OSCAR: Orientación Sustentabilidad, Ciencias Ambientales, y Energía Renovables

Este artículo es parte integral del ensayo: Energía, Ambiente, Sustentabilidad y la Licenciatura en Física en Venezuela.

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OSCAR: Orientación Sustentabilidad, Ciencias Ambientales, y Energía Renovables 

La Escuela de Física puede cumplir con las exigencias de la universidad en el siglo XXI, contribuir con el desarrollo sostenible de Venezuela, aumentar la participación de la mujer en la Licenciatura en Física y, en estos tiempos difíciles, mejorar las perspectivas laborales y ampliar las posibilidades de desarrollo profesional de los egresados en Física creando una nueva orientación para los Licenciados en Física enfocada en el área de la Sustentabilidad, las Ciencias Ambientales y las Energías Renovables. Un programa que podemos llamar OSCAR– Orientación Sustentabilidad, Ciencias Ambientales y Energías Renovables.

La implementación del programa OSCAR tiene el potencial de aumentar la participación de la mujer en la Licenciatura en Física –el cual recientemente ha estado disminuyendo¹– ya que un estudio realizado por un grupo de físicas norteamericanas pertenecientes al programa, National Task Force on Undergraduate Physics, y del proyecto (Strategic Programs for Innovations in Undergraduate Physics) SPIN-UP presentó varias recomendaciones para aumentar la participación femenina en la carrera de física y entre ellas se encuentran: “Enfatizar aplicaciones de la física a problemas medio ambientales o sociales” y “Fomentar la participación temprana de estudiantes en proyectos de investigación” y, por otra parte, un estudio de María Maite Andrés, realizado con estudiantes de bachillerato en Venezuela, (El Interés hacia la Física: Un Estudio con Participantes de la Olimpiada Venezolana de Física) concluye que:

El perfil de intereses hacia la física presenta diferencias fundamentales según el sexo de los estudiantes…….Los varones están significativamente más inclinados por los tópicos de electricidad y física moderna que las hembras, ocurriendo lo contrario con el tema de acústica. Por otra parte, las hembras están más interesadas por la física en su contexto de impacto social, mientras que los varones prefieren aprender más física relacionada con el desarrollo tecnológico.

Entonces, temas de la física ambiental como la contaminación sónica (acústica), energías renovables, y problemas en desarrollo sustentable tienen potencial para hacer que la Licenciatura en Física sea más atractiva para la población estudiantil femenina (la Escuela de Física debe activamente promover los estudios en Física entre los estudiantes de bachillerato, una asunto que hoy no se hace).

El programa OSCAR podría abrirse para todo estudiante de la Licenciatura en Física que haya aprobado el quinto semestre. Actualmente, los estudiantes pueden inscribirse en las otras orientaciones existentes (como Geofísica, Física Médica, Astrofísica, entre otras) después después de haber terminado el sexto semestre. Como es sabