Ingeniería energética

La ingeniería energética es un campo multidisciplinario de la ingeniería que se centra en la optimización de los sistemas energéticos , el desarrollo de tecnologías de energías renovables y la mejora de la eficiencia energética para satisfacer la creciente demanda mundial de energía de forma sostenible . Abarca áreas como la captación y el almacenamiento de energía , la conversión de energía , los materiales energéticos , los sistemas energéticos , la eficiencia energética , los servicios energéticos , la gestión de instalaciones , la ingeniería de plantas , la modelización energética y el cumplimiento de la normativa ambiental . Como una de las disciplinas de ingeniería más recientes, la ingeniería energética desempeña un papel fundamental para abordar desafíos globales como el cambio climático , la reducción de emisiones de carbono y la transición de los combustibles fósiles a las fuentes de energía renovables y sostenibles . ^{[ 1 ]}

La ingeniería energética es una de las disciplinas de ingeniería más recientes. Combina conocimientos de física , matemáticas y química con prácticas de ingeniería económica y ambiental. Los ingenieros energéticos aplican sus habilidades para aumentar la eficiencia y desarrollar aún más las fuentes de energía renovables. Su principal función es encontrar las formas más eficientes y sostenibles de operar edificios y procesos de fabricación. Auditan el uso de la energía en estos procesos y sugieren mejoras en los sistemas. Esto implica proponer iluminación avanzada, mejor aislamiento y sistemas de calefacción y refrigeración más eficientes. ^{[ 2 ]} Si bien un ingeniero energético se preocupa por obtener y utilizar la energía de la manera más respetuosa con el medio ambiente, su campo no se limita estrictamente a energías renovables como la hidroeléctrica, la solar, la biomasa o la geotérmica. También trabajan en la extracción de petróleo y gas natural. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

El objetivo principal de la ingeniería energética es optimizar la producción y el uso de los recursos energéticos, minimizando el desperdicio de energía y reduciendo el impacto ambiental. Esta disciplina es vital para diseñar sistemas que consuman menos energía, cumplan con los objetivos de reducción de carbono y mejoren la eficiencia energética de los procesos en los sectores industrial, comercial y residencial. ^{[ 4 ]} A menudo aplicada al diseño de edificios, se presta especial atención a los sistemas de climatización , iluminación y refrigeración , tanto para reducir las cargas energéticas como para aumentar la eficiencia de los sistemas actuales. La ingeniería energética se considera cada vez más un paso importante para cumplir con los objetivos de reducción de carbono . Dado que los edificios y las viviendas consumen más del 40 % de la energía de Estados Unidos, los servicios que presta un ingeniero energético son muy demandados. ^{[ 5 ]}

Las civilizaciones humanas han dependido durante mucho tiempo de la conversión de energía para diversos fines, desde el uso del fuego hasta el desarrollo de ruedas hidráulicas, molinos de viento y, finalmente, la generación de electricidad. La formalización de la ingeniería energética comenzó durante la revolución industrial y se aceleró a mediados del siglo XX con los avances en los sistemas de energía eléctrica, la energía nuclear y las tecnologías de energías renovables. ^{[ 6 ]} La crisis del petróleo de 1973 puso de relieve la necesidad de una mayor eficiencia e independencia energética, lo que llevó al establecimiento de nuevos programas gubernamentales y estándares industriales. Además, la crisis energética de 1979 puso de manifiesto la necesidad de obtener más trabajo con menos energía. El gobierno de Estados Unidos promulgó varias leyes para promover una mayor eficiencia energética , como la Ley Pública 94-413 de Estados Unidos, el Programa Federal de Incentivos para Vehículos Limpios . ^{[ 7 ]}

La ingeniería de potencia , a menudo considerada una subdisciplina de la ingeniería eléctrica , se centra en la generación, transmisión, distribución y utilización de la energía eléctrica. Este campo abarca infraestructuras críticas como centrales eléctricas, redes eléctricas y sistemas de almacenamiento de energía , garantizando un suministro eficiente y fiable de energía en diversos sectores. Entre las tecnologías emergentes en ingeniería de potencia se incluyen el desarrollo de redes inteligentes , microrredes y sistemas avanzados de almacenamiento de energía, como baterías de iones de litio y pilas de combustible de hidrógeno , fundamentales para el futuro de la integración de las energías renovables.

El programa de Liderazgo en Energía y Diseño Ambiental (LEED, por sus siglas en inglés) fue creado por el Consejo de Edificación Ecológica de los Estados Unidos (USGBC, por sus siglas en inglés) en marzo de 2000. LEED es un programa que fomenta la construcción ecológica y promueve la sostenibilidad en la construcción de edificios y la eficiencia de los servicios públicos en los mismos.

En 2012, el Consejo de Edificación Ecológica de Estados Unidos (USGBC) solicitó a la firma independiente Booz Allen Hamilton que realizara un estudio sobre la eficacia del programa LEED. «Este estudio confirmó que los edificios ecológicos generan importantes ahorros de energía. Entre 2000 y 2008, la construcción y renovación ecológicas generaron 1300 millones de dólares en ahorros de energía. De esos 1300 millones de dólares, los edificios con certificación LEED representaron 281 millones de dólares». El estudio también reveló que la suma de todas las construcciones ecológicas generó 2,4 millones de empleos. ^{[ 8 ]}

La eficiencia energética se ve de dos maneras. La primera es que se hace más trabajo con la misma cantidad de energía utilizada. La otra percepción es que se logra la misma cantidad de trabajo con menos energía utilizada en el sistema. ^{[ 9 ]} Algunas maneras de obtener más trabajo con menos energía es "reducir, reutilizar y reciclar" los materiales utilizados en la vida diaria. El avance de la tecnología ha llevado a otros usos de los residuos. Tecnología como las instalaciones de conversión de residuos en energía que convierten los residuos sólidos a través del proceso de gasificación o pirólisis en combustibles líquidos para ser quemados. La Agencia de Protección Ambiental declaró que Estados Unidos produjo 250 millones de toneladas de residuos municipales en 2010. De esos 250 millones de toneladas, aproximadamente el 54% se desecha en vertederos, el 33% se recicla y el 13% va a plantas de recuperación de energía . ^{[ 10 ]} En los países europeos que pagan más por el combustible, como Dinamarca, donde el precio de la gasolina se acercó a los $2.6 por litro ($10/ galón estadounidense) en 2010, tienen instalaciones de conversión de residuos en energía más desarrolladas. ^{[ 11 ]} En 2010, Dinamarca envió el 7% de sus residuos a vertederos, el 69% se recicló y el 24% se envió a plantas de valorización energética de residuos. Hay otros países desarrollados de Europa Occidental que también han tenido en cuenta la ingeniería energética. ^{[ 10 ]} La " Energiewende " de Alemania , una política que estableció el objetivo de cubrir para 2050 el 80% de las necesidades eléctricas con fuentes de energía renovables. ^{[ 12 ]} 

A partir de 2023, el salario anual medio para ingenieros energéticos en EE. UU. oscila entre $75,000 y $95,000, dependiendo de la experiencia y la ubicación. ^{[ 13 ]} Los ingenieros energéticos con experiencia en energías renovables y almacenamiento de energía tienden a recibir salarios más altos debido a la creciente demanda de soluciones sostenibles. La distribución de género en el campo sigue siendo prominente, con alrededor del 80 % de ingenieros varones, aunque se están realizando esfuerzos para aumentar la diversidad a través de becas y programas de mentoría. ^{[ 14 ]} Se espera que el mercado laboral para ingenieros energéticos crezca rápidamente durante la próxima década, impulsado por el cambio hacia la energía limpia y las soluciones sostenibles para los problemas climáticos modernos. ^{[ 15 ]}

Para convertirse en ingeniero energético, generalmente se requiere una licenciatura en ingeniería energética o campos relacionados, como ingeniería mecánica , eléctrica o ambiental. Muchas universidades ofrecen ahora programas especializados en ingeniería energética con enfoque en energías renovables, almacenamiento de energía y gestión de redes. Certificaciones avanzadas como la credencial de Gestor Energético Certificado (CEM) , ofrecida por la Asociación de Ingenieros Energéticos , y programas de posgrado en sistemas de energía sostenible mejoran aún más las perspectivas profesionales. Además, varias universidades en todo el mundo han establecido departamentos o centros que ofrecen títulos en ingeniería energética para preparar mejor a los futuros ingenieros para su carrera. Uno de esos programas es la Certificación IEP PEM, que se ofrece en la Universidad Virginia Tech . ^{[ 16 ]}

Las tecnologías emergentes en ingeniería energética están transformando la forma en que se produce, almacena y consume la energía. Innovaciones como los paneles solares de última generación, las modernas turbinas eólicas, los sistemas de almacenamiento de energía (como las baterías de flujo y las pilas de combustible de hidrógeno ) y las tecnologías de redes inteligentes están allanando el camino hacia un futuro energético más sostenible. ^{[ 17 ] [ 18 ]} Estas tecnologías son fundamentales para reducir la dependencia de los combustibles fósiles y garantizar la estabilidad de los sistemas de energía renovable. Otros avances incluyen aplicaciones de inteligencia artificial y aprendizaje automático para optimizar el uso de la energía en tiempo real, y sistemas de captura y almacenamiento de carbono (CCS) para mitigar las emisiones de las centrales eléctricas existentes.

Los ingenieros energéticos desempeñan un papel fundamental en la formulación de políticas y regulaciones energéticas a nivel mundial. Su experiencia es esencial para establecer estándares de eficiencia energética, integración de energías renovables y reducción de la huella de carbono. Iniciativas globales como el Acuerdo de París y el Pacto Verde Europeo están influyendo en las prácticas de ingeniería energética, impulsando el sector hacia soluciones energéticas más sostenibles y equitativas. Además, los ingenieros energéticos participan cada vez más en colaboraciones entre el sector público y el privado, trabajando con gobiernos y empresas para diseñar e implementar proyectos de infraestructura energética a gran escala que tendrán repercusiones tanto sociales como políticas. ^{[ 19 ]}

• Software para energía eólica
• Software de ingeniería eléctrica

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• Berman, Brad (14 de junio de 2011). "Historia de los vehículos híbridos" . HybridCars.com . Consultado el 13 de junio de 2013 .
• "¿Qué es la ingeniería energética?" . science-engineering.net . BigChoice Group Ltd. Archivado del original el 21/10/2012 . Consultado el 13/06/2013 .
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• Thompson, Derek (3 de mayo de 2011). "Precios de la gasolina en todo el mundo: más barata que el agua y a 10 dólares el galón" . The Atlantic . Consultado el 13 de junio de 2013 .

• Asociación de Ingenieros de Energía
• Congreso Mundial de Ingeniería Energética
• Ingeniería Energética de Penn State. Archivado el 7 de diciembre de 2018 en Wayback Machine.
• Asociación de gestores de energía