Diplomado en Captura y utilización de CO2

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Acerca del programa:

El Diplomado en Captura y utilización de CO2 tiene como propósito profundizar en estrategias para la captura de CO2 para entender cómo acoplar esta tecnología a plantas en las que se requiera una reducción de sus emisiones. Posteriormente, se comprenderán alternativas de valorización de CO2 en productos de alto valor agregado.

Diplomado en Captura y utilización de CO2. UC

Dirigido a:

El diplomado está orientado a profesionales de las áreas de la Química, Ingeniería Química, Ingeniería Mecánica, Ingeniería en Minería o Ingenieros relacionados con áreas relevantes de química verde o reducción de emisiones de gases de invernadero.

Jefe de Programa

Roberto Canales Muñoz

Profesor asistente del Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos de la Escuela de Ingeniería de la UC. Ingeniero Civil Químico de la Universidad Técnica Federico Santa María, Valparaíso, Chile, en donde estudió usos de CO2 supercrítico en la extracción de compuestos naturales. Posteriormente, realizó el Ph.D. en la University of Notre Dame, EE. UU. En esta institución, trabajó en captura de CO2 y su uso en procesos de recuperación de solventes. Finalmente, se desempeñó como investigador postdoctoral en el Laboratorio de Termodinámica en TU Dortmund, Alemania, lugar en el cual se especializó en el uso de la ecuación de estado PC-SAFT aplicada a modelar equilibrio de fases de mezclas complejas y cinética de biorreacciones. Actualmente, se dedica al diseño de procesos de separación, termodinámica experimental, modelación termodinámica, simulación de procesos y análisis técnico-económico.

Equipo Docente

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Elodie Blanco

Ph.D. MSc e Ingeniera Química. Profesora Asistente del Departamento de Ingeniería y Gestión de la Construcción y del Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos de la Escuela de Ingeniería UC. 

Roberto Canales Muñoz

Profesor asistente del Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos de la Escuela de Ingeniería de la UC. Ingeniero Civil Químico de la Universidad Técnica Federico Santa María, Valparaíso, Chile, en donde estudió usos de CO2 supercrítico en la extracción de compuestos naturales. Posteriormente, realizó el Ph.D. en la University of Notre Dame, EE. UU. En esta institución, trabajó en captura de CO2 y su uso en procesos de recuperación de solventes. Finalmente, se desempeñó como investigador postdoctoral en el Laboratorio de Termodinámica en TU Dortmund, Alemania, lugar en el cual se especializó en el uso de la ecuación de estado PC-SAFT aplicada a modelar equilibrio de fases de mezclas complejas y cinética de biorreacciones. Actualmente, se dedica al diseño de procesos de separación, termodinámica experimental, modelación termodinámica, simulación de procesos y análisis técnico-económico.  

Néstor Escalona Burgos

Profesor Asociado del Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos y Facultad de Química y de Farmacia de la UC. Doctor en Química de la Universidad de Santiago de Chile. Posdoctorado del Instituto de Recherches sur la Catalyse (IRC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS). Profesor del Magíster profesional en Energía (MIE) con el curso de “Producción, almacenamiento y aplicación del Hidrógeno”. Su área de investigación se ha centrado en síntesis de combustibles sintéticos, gasificación de biomasa, almacenamiento de hidrógeno, producción de hidrógeno a partir de derivados de la biomasa y valorización de derivados de la biomasa en productos de mayor valor agregado mediante Catálisis Heterogénea. 

Junior Lorenzo Llanes

Ingeniero Químico y Magíster en Análisis y Simulación de Procesos por la Universidad Tecnológica de La Habana (CUJAE). Actualmente, es Candidato a Doctor de la escuela de Ingeniería de la UC. Su investigación se centra en la recuperación de productos de valor agregado en el contexto de las biorrefinerías a partir de la aplición de diferentes herramientas de modelación termodinámica. A lo largo de su carrera ha realizado simulaciones de procesos, evaluaciones de tecnología y análisis técnico-económicos en diferentes industrias, como azúcar-etanol, refinación de petróleo, producción de detergentes y conversión de residuos en energía.  

* EP (Educación Profesional) de la Escuela de Ingeniería se reserva el derecho de reemplazar, en caso de fuerza mayor, a él o los profesores indicados en este programa; y de asignar al docente que dicta el programa según disponibilidad de los profesores.

