia. Procura-se que os alunos interiorizem conhecimento nestas áreas para que os utilizem como fonte de inovação, empreendedorismo e sentido de responsabilidade no futuro exercício da sua actividade profissional. 1
Programa 1. Ambiente e sustentabilidade do desenvolvimento: o problema 1.1. Grandes temas das ciências do ambiente e da energia: o enquadramento temático nas diferentes licenciaturas; 1.2. Noções de base para a compreensão dos problemas ambientais; 1.3. Ambiente em sentido lato e desenvolvimento sustentado; 1.4. A Estratégia Nacional de Desenvolvimento Sustentável; 1.5. Formas de acompanhamento: NTM- Pegada Ecológica IDH; 1.6. Indicadores: Portugal no contexto Europeu; 1.7. Ética Ambiental - Princípios de actuação; 2. Gestão da Água 2.1. Definições e Objectivo; 2.2. Principais problemas: Quantidade disponível e qualidade versus necessidades de água - O Stress Hídrico; 2.3. O quadro europeu e nacional da gestão da água; 2.4. Gestão da qualidade da água; 2.5. Principais poluentes; 2.6. Avaliação e controle da qualidade da água; 2.7. Qualidade da água para consumo humano; 2.8. Índices e indicadores de suporte à gestão da água; 2.9. Apresentação de um caso de estudo: Gestão de reservas de água potável no âmbito da gestão integrada de uma bacia hidrográfica. 3. Gestão de Resíduos 3.1. Conceito e tipos de resíduos; 3.2. Fontes, classificação e composição de resíduos; 3.3. Estratégias e políticas de gestão de resíduos; 3.4. Índices e indicadores de suporte à gestão de resíduos; 3.5. Resíduos e Gestão do Ciclo de Vida do Produto. 2
4. Qualidade do Ar 4.1. Definições e objectivo; 4.2. Problemas fundamentais; 4.3. Principais poluentes; 4.4. O quadro europeu e nacional de gestão da qualidade do ar; 4.5. Normas de qualidade do ar / legislação; 4.6. Avaliação e controle da qualidade do ar - Qualidade do ar em áreas urbanas; 4.7. Índices e indicadores de qualidade do ar; 4.8. Apresentação de um caso de estudo: Apreciação da qualidade do ar na Área Metropolitana de Lisboa. 5. Actividades humanas Gestão de recursos e o espaço geográfico 5.1 O Ordenamento do território: os planos e a actividade de licenciamento; 5.2 A avaliação de impacte ambiental; 5.3 A avaliação estratégica de impacte ambiental; 5.4 Apresentação de um exemplo de estudo. 6. Alterações climáticas: Energia e a relação com o Ambiente 6.1. Alterações climáticas: a controvérsia; 6.2. Procura de energia: perspectiva nacional e mundial e cenários de evolução; 6.3. Oferta de energia: recursos renováveis e não renováveis. Reservas existentes; 6.4. Principais impactes ambientais resultantes do uso e gestão da energia. 7. Fundamentos de energia e eficiência energética 7.1. Unidades de energia e sua conversão; 7.2. Fontes e vectores energéticos; 7.3. Energia primária e energia final; 7.4. Noção de eficiência energética. 8. Energia dos Combustíveis 8.1. Combustíveis sólidos, líquidos e gasosos; 8.2. Noção de poder calorífico; 3
8.3. Rendimento termodinâmico; 8.4. Emissões atmosféricas. 9. Energias renováveis: Energia solar e eólica 9.1. Balanço radiativo da terra; 9.2. Solar térmico a BT, MT e AT e painéis fotovoltaicos; 9.3. Aspectos genéricos sobre a circulação atmosférica ; 9.4. Distribuição do vento a nível nacional e europeu; 9.5. Turbinas eólicas. 10. Energias renováveis: Outras energias renováveis 10.1. Hidroelectricidade e turbinas hidráulicas; 10.2. Aproveitamento da energia das marés, ondas e correntes marítimas; 10.3. Geotermia; 10.4. Biomassa; 10.5. Biogás. 11. Energia nuclear. Fissão e fusão. 11.1. Fundamentos físicos; 11.2. Tecnologias existentes e emergentes; 11.3. A controvérsia do nuclear a nível nacional e internacional. Equipa Docente Maria José Lucena e Vale REGENTE maria.vale@fe.lisboa.ucp.pt Professor Auxiliar Convidado da Universidade Católica Portuguesa, docente desta Universidade desde 2002. É Doutorada em Estatística e Gestão de Informação (ISEGI/UNL, 2002). É Investigadora Auxiliar no Instituto Geográfico Português; Dirigiu o Serviço de Investigação e Gestão de Informação Geográfica. É perita do VII Programa Quadro e avaliadora da FCT na área da Energia e Ambiente. Colabora em diversos projectos nacionais e internacionais de Investigação Científica na área dos Sistemas de Informação Geográfica aplicados à Gestão Ambiental ao Ordenamento do Território e à Saúde. Representou o IGP no processo de desmaterialização dos Instrumentos de Gestão Territorial. O seu trabalho de investigação 4
