JUSTIFICACIÓN DEL ESPACIO ACADÉMICO (El ¿Por Qué?)
En un escenario mundial con retos relacionados con el clima, con el acceso a con los recursos naturales y a los recursos energéticos han surgido un conjunto de tecnologías orientadas a la obtención de la energía a partir de principios ecológicos, de sostenibilidad, de renovabilidad y eficiencia.
La evaluación del impacto a nivel ambiental, social y cultural de la implementación o conservación de las diferentes clases de tecnologías asociadas con la obtención del recurso energético requiere de una discusión desde un ambiente académico, la presente propuesta sugiere abordar el tema usando como eje el conocimiento científico.
Este curso pretende garantizar las herramientas conceptuales que se pueden ofrecer desde la disciplina de la física para llevar a cabo dicha evaluación, pero además generar un conjunto de reflexiones en torno al contexto cultural, histórico y social en el que se desarrollan éstos procesos.
PROGRAMACIÓN DEL CONTENIDO (El ¿Qué enseñar?)
OBJETIVO GENERAL
Presentar las herramientas conceptuales físicas para comprender los procesos involucrados en la conversión de las fuentes primarias de energía
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Estudiar los principios de la termodinámica y su aplicación en los procesos involucrados para obtener energía eléctrica.
Estudiar el fenómeno fotoeléctrico y su aplicación en celdas solares.
Estudiar la física involucrada en los procesos naturales cíclicos y la correspondiente al efecto invernadero.
Estudiar los principios físicos asociados con la radiactividad natural y la equivalencia entre materia y energía.
Generar espacios de reflexión respecto a los potenciales beneficios asociados a la implementación y uso de las fuentes alternativas de energía.
Estimular en el estudiante una permanente reflexión respecto al uso eficiente y adecuado de los recursos energéticos.
Garantizar una reflexión en torno al uso actual de los combustibles fósiles, reservas e impactos en el entorno y a nivel global.
PROGRAMA SINTÉTICO
SEMANA
TEMA
1-2
Leyes de la termodinámica. Temperatura y ley cero de la termodinámica. Escalas de temperatura. Expansión térmica de sólidos y líquidos. Calor y energía térmica. Trabajo y calor en procesos termodinámicos. Primera ley de la termodinámica. Transferencia de calor. Teoría cinética de los gases. Motores, entropía y la segunda ley de la termodinámica.
Radiación electromagnética. El espectro electromagnético. Leyes de Maxwell. Propiedades ondulatorias. Fenómenos de interacción de la radiación.
3-6
Energía solar térmica. Relaciones astronómicas Sol-Tierra. Características de la radiación solar. Estimación de la radiación solar. Sistemas para el calentamiento de agua.
Energía solar Fotovoltaica. Efecto fotoeléctrico, principios de interacción radiación-materia. Funcionamiento de celdas solares. Perspectivas de la energía Solar fotovoltaica.
Cambio climático, protocolo de kyoto y efecto invernadero. Fundamentos de ecología.
7-9
Energía Eólica. Fenomenología de los vientos. Evaluación del recurso eólico en Colombia. Turbinas. Parques eólicos.
Energía geotérmica. Modelopara el campo geotérmico, etapas de un proyecto geotérmico.
Legislación colombiana en materia de recursos energéticos y avances tecnológicos en el sector.
10-13
Energía de Biomasa. La biomasa como recurso energético. Gasificación.
Energía nuclear. Fisión y fusión nuclear. Reactores nucleares. Fenómeno de fusión fría.
Telecomunicaciones como un recurso natural. Derecho y medio ambiente. Los mercados de carbono.
14-16
Celdas de combustible. Principio de conversión. El hidrógeno como recurso energético.
Otros mecanismos de conversión. Magnetohidrodinámica. Conversión mediante materiales piezoeléctricos. La diferencia de potencial en el campo terrestre.
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