Descripción

El CO2 es uno de los gases de efecto invernadero más abundantes, y se apunta a él como el principal responsable del cambio climático mundial. Su concentración superó el límite de 400 ppm en 2018 debido a las actividades antropogénicas, y la temperatura global ha aumentado alrededor de 1,2 °C desde 1850. Para desacelerar el aumento del CO2 en la atmósfera, el Acuerdo de París propuso un objetivo de aumento de la temperatura no superior a 2 °C para el 2050, lo que obliga a la carbono neutralidad. Chile propuso reducir o eliminar las centrales termoeléctricas de carbón o combustibles fósiles o, en cambio, se deben aplicar tecnologías de captura de CO2 si aún están en uso o se implementan nuevos proyectos relacionados con el objetivo de alcanzar la carbono neutralidad en 2050. Sin embargo, no se espera que los sectores industriales reduzcan drásticamente sus emisiones en el futuro cercano, por lo que existe la oportunidad de aplicar técnicas de captura de CO2 para su posterior utilización en la formación de productos interesantes que no son ampliamente producidos en el país, como metanol e hidrocarburos. Esto es posible debido a que las políticas que incentivan la futura disponibilidad de H2 verde en el país podrían permitir la síntesis de los productos antes mencionados mediante la hidrogenación de CO2. El principal desafío para la obtención de estos productos es que en Chile no se aplican tecnologías de captura para la disponibilidad de CO2, y no existen muchas plantas implementadas a escala industrial en el mundo para este fin. Además, las técnicas de hidrogenación requieren catalizadores que aún necesitan mejoras para realizar un proceso con factibilidad económica.

El Diplomado en Captura y utilización de CO2 permitirá a los estudiantes comprender aspectos del manejo de CO2, junto a alternativas para la implementación de captura de CO2 en plantas productoras actualmente operativas que requieran la disminución de sus emisiones o aquellas en las que se desee implementar un diseño con baja huella de carbono. Esto se complementa con una comprensión de la cadena de valor del CO2, respondiendo a su manipulación y utilización post-captura, y conversión en productos de valor agregado, en donde destaca su hidrogenación hacia metanol, metano, hidrocarburos, o también hacia la producción de urea. Se estudiarán los contenidos desde el punto de vista fisicoquímico del CO2, junto con estrategias de almacenamiento, transporte, diseño de procesos de captura y conversión, complementando con análisis técnico-económicos y marcos regulatorios legales. 

Se trabajará con un formato online - clases en vivo, a través de una plataforma de streaming, con apoyo de una plataforma (LMS Moodle).

Requisitos de Ingreso

Licenciatura, Grado Académico o Título Profesional Universitario de Ingeniero o de una disciplina afín a la Ingeniería (mecánica, química, construcción, minería o similar).

Se sugiere contar con un dispositivo compatible, navegadores web actualizados, conexión a Internet estable, sistema operativo compatible, capacidad de reproducción multimedia, cámara y micrófono.

Objetivos de Aprendizaje
  1. Proponer estrategias efectivas para la captura y conversión de dióxido de carbono (CO2)

Desglose de cursos

Curso 1: Emisiones, captura, almacenamiento y conversión de CO2

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CO2 emissions, capture, storage and conversion.

Docente(s): Roberto Canales, Néstor Escalona, Elodie Blanco, Junior Lorenzo

Unidad académica responsable: Escuela de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos

Requisitos: Sin prerrequisitos

Créditos: 3

Horas totales: 48 Horas directas: 24 Horas indirectas: 24 

Descripción del curso:

Este curso es una introducción a los conceptos generales del CO2, que abarcan el contexto general de la reducción de emisiones de CO2, sus fuentes de emisiones, aspectos globales de su captura, condiciones de almacenamiento, secuestro, además de oportunidades de comercialización y conversión en productos de valor agregado. 

Resultados de aprendizaje:

  1. Identificar aspectos generales de los requerimientos para la reducción de las emisiones de CO2 hacia el ambiente
  2. Analizar estrategias de captura, almacenamiento, secuestro y comercialización de CO2 y sus productos derivados

Contenidos:

  • Introducción a las emisiones de CO2
  • Propiedades fisicoquímicas del CO2 para su transporte y almacenamiento
  • Procesos de captura y secuestro de CO2
  • Utilización directa de CO2 y contexto dentro del mercado nacional
  • Productos derivados de CO2 y su importancia en la economía nacional

Estrategias metodológicas:

  • Clases expositivas con presentaciones
  • Casos de estudio
  • Preguntas y respuestas tipo asamblea
  • Trabajo en grupo
  • Lecturas

*Las clases o actividades académicas en formato asamblea serán grabadas y quedarán disponibles para los alumnos por el período del diplomado desde la plataforma de apoyo Moodle.

Estrategias evaluativas:

  • 2 controles individuales (metodología mixta, desarrollo, alternativas, contenidos conceptuales y numéricos), uno de ellos al final del curso. (30% c/u).
  • 1 tarea de resolución de problemas asociado a los contenidos del curso (40%).

Curso 2: Tecnologías de captura y conversión de CO2

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CO2 capture and conversión technologies

Docente(s): Néstor Escalona, Elodie Blanco.

Unidad académica responsable: Escuela de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos

Requisitos: Curso 1

Créditos: 3

Horas totales: 48 Horas directas: 24 Horas indirectas: 24

Descripción del curso:

En este curso se describirán detalladamente procesos de conversión y captura de CO2 que se han investigado. Se describirán sus niveles de madurez tecnológica (TRL, por su sigla en inglés technology readiness level) con el fin de conocer la cercanía a la aplicación comercial de cada una de ellas. De esta forma, se analizará cada opción para estudiar su aplicación en plantas de proceso que se encuentran operando o en nuevos proyectos que requieran la captura y conversión de CO2. 

Resultados de aprendizaje:

  1. Contrastar las ventajas y desventajas de las opciones de captura de CO2 para su aplicación comercial en procesos específicos que requieran de este proceso.
  2. Describir detalladamente procesos de conversión de CO2 en productos de valor agregado que sean de importancia para el país.

Contenidos:

  • Antecedentes generales de captura de CO2
  • Captura directa del aire
  • Captura precombustión
  • Captura de postcombustión
  • Antecedentes generales de conversión de CO2
  • Hidrogenación catalítica de CO2
  • Producción de urea
  • Síntesis de otros productos

Estrategias metodológicas:

  • Clases expositivas con presentaciones
  • Casos de estudio y/o herramientas
  • Preguntas y respuestas tipo asamblea
  • Trabajo en grupo
  • Lecturas

*Las clases o actividades académicas en formato asamblea serán grabadas y quedarán disponibles para los alumnos por el período del diplomado desde la plataforma de apoyo Moodle. 

Estrategias evaluativas:

  • 2 controles individuales (metodología mixta, desarrollo, alternativas, contenidos conceptuales y numéricos), uno de ellos al final del curso. (30% c/u).
  • 1 tarea de resolución de problemas asociado a los contenidos del curso (40%).

Curso 3: Análisis técnico-económico y marcos regulatorios de procesos de CO2

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Techno-economic analysis of CO2 processes.

Docente(s): Roberto Canales y Junior Lorenzo.

Unidad académica responsable: Escuela de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos

Requisitos: Curso 2

Créditos: 3

Horas totales: 48 Horas directas: 24 Horas indirectas: 24 

Descripción del curso:

Este curso comprende el estudio del equipamiento y recursos requeridos para implementar tecnologías de captura y conversión de CO2. De esta forma, se pueden proponer alternativas de cálculo de CAPEX y OPEX de estos procesos basados en la escala de producción y realizar un análisis económico de cada uno de ellos. Finalmente, se propone estudiar restricciones del tipo legales, éticas y ambientales de cada uno de los procesos. 

Resultados de aprendizaje:

  1. Proponer un diseño de procesos de captura y conversión de CO2 para la realización de un dimensionamiento preliminar del equipamiento requerido.
  2. Analizar la viabilidad económica de cada una de las alternativas en base a la escala de producción.
  3. Reconocer restricciones legales, éticas y ambientales en los procesos de captura de CO2. 