centra-se na construção de infra-estruturas de dados de suporte à gestão e resolução de problemas complexos. Destaca-se o seu trabalho relacionado com a gestão de bacias hidrográficas integrando reservas de água potável e com a Avaliação de Impacte Ambiental. Os seus interesses de investigação prendem-se com a implementação de sistemas de informação associados às diferentes áreas do ambiente, do urbanismo e mais recentemente aplicados ao estudo do problema das Alterações Climáticas, num contexto de desenvolvimento integrado, em que consumo Energético e controlo de emissões assume papel relevante. Paulo Trigo Ribeiro ptrigoribeiro@fe.lisboa.ucp.pt Professor Auxiliar Convidado da Universidade Católica Portuguesa. Doutorado em Engenharia do Ambiente (IST, 2008), Mestre em Engenharia e Gestão de Tecnologia (IST, 2002) e Licenciado em Engenharia do Ambiente (IST, 1999). É docente na UCP desde 2006 e gerente da 3 Drivers - Engenharia, Inovação e Ambiente. Tem trabalhado na estruturação, implementação e avaliação de desempenho de entidades gestoras e de sistemas integrados de gestão de resíduos, na avaliação tecnológica e ambiental de operadores e na aplicação de ferramentas de apoio à decisão em vários domínios. Entre as suas áreas de interesse e investigação actuais incluem-se a ecologia industrial, a gestão de resíduos, a avaliação de ciclo de vida e os sistemas de apoio e avaliação da construção sustentável. Metodologia de Ensino O ensino da disciplina assenta sobre dois pilares fundamentais, aulas teóricas e aulas teórico-práticas. As aulas teóricas são constituídas, no seu essencial, por sessões expositivas, que servem para introduzir os conceitos fundamentais da disciplina associados a cada um dos tópicos da matéria. As aulas teóricopráticas visam sobretudo a resolução de exercícios e a apresentação e análise de casos de estudo. O objectivo destas aulas é, fundamentalmente, proporcionar uma visão mais prática dos conceitos teóricos, assim como instigar a iniciativa e a participação dos alunos. Ainda na óptica da relação entre conceitos teóricos e a prática, a disciplina inclui a realização de uma visita de estudo. Pretende-se que os alunos interiorizem os aspectos fundamentais relacionados com a integração das questões ambientais no processo de desenvolvimento. Metodologia de Avaliação Aplicam-se as Regras Gerais de Avaliação de Conhecimentos da Faculdade de Engenharia. O tipo de avaliação da disciplina é o designado por Avaliação Contínua sem Exame Final. AVALIAÇÃO CONTÍNUA: a avaliação da disciplina segue o método c) Avaliação Contínua sem Exame Final. A avaliação contínua inclui: 5
- A realização de dois testes a 13 de Abril e a 1 de Junho. Os dois testes têm de somar 20 valores para que os alunos passem à disciplina. - Uma Visita de Estudo Facultativa Relatório: Bónus de 0 a 0,5 valores, com entrega de relatório de grupo com um máximo de 2 páginas. Cada grupo pode ter no máximo 3 elementos. As inscrições para a visita devem ser efectuadas previamente na secretaria. - Os alunos que tiverem um registo de faltas superior a 25% reprovam à disciplina. Bibliografia 1. Bibliografia base: 1. Ricardo Garcia, Sobre a Terra, Publico, 2ª ed. 2005; 2. Joseph A. Salvato; Nelson L. Nemerow and Franklin J. Agardy Environmental Engineering, Fifth Edition; 3. Bjorn Lumborg The Skeptical environmentalist. Measuring the real state of the world, Cambridge University Press, 2001. 4. Godfrey Boyle Renewable Energy, Second Edition, Oxford, 2004. 5. Goswani, D. and F. Kreith Energy Conversion, CRC Press, 2008. 6. Robert A. Ristinen and Jack P. Kraushaar Energy and the Environment, 2nd Edition, Wiley and Sons, 2006 2. Bibliografia adicional ENDS - 1º Relatório Bienal, APA, Junho de 2009 Relatório do Estado do Ambiente (REA) 2007, APA, Outubro de 2008 2. Sites recomendados: Agência Portuguesa do Ambiente: http://www.apambiente.pt (20/01/2010); Instituto Regulador de Água e Resíduos - IRAR: http://www.irar.pt (2/01/2010) Direcção Geral de Energia e Geologia : www.dgge.pt (10/02/2010); European Environmental Agency: http://www.eea.europa.eu/ (10/02/2010); World Resources Institute: http://www.wri.org/ (10/02/2010); Organization for Economic Co-operation and Development: http://www.oecd.org/home/ (10/02/2010) United Nations: United Nations Environmental Program-UEP: http://www.unep.org/ (10/02/2010) Intergovernmental Panel on Climate Change: www.ipcc.ch (02/02/2010) BP British Petroleum: http://www.bp.com (02/02/2010) International Energy Agency: http://www.iea.org (02/02/2010) 6