Física das Enerxías

A Física da Enerxía é unha materia nova encadrada nunha área científica interdisciplinar onde conflúen a física, a bioloxía, a química, a enxeñaría e as matemáticas principalmente, e que na actualidade constitúe un amplo e dinámico campo de traballo docente e investigador, como o amosa o feito que unha institución de referencia como o Massachusetts Institute of Technology (MIT) a considerara no seu programa formativo e fose presentada como unha primicia mundial (http://physicsofenergy.mit.edu/) para o Curso 2009-2010.

O obxectivo principal da materia é coñecer en profundidade tódolos procesos enerxéticos, a mellora dos rendementos e da diversificación das fontes enerxéticas como premisa básica para o sostemento da sociedade tecnolóxica actual. Polo tanto o seu valor formativo no Grao de Física é fundamental.


Resultados da aprendizaxe
No que respecta á materia física das enerxías, o alumno demostrará:
- Ser capaz de recoñecer os coñecementos transversais adquiridos previamente noutras materias da titulación e utilizalos ao analizar o funcionamento das máquinas térmicas, estudos de conversión, transporte e almacenamento de enerxía e uso non convencional de unidades e escalas de uso habitual de enerxía.
- Ter destreza en determinadas técnicas de cálculo e algoritmos de resolución de problemas nun campo diverso como a enerxía renovable.
- Ser capaz de elaborar e defender un traballo no campo das enerxías no marco complexo de sostibilidade e cambio climático.

PROGRAMA

TEMA 1. INTRODUCIÓN. A dúbida enerxética na sociedade tecnolóxica actual, enerxía e sostibilidade.
TEMA 2. BASES DE ENERXÉTICA. Unidades e escalas de uso enerxético. Tipos de enerxía e máquinas térmicas.
TEMA 3. FUNDAMENTOS DE TRANSFERENCIA E ALMACENAMENTO DE ENERXÍA. Conversión, almacenamento, conservación, e transferencia de enerxía. Supercondensadores. Pilas electroquímicas. Pilas de combustible. A tecnoloxía do hidróxeno.
TEMA 4. FONTES DE ENERXÍA. Enerxía solar (enerxía do sol, fusión e emisión de corpos negros, espectro solar na Terra, avaliación potencial, instalacións de aproveitamento, semiconductores, células fotovoltaicas e eficiencia), combustibles fósiles, biomasa, eólica (dinámica de fluídos, forza do vento, avaliación de recursos, deseño de aeroxeradores e de parques eólicos), enerxía hidráulica, enerxías oceánicas (mareomotriz, maremotérmica e forza das ondas), enerxía xeotérmica e enerxía nuclear.
TEMA 5. EFICIENCIA E TRANSICIÓN ENERXÉTICA.
TEMA 6. A ENERXÍA E O MEDIO. Cambio climático. Captura e almacenaxe de CO2.
TEMA 7. SITUACIÓN ACTUAL DAS ENERXÍAS RENOVABLES EN ESPAÑA E EN GALICIA. REVISIÓN DE PROXECTOS EMBLEMÁTICOS.
TEMA 8. PROCESOS E MODELOS DE TRANSICIÓN ENERXÉTICA.

Bibliografia básica:
R L. Jaffe, W. Taylor The Physics of Energy. Cambridge University Press 2018. Curso MIT; Cambridge University Press
A. Colmenar Santos, J. A. Carta González, R. Calero Pérez, M. A. Castro Gil, E. Collado Fernández, Centrales de energías renovables: generación eléctrica con energías renovables, PEARSON EDUCACIÓN S.A., 2013
M. Stutzmann, C. Csoklich, The Physics of Renewable Energy, Springer 2022

Bibliografía complementaria
A. Vieira da Rosa, J. C Ordoñez Fundamentals of Renewable Energy Processes, Academic Press, 2022
E. A. Moore, Explaining Renewable Energy, CRC Press, 2023
M. Villarubia Lopez, Ingeniería de la Energía Eólica, Ed. Marcombo 2012
Jaime González Velasco Energías renovables. Editorial Reverté. 2009. Barcelona.
David A. Coley. Energy and Climate Change. John Wiley & Sons, Ltd. 2008. England.
https://ocw.mit.edu/courses/physics/8-21-the-physics-of-energy-fall-200…
https://www.youtube.com/watch?v=RW2DPHAoXiQ
https://www.youtube.com/watch?v=6GICcoRxgjc
http://physicsofenergy.mit.edu/
http://www.energiasrenovablesinfo.com/
http://www.inega.es/enerxiasrenovables/
http://www.energy.gov/
https://www.carbonfootprint.com/
https://www.technologyreview.es/c/cambio-climatico

Competencias básicas:
CB1 - Que os estudantes demostrasen posuír e comprender coñecementos nunha área de estudo que parte da base da educación secundaria xeral, e adóitase atopar a un nivel que, aínda que se apoia en libros de texto avanzados, inclúe tamén algúns aspectos que implican coñecementos procedentes da vangarda do seu campo de estudo.
CB2 - Que os estudantes saiban aplicar os seus coñecementos ao seu traballo ou vocación dunha forma profesional e posúan as competencias que adoitan demostrarse por medio da elaboración e defensa de argumentos e a resolución de problemas dentro da súa área de estudo.
CB3 - Que os estudantes teñan a capacidade de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro da súa área de estudo) para emitir xuízos que inclúan unha reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica ou ética.

