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31 Agosto 2014
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Ensino e Investigação de Eng. Química

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Ensino e Investigação em Engenharia Química
Novos Desafios
Novas Áreas de Intervenção
As Ciências da Vida
A Natureza multi-escala dos Sistemas
O trio "processos moleculares-produto-processos"
Uma pequena amostra de departamentos de Engenharia Química no Mundo
Uma amostra de departamentos de Engenharia Química em países da CPLP
Outras fontes de informação
A revista ENGENHARIA QUÍMICA
O Colégio de Engenharia Química da Ordem dos Engenheiros
Associações e Instituições
Ordens da CPLP - Comunidades dos Países de Língua Portuguesa
Referências


Ensino e Investigação em Engenharia Química 

Uma breve análise dos planos curriculares de cursos de Engenharia Química pelo mundo revelam a natureza multidisciplinar desta disciplina da engenharia. De certa forma, essa é uma característica singular da formação recebida num curso de Engenharia Química, alicerçada em ciências fundamentais no domínio da matemática, física, química e biologia - exemplos de planos curriculares em Engenharia Química pelo mundo podem ser consultados mais abaixo, a partir de uma pequena amostra de instituições de ensino superior no estrangeiro e em países da CPLP - Comunidade dos Países de Língua Portuguesa.

 

Novos desafios

São vários os estudos (e.g., [1,5,6,8,14,15,18,19]) que têm reportado nos últimos anos a necessidade de certas mudanças nos planos de estudo e métodos de ensino em Engenharia Química, tendo em vista os novos desafios que se colocam aos futuros engenheiros químicos. Os mercados globais cada vez mais competitivos com que o sector industrial é confrontado, bem como a sua sujeição a uma intensificação constante a nível de constrangimentos de diversa natureza, tais como, por exemplo, a legislação ambiental, os critérios de qualidade e de segurança, requerem engenheiros químicos capazes de abraçar e solucionar problemas de natureza e complexidade muito diversas.

 

 

Novas áreas de intervenção

Tornou-se bastante evidente nas últimas décadas a emergência de novas áreas de intervenção da comunidade de engenheiros químicos. Por exemplo, é perceptível que as suas competências, as metodologias de trabalho desenvolvidas e aplicadas aquando da sua formação, são aplicadas em diversas novas áreas de actividade no domínio da biologia, tais como a bioquímica e a biomedicina, no domínio da nanotecologia, das ciências de materiais e das tecnologias de informação [9]. Reflexo da expansão do domínio de intervenção da actividade dos engenheiros químicos é a diversidade de problemas científicos, em vários domínios, que a comunidade de Engenharia Química investiga. Uma apreciação dos programas dos encontros anuais de 2005, 2006 e 2007 do American Institute of Chemical Engineers e, ou, de publicações científicas (consulte-se por exemplo a seguinte lista de revistas científicas obtidas a partir de uma pesquisa com as palavras chave chemical, engineering e journal no portal da editora Elsevier)demonstra bem a natureza diversa, a complexidade e dimensão dos problemas hoje em dia investigados em Engenharia Química.

 

 

As ciências da vida

Estas observações sobre a actividade técnica e científica desenvolvida no âmbito da Engenharia Química têm sem dúvida contribuido de forma significativa para a evolução dos planos curriculares dos cursos de Engenharia Química [1,6,7,8,14,18,19]. Nas últimas décadas tem sido notória uma presença crescente da Biologia nos planos de estudo de Engenharia Química, sendo isso um indicador da importância que a área de sistemas biológicos tem para a formação dos futuros engenheiros químicos. De facto, a Engenharia Química evoluiu a partir de uma disciplina baseada no conceito de operação unitária para uma disciplina baseada em ciências da engenharia e matemática com sólidas ligações às ciências da vida [15,17]. 

 

A natureza multi-escala dos sistemas

Um outro desafio interessante da natureza dos sistemas que um engenheiro químico investiga, é a sua complexidade em resultado das várias escalas no espaço e no tempo ao longo das quais são caracterizados. Tal como salientado por Villermaux [16], os problemas que um engenheiro químico tem de solucionar desenvolvem-se ao longo de várias escalas: desde a nano-escala (processos moleculares, núcleos activos) até uma mega-escala (ambiente, atmosfera, oceanos, solos, mercados globais). Entre estes dois extremos, tem de resolver problemas a uma micro-escala (bolhas, gotas, partículas, etc.), meso-escala (reactores, colunas, permutadores, bombas, evaporadores, etc.) e macro-escala (produção, fábricas, mercados locais) (Figura 1).

Natureza multi-escala de sistemas em Engenharia Química
Figura 01: Natureza multi-escala de sistemas em Engenharia Química [16].

Por conseguinte, o ensino da Engenharia Química deve proporcionar uma formação aos futuros engenheiros químicos com uma visão multi-escala dos problemas que tem de solucionar, do projecto de novos produtos, desde o nível molecular até ao consumidor final, no fim da cadeia de produção. As soluções encontradas deverão ser desenvolvida desde logo com uma integração de preocupações a nível ambiental, do desenvolvimento sustentável [4].