Contenidos:

  • Selección de equipamiento para captura y conversión de CO2
  • Estrategias para el cálculo de CAPEX y OPEX de procesos de captura y conversión de CO2
  • Análisis económico de alternativas de captura y conversión de CO2
  • Restricciones legales de procesos
  • Restricciones ambientales de procesos
  • Restricciones éticas de procesos 

Estrategias metodológicas:

  • Clases expositivas con presentaciones
  • Casos de estudio y/o herramientas
  • Preguntas y respuestas tipo asamblea
  • Trabajo en grupo
  • Lecturas

*Las clases o actividades académicas en formato asamblea serán grabadas y quedarán disponibles para los alumnos por el período del diplomado desde la plataforma de apoyo Moodle. 

Estrategias evaluativas:

  • 2 controles individuales (metodología mixta, desarrollo, alternativas, contenidos conceptuales y numéricos), uno de ellos al final del curso. (30% c/u).
  • 1 tarea individual de resolución de problemas asociado a los contenidos del curso (40%).

Curso 4: Taller de Evaluación de proyecto de CO2

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CO2 project evaluation workshop

Docente(s): Roberto Canales, Néstor Escalona, Elodie Blanco, Junior Lorenzo

Unidad académica responsable: Escuela de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos

Requisitos: Sin prerrequisitos

Créditos: 3

Horas totales: 56 Horas directas: 28 Horas indirectas: 28 

Descripción del curso:

Este curso en un taller de evaluación de proyecto para sistemas de captura, almacenamiento y/o conversión de CO2. Los estudiantes seleccionarán una oportunidad real para el CO2, desarrollarán una solución y propondrán un modelo de negocio pertinente para el proyecto evaluado. Los profesores y guías de proyectos acompañarán a los estudiantes a lo largo del proceso. Además, se realizará un taller específico para desarrollar una presentación que resuma y concluya los resultados relevantes del proyecto del diplomado. En este taller los estudiantes desarrollarán competencias para articular una presentación que contemple; a) oportunidad, b) solución y c) modelo de negocios, del proyecto trabajado a lo largo del diplomado.  

Resultados de aprendizaje:

  1. Identificar una oportunidad o problema en implementación de un proyecto de captura, almacenamiento y/o conversión de CO2.
  2. Proponer soluciones tecnológicas a oportunidades de innovación en sistemas de captura, almacenamiento y/o conversión de CO2.
  3. Desarrollar un modelo de negocios o de financiamiento que considere una evaluación económica y medioambientalmente para la implementación de un proyecto de CO2
  4. Desarrollar una presentación articulada de cada una de las tres etapas para implementación de un proyecto de captura, almacenamiento y conversión de CO2, de acuerdo con la metodología Lean Start Up. 

Contenidos:

  • El taller trabajará transversalmente con todos los contenidos de los cursos 1, 2 y 3.
  • Etapas de desarrollo análisis técnico-económico de captura, almacenamiento y/o conversión de CO2.
  • Bussines Model Canvas; definición de oportunidad, solución y modelo de negocio.
  • Marco metodológico para investigación de proyecto de captura, almacenamiento y/o conversión de CO2.
  • Estructura de un elevator pitch.
  • Identificación de propuesta de valor de una oportunidad. El estudiante deberá identificar y representar las distintas propuestas de valor de su solución.
  • Desarrollo de indicadores relevantes de modelo de negocio. En esta unidad, el estudiante conocerá los indicadores esenciales de un proyecto de CO2, a fin de ser incorporados en la presentación de cada grupo. 

Estrategias metodológicas:

  • Clases expositivas con presentaciones
  • Casos de estudio y/o herramientas
  • Preguntas y respuestas tipo asamblea
  • Trabajo en grupo
  • Lecturas

Desarrollo de un proyecto aplicado

*Las clases o actividades académicas en formato asamblea serán grabadas y quedarán disponibles para los alumnos por el período del diplomado desde la plataforma de apoyo Moodle. 

Particularidades del proyecto:

La selección del proyecto debe considerar que este tenga foco en innovación, emprendimiento o para el desarrollo de alguna etapa de la cadena de valor del CO2. Los estudiantes conformarán grupos de 5 miembros según afinidad, rubros, etc. En la primera etapa del curso, el estudiante conocerá las distintas etapas de desarrollo que requiere un proyecto de hidrógeno. Luego, se introducirán los conceptos de la metodología de Bussines Model Canvas, a fin de que el estudiante desarrolle su proyecto de acuerdo con dicha metodología. Luego, el curso introducirá un marco metodológico para análisis de un proyecto de innovación en etapa temprana (TRL bajo 4). Al final del primer tercio de este curso, el grupo deberá haber determinado una oportunidad (problema, dolor o mejora) en el área de los sistemas del CO2. Durante el segundo tercio del curso, el estudiante propondrá una solución tecnológica a la oportunidad presentada. Finalmente, el tercio final del curso, el grupo desarrollará un modelo de negocio o un esquema de financiamiento para el proyecto. Cada una de las tres etapas del curso concluye con una presentación del grupo en que debe presentarse la propuesta. Luego de cada presentación, el grupo recibirá la evaluación y una retroalimentación personalizada por cada miembro del grupo evaluador. El grupo irá asimilando los contenidos de los otros cursos del diploma, los que se esperan vayan siendo gradualmente implementados en el proyecto del taller.

Estrategias evaluativas:

  • Tres presentaciones grupales (evaluadas dentro de este curso), ante comisión docente y tareas entregables en las sesiones de clases.
  • Presentación 1 (Oportunidad) - 15%
  • Presentación 2 (Solución) - 25%
  • Presentación 3 (Modelo de negocio) - 30%
  • Tareas - 30%

Requisitos Aprobación

Todos los cursos tienen igual ponderación final.

  • Curso 1 - Antecedentes generales de emisiones, captura, almacenamiento y conversión de CO2: 25%
  • Curso 2 - Tecnologías de captura y conversión de CO2: 25%
  • Curso 3 - Análisis técnico-económico y marcos regulatorios de procesos de CO2: 25%
  • Curso 4 - Taller de evaluación de proyecto de CO2: 25%

Los alumnos deberán ser aprobados de acuerdo los criterios que establezca la unidad académica: 

  • Calificación mínima de todos los cursos 4,0 en su promedio ponderado.
  • Mínimo de un 75% de asistencia o conexión a las sesiones. 

Los resultados de las evaluaciones serán expresados en notas, en escala de 1,0 a 7,0 con un decimal, sin perjuicio que la Unidad pueda aplicar otra escala adicional.

Para aprobar un Diplomado, se requiere la aprobación de todos los cursos que lo conforman y, en los casos que corresponda, de otros requisitos que indique el programa académico.

El estudiante será reprobado en un curso o actividad del Programa cuando hubiere obtenido como nota final una calificación inferior a cuatro (4,0).

Los alumnos que aprueben las exigencias del programa recibirán un certificado de aprobación digital otorgado por la Pontificia Universidad Católica de Chile. 

Además, se entregará una insignia digital por diplomado. 

* En caso de que un alumno repruebe uno o máximo dos cursos pertenecientes a un Diplomado, Educación Profesional Ingeniería UC ofrece la oportunidad de realizarlos en una siguiente versión del mismo programa. Para ello, el alumno deberá pagar un valor de 3 UF por curso e indicar la fecha de la versión en la que desea matricularse. La gestión debe realizarse dentro de un máximo de 2 años a contar de la fecha de inicio del Diplomado original. El estudiante debe considerar que de existir un cambio en la estructura curricular de su Diplomado que implique nuevos cursos, tendrá que realizarlos pagando un valor de 3 UF, además del que reprobó. Esto no obliga a la Universidad a dictar nuevamente el programa. 


Proceso de Admisión

Las personas interesadas deberán completar la ficha de postulación que se encuentra al costado derecho de esta página web y enviar los siguientes documentos al momento de la postulación o de manera posterior a la coordinación a cargo: 

  • Fotocopia Carnet de Identidad.
  • Fotocopia simple del Certificado de Título
  • Curriculum Vitae actualizado.

El postulante será contactado, para asistir a una entrevista personal (si corresponde) con el Jefe de Programa del Diplomado o su Coordinadora Académica. Cualquier información adicional o inquietud podrás escribir al correo programas@ing.puc.cl.

VACANTES: 40

Con el objetivo de brindar las condiciones de infraestructura necesaria y la asistencia adecuada al inicio y durante las clases para personas con discapacidad: Física o motriz, Sensorial (Visual o auditiva) u otra, los invitamos a informarlo. 

El postular no asegura el cupo, una vez inscrito o aceptado en el programa se debe pagar el valor completo de la actividad para estar matriculado.

No se tramitarán postulaciones incompletas.

Puedes revisar aquí más información importante sobre el proceso de admisión y matrícula

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