Competencias xerais:
CG1 - Coñecer os conceptos, métodos e resultados máis importantes das distintas ramas da Física, xunto con certa perspectiva histórica do seu desenvolvemento.
CG2 - Ter a capacidade de reunir e interpretar datos, información e resultados relevantes, obter conclusións e emitir informes razoados en problemas científicos, tecnolóxicos ou doutros ámbitos que requiran o uso de coñecementos da Física.
CG3 - Aplicar tanto os coñecementos teóricos-prácticos adquiridos como a capacidade de análise e de abstracción na definición e formulación de problemas e na procura das súas solucións tanto en contextos académicos como profesionais.

Competencias transversais:
CT1 - Adquirir capacidade de análise e síntese.
CT2 - Ter capacidade de organización e planificación.
CT5 - Desenvolver o razoamento crítico.

Competencias específicas:
CE2 - Ser capaz de manexar claramente as ordes de magnitude e realizar estimacións adecuadas co fin de desenvolver unha clara percepción de situacións que, aínda que fisicamente diferentes, mostren algunha analoxía, permitindo o uso de solucións coñecidas a novos problemas.
CE4 - Ser capaz de comparar novos datos experimentais con modelos dispoñibles para revisar a súa validez e suxerir cambios que melloren a concordancia dos modelos cos datos.
CE7 - Ser capaz de interpretar cálculos de forma independente. Ademais, o graduado debería ser capaz de desenvolver programas de software.
CE8 - Ser capaz de manexar, buscar e utilizar bibliografía, así como calquera fonte de información relevante e aplicala a traballos de investigación e desenvolvemento técnico de proxectos.

Explicación dos contidos do temario por parte do profesor.
Plantexamento e resolución de problemas/casos prácticos por parte do profesor.
Realización de programas informáticos, experimentos e outros traballos no laboratorio.
Resolución de problemas en grupos de alumnos.
O material didáctico asociado aos contidos está a disposición dos alumnos no campus virtual.
Desenvolvemento do temario teórico en 26 clases de 1,5 horas nas que se combinan clases maxistrais, seminarios-coloquio e resolución de problemas, xunto con 3 sesións de 2 horas para o traballo no laboratorio tanto de xeito individual como en grupo. De forma paralela poderanse desenvolver seminarios durante as titorías, noutras sesións co profesor e outras actividades formativas que podan xurdir.

Para a avaliación do alumno poderanse seguir dous procesos:

Primeira oportunidade:

1. Avaliación continua. O alumno deberá cumprir necesariamente os seguintes requisitos
a) asistir de forma regular a clase, entendendo por regular unha asistencia superior ao 60 % das clases cunha actitude activa (terá unha valoración do 5 %)
b) superar as probas/actividades propostas na materia polos diferentes profesores (valoración do 75 %)
c) realizar as prácticas (valoración do 20 %).

2. De non cumprir calquera dos requisitos anteriores o alumno/a que queira superar a materia deberá presentarse a un exame (valoración 100 %). A cualificación obtida neste exame será a que o alumno/a obteña como nota definitiva no proceso de avaliación da aprendizaxe.

Segunda oportunidade:
O alumno/a que queira superar a materia deberá presentarse a un exame (valoración 100 %). A cualificación obtida neste exame será a que o alumno obteña como nota definitiva no proceso de avaliación da aprendizaxe.

Obterán a cualificación de non presentado os estudantes que non se presentaron ao exame nin se someteron á avaliación de ningunha outra actividade obrigatoria.

Para os casos de realización fraudulenta de exercicios ou probas será de aplicación ao recollido na "Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión de cualificacións”:

Artigo 16. Realización fraudulenta de exercicios ou probas.

A realización fraudulenta dalgún exercicio ou proba esixida na avaliación dunha materia implicará a cualificación de suspenso na convocatoria correspondente, con independencia do proceso disciplinario que se poida seguir contra o alumno infractor. Considerarse fraudulenta, entre outras, a realización de traballos plaxiados ou obtidos de fontes accesibles ao público sen reelaboración ou reinterpretación e sen citas aos autores e das fontes."

Horas presenciáis: 45
Clases expositivas: 22'5
Interactivas seminario: 13'5
Interactivas Laboratorio: 6
Titorías: 3

Horas non presenciais para preparar cada un dos apartados anteriores: 67,5
Estudio autónomo individual ou en grupo: 20
Escritura de exercicios, conclusións ou outros traballos: 8
Programación/experimentación ou outros traballos en ordenador/laboratorio: 8
Lecturas recomendadas, actividades en biblioteca ou semellante: 10
Preparación de presentacións orais, debates ou semellante: 10
Asistencia a charlas, exposicións ou outras actividades recomendadas: 1
Outras tarefas propostas polo profesor: 10,5

Total horas: 112,5

Recoméndase asistir ás clases e intervir activamente nelas.
Asistir ás titorías para resolver dúbidas especialmente as asociadas ás diversas actividades propostas polos profesores.
Traballar en grupo desde o primeiro día en todos e cada un dos puntos (estudo teórico, resolución problemas e cuestións, actividades, etc.).
Utilizar a bibliografía proposta polos profesores.


REQUISITOS PREVIOS ACONSELLADOS
Cursar as materias dos dous primeiros cursos do grao. Así mesmo, sería recomendable un coñecemento básico de inglés. Tamén sería recomendable un coñecemento a nivel de usuario en informática para familiarizarse coas novas tecnoloxías á hora de dar calidade ás exposicións orais públicas, programas de tratamento de datos para analizar os datos obtidos no traballo de laboratorio, e navegación por Internet para ter o acceso máis directo e rápido á maior información posible. Valoraranse as habilidades na procura de material para o desenvolvemento dos temas, a capacidade de síntese na elaboración de traballos e o dominio dos temas.

A docencia impartirase principalmente en galego e castelán.