 

O trio "processos moleculares-produto-processos"

A actividade do engenheiro químico de hoje e do futuro pode ser encarada segundo a perspectiva de uma engenharia assente no trio "processos moleculares-produto-processos", com uma abordagem sistémica e integrada de fenómenos e processos a decorrer ao longo de várias escalas de tempo e de espaço [5] (Figura 2).

O trio "processos moleculares-produto-processos"
Figura 02: O trio "processos moleculares-produto-processos" [5].

Isto significa também que, hoje em dia, o projecto de produto é uma temática preponderante na formação em Engenharia Química [8,10]. Na linha destas novas perspectivas na actividade do engenheiro químico, foram identificadas como as novas fronteiras para o ensino em Engenharia Química - Frontiers in Chemical Engineering Education - uma formação que se baseia nos paradigmas seguintes: as transformações moleculares, a análise multi-escala e uma abordagem sistémica dos problemas [1].

Estas são as vias do futuro para a formação das novas gerações de engenheiros químicos, com as competências necessárias para vencer com sucesso novos desafios.

Uma pequena amostra de departamentos de Engenharia Química no mundo

Aristotle University of Thessaloniki
California Institute of Technology
Carnegie Mellon University
Delft University of Technology (TUDelft)
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne
Edinburgh University
ETH - Swiss Federal Institute of Technology Zurich
Imperial College
Indian Institute of Technology Kanpur
Katholieke Universiteit Leuven
McMaster University
Massachusetts Institute of Technology
Technical University of Denmark
Technische Universiteit Eindhoven
The Hong Kong University of Science and Technology
Universidad Complutense Madrid
Universidade de Santiago de Compostela
Universidade de São Paulo
Università di Bologna
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Universitat de València
Universität Karlsruhe
University of Alberta
Univeristy of Birmingham
University of California at Santa Barbara
University of Leeds
University of Sydney
University of Texas at Austin

Uma amostra de departamentos de Engenharia Química em Países da CPLP

Instituto Politécnico de Lisboa
Insituto Politécnico do Porto
Universidade Agostinho Neto
Universidade de Aveiro
Universidade de Coimbra
Universidade de São Paulo  
Universidade do Porto
Universidade Eduardo Mondlane
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Universidade Nova de Lisboa
Universidade Técnica de Lisboa

 

 

Outras fontes de informação

 Mais informação sobre o ensino de Engenharia Química no mundo e em Portugal, bem como outras fontes de informação, podem ser encontradas a partir do portal da Universidade do Minho.

International Directory of Chemical Engineering URLs

 

 

A revista ENGENHARIA QUÍMICA

Existe em Portugal uma revista em língua portuguesa de divulgação técnico-científica sobre Engenharia Química. A revista "ENGENHARIA QUÍMICA - Indústria, Ciência e Tecnologia" aborda temas técnicos e científicos ligados à indústria, investigação e serviços nas áreas de engenharia de processos químicos, ambientais, alimentares, biotecnológicos, farmacêuticos.

 

 

O Colégio de Engenharia Química da Ordem dos Engenheiros

No portal do Colégio de Engenharia Química da Ordem dos Engenheiros são divulgados eventos e actividades relacionadas com a Engenharia Química em Portugal.

 

Associações e Instituições

Segue-se uma lista sucinta de apontadores para algumas associações e instituições cuja missão e
actividades estão de alguma forma relacionadas com a disciplina de Engenharia Química.


ABEQ - Associação Brasileira de Engenharia Química
ABIFINA - Associação Brasileira das Indústrias de Química Fina, Biotecnologia e suas Especialidades
ABIQUIM - Associação Brasileira da Indústria Química
ACS - American Chemical Society
AIDIC - Associazione Italiana Di Ingegneria Chimica
AIChE - American Institute of Chemical Engineers
AGaEQ - Asociación Galega de Enxeñeiros Químicos
APBio - Associação Portuguesa de BioIndústrias
APCA - Associação Portuguesa de Controlo Automático • Portuguese Society for Automatic Control
APEQ - Associação Portuguesa das Empresas Químicas
ASEE - American Society for Engineering Education
CIC - The Chemical Institute of Canada • L’Institut de Chimie du Canada
CSB - U.S. Chemical Safety and Hazard Investigation Board
CSChE - The Canadian Society for Chemical Engineering
DECHEMA - Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie • Society for Chemical Engineering and Biotechnology
ECHA - European Chemicals Agency • Agência Europeia das Substâncias Químicas • Euroopan
kemikaalivirasto

EFCE - European Federation of Chemical Engineering • Europäische Föderation für Chemie-Ingenieur-Wesen • Fédération Européenne du Génie Chimique
FEANI - Fédération Européenne d’Associations Nationales d’Ingénieurs • European Federation of
National Engineering Associations • Föderation Europäischer Nationaler Ingenieurverbände

