Coppe e Politécnica atuam no desenvolvimento de curso à distância inédito em Energias Renováveis

Pesquisadores da Coppe e da Escola Politécnica, da UFRJ, estão elaborando módulos de ensino para um curso à distância inédito na área de energias renováveis, em parceria com 16 instituições internacionais e com a Universidade de São Paulo (USP). Trata-se de um projeto intitulado Europa-Brasil-Bolívia-Cuba de Capacitação Usando Módulos de Aprendizagem Digital (EUBBC), realizado no âmbito do Programa Erasmus, da União Europeia, que é voltado para educação, formação, juventudes e desportos. Ao todo, são nove países envolvidos na cooperação, sendo seis europeus. No Brasil o curso terá duração de um ano, e a previsão é que cinco módulos com conteúdos teóricos e dois laboratórios estruturados para uso virtual, estejam acessíveis aos alunos no segundo semestre de 2023.

Na UFRJ, o projeto é coordenado pelo professor Silvio Carlos Aníbal Almeida, do Departamento de Engenharia Mecânica da Escola Politécnica e colaborador da Coppe. Entre as universidades e institutos envolvidos no desenvolvimento do material estão o Royal Institute of Technology (KTH), a Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), a Université Libre de Bruxelles (ULB), a Universidad de Havana e a Universidad Privada Boliviana (UPB), dentre outros, além da própria UFRJ e da USP, que é coordenadora brasileira da cooperação, tendo a frente o professor Marcelo Augusto Leal Alves do Departamento de Engenharia Mecânica da Escola Politécnica da universidade paulista.

Poderão se candidatar alunos de todas as universidades envolvidas, obedecendo aos critérios por elas determinados. Para realizar o curso na UFRJ e na USP, por exemplo, é necessário que os alunos estejam cursando a partir do sétimo período da graduação de qualquer um dos cursos de Engenharia das universidades parceiras do projeto. Aos alunos que concluírem as disciplinas com aproveitamento será concedido um certificado de conclusão do curso. Já na Bolívia e em Cuba, países onde o curso terá dois anos de duração, podem se candidatar alunos formados em engenharia e os que concluírem receberão um título de mestrado (Scientific Master Degree in Energy Systems Modelling). Quanto ao número de vagas, no caso da UFRJ será um total de 20, sendo cinco destinadas a alunos das outras universidades parceiras.

Para quem optar em cursar em uma das duas universidades brasileiras, os módulos, na ordem, serão “Introdução às tecnologias de energia renovável”, “Energia Solar”, “Energia Eólica”, “Bioenergia”, Hidrogênio e Células a Combustível, e “Refrigeração e Ar-condicionado”. Além de assistirem às aulas teóricas, distribuídas pelos cinco módulos, os participantes do curso realizarão experimentos de forma remota nos dois laboratórios brasileiros que foram construídos com bancadas específicas para atender ao projeto.

De acordo com Silvio, no mundo não há laboratórios remotos com as finalidades e características dos que foram implantados no país para este curso. O primeiro, instalado no Instituto Virtual Internacional de Mudanças Globais (Ivig) da Coppe, será utilizado para aplicação dos conceitos relacionados a hidrogênio e célula combustível. As atividades desta parte do ensino terão a colaboração do professor do Programa de Planejamento Energético da Coppe, David Castelo Branco. Já o segundo, sediado no Departamento de Engenharia Mecânica da USP, permitirá aos alunos realizarem experimentos relacionados a refrigeração e ar-condicionado. Apesar de estarem projetadas para serem utilizadas de forma virtual, as bancadas também poderão ser operadas de forma presencial.

Silvio explica que, com esse projeto, alunos de graduação e de pós-graduação terão acesso a materiais educacionais no setor de energia que até hoje não são facilmente acessíveis. Já o corpo docente da UFRJ, assim como o das outras instituições, terá disponível um “repositório de unidades de aprendizagem”, no qual podem trocar e reutilizar unidades básicas de aprendizagem e modificar essas unidades para melhor se adequarem a seus próprios estilos de ensino. Trata-se de uma iniciativa que, por envolver alunos e professores de países variados, precisa levar em conta diferentes hábitos culturais para se desenvolver a plataforma digital, com suas interfaces e o conteúdo dos próprios módulos. Na UFRJ, este desafio cabe a equipe do Laboratório de Realidade Virtual (Lab3D) da Coppe.

A professora do Programa de Engenharia de Sistemas e Computação da Coppe, Cláudia Werner, coordenadora do Lab3D, diz que na instituição já se usa plataformas com aulas organizadas por professores, pelas quais os alunos têm acesso ao conteúdo necessário para seu aprendizado. A experiência acumulada está sendo fundamental para participar do desenvolvimento dos padrões que está sendo realizado em conjunto pelas 18 instituições envolvidas. Padrões estes que têm que levar em conta uma navegação fácil e segura, e módulos atraentes com boa resolução de imagem, entre outros fatores. Além disso, os pesquisadores estão estruturando a plataforma com uma planilha com uma grade de horários para o acesso virtual aos laboratórios, de acordo com a disponibilidade dos monitores que, de forma presencial, auxiliarão os alunos no uso das bancadas.

Para construir um curso com uso de computação remota desta natureza, a pesquisadora do Lab3D da Coppe, Claudia Susie, diz que ela e pesquisadores de todas as instituições do projeto estão analisando módulos de ensino à distância já existentes no mundo. O objetivo é avaliar se eles têm utilidade nos dias de hoje e de que forma alguns de seus parâmetros podem ser adaptados. Para tanto, Claudia Susie tem participado de várias reuniões para troca de informações e pareceres, desde o início do projeto, em janeiro de 2021. A pesquisadora da Coppe explica que, inclusive, no mundo já há grupos que têm desenvolvido laboratórios virtuais, no qual a máquina física é operada à distância. Mas, sempre é preciso criar técnicas adicionais próprias, alterando alguns padrões, de forma a atender as especificidades do que está sendo acessado, para que satisfaça a necessidade dos alunos.

A bancada de hidrogênio que foi instalada no Ivig/Coppe conta com um dispositivo eletrolisador que utilizará a energia proveniente de placa solar, também instalada no laboratório, para realizar a quebra da molécula da água, por eletrólise, e assim gerar o hidrogênio para alimentar as células a combustível. O professor Silvio explica que o hidrogênio produzido ficará acumulado em um reservatório e, a partir daí, os alunos também poderão fazer estudos usando análises de curvas do potencial energético do hidrogênio e de outros parâmetros.

Já a bancada de refrigeração instalada no Departamento de Engenharia Mecânica da USP será utilizada para testes de equipamentos compressores mais eficientes, que podem reduzir em até 30% a quantidade de energia necessária para refrigerar um ambiente. Para esta planta, como explica o professor Silvio, foi desenvolvido um software específico para monitorar a eficiência energética dos compressores e gerar curvas de tal rendimento para análise dos alunos.