FEIQ - Federación Española de Ingenieros Químicos
IChemE - Institution of Chemical Engineers
I.Q. - Ingenería Química España
ISA - The Instrumentation, Systems, and Automation Society
SBQ - Sociedade Brasileira de Química
SEFI - Société Européenne pour la Formation des Ingénieurs • European Society for Engineering
Education • Europäische Gesellschaft für Ingenieur-Ausbildung

SPB - Sociedade Portuguesa de Bioquímica
SPBT - Sociedade Portuguesa de Biotecnologia
SPF - Sociedade Portuguesa de Física
SPM - Sociedade Portuguesa de Matemática
SPQ - Sociedade Portuguesa de Química
The Society of Chemical Engineers of Japan

Ordens da CPLP - Comunidades dos Países de Língua Portuguesa

CONFEA - Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia • Brasil
Ordem dos Engenheiros de Cabo Verde
Ordem dos Engenheiros de Moçambique
Ordem dos Engenheiros de Portugal

Referências

[1] Armstrong, R. C.., "Frontiers in Chemical Engineering Education", 9th International Chemical Engineering Conference, Coimbra, Portugal, September 21-23, 2005.

[2] Babic, D., A. Pfennig, "Direct Modeling of Unit Operations on Molecular Level", 16th European Symposium on Computer Aided Process Engineering and 9th International Symposium on Process Systems Engineering, W. Marquardt, C. Pantelides (Ed.), Elsevier B. V., 2006, 359-364.

[3] Baldwin, R. M., J. F. Ely, J. D. Way, S. R. Daniel, "Incorporating molecular modeling in the ChE curriculum", Chemical Engineering Education, Spring 2000, 162-167.

[4] Brennecke, J. F., M. A. Stadtherr, "A course in environmentally conscious chemical process engineering", Computers and Chemical Engineering, 26, 2002, 307-318.

[5] Charpentier, J.-C., "The triplet, "molecular processes-product-process" engineering: the future of chemical engineering ?", Chemical Engineering Science, 57, 2002, 4667-4690.

[6] Charpentier, J.-C., T. F. McKenna, "Managing complex systems: some trends for the future of chemical and process engineering", Chemical Engineering Science, 59, 2004, 1617-1640.

[7] Charpentier, J.-C., P. Trambouze, "Process engineering and problems encountered by chemical and related industries in the near future. Revolution or continuity?", Chemical Engineering and Processing, 37, 1998, 559-565.

[8] Costa, R.., G. D. Moggridge, P. M. Saraiva, "Chemical Product Engineering: An Emerging Paradigm within Chemical Engineering", AIChE Journal, 52(6), 2006, 1976-1986.

[9] Evans, T. J., "Establishing a better appreciation of chemical engineering as an essential contributor to the quality of life and to achieving a sustainable future - A role for National Societies and the European Federation of Chemical Engineering?", 9th International Chemical Engineering Conference, Coimbra, Portugal, September 21- 23, 2005.

[10] European Federation of Chemical Engineering (EFCE) Recommendations for Chemical Engineering Education in a Bologna Two Cycle Degree System (as of September 2005), EFCE Statements on Bologna Process. http://www.efce.info, April 2007.

[11] FEANI (Fédération Européenne d'Associations Nationales d'Ingénieurs) Position Paper on Bologna and Prague Declarations, September 2003, http://www.feani.org, April 2007.

[12] Fleischmann, R., M. Adams, O. White, R. Clayton, E. Kirkness, A. Kerlavage, C. Bult, J. Tomb, B. Dougherty, J. Merrick, "Whole- genome random sequencing and assembly of Haemophilus influenzae Rd", Science, 269 (5223), 1995, 496-512.

[13] Frontiers in Chemical Engineering Education. A discipline-wide initiative to advance the undergraduate chemical engineering curriculum. Statements/papers and records of meetings in 2002-2005 available at http://web.mit.edu/che-curriculum/, April 2007

[14] Grossmann, I. E., "Challenges in the new millennium: product discovery and design, enterprise and supply chain optimization, global life cycle assessment", Proceedings of the 8th International Symposium on Process Systems Engineering, 2003, 28-47.

[15] Grossmann, I. E., A. W. Westerberg, "Research Challenges in Process Systems Engineering", AIChE Journal, 46(9), 2000, 1700-1703.

[16] Krieger, J. H., "Chemical Engineering redefines itself in era of global change", Chemical & Engineering News, American Chemical Society, August 19, 1996.

[17] Nielsen, J., "The role of Chemical Engineering in Modern Biotechnology", 9th International Chemical Engineering Conference, Coimbra, Portugal, September 21-23, 2005.

[18] Villermaux, J., "Future challenges in chemical engineering research", Trans IchemE ­ Part A, 73, 1995, 105-109.

[19] Wintermantel, K., "Process and product engineering ­ achievements, present and future challenges", Chemical Engineering Science, 54, 1999, 1601-1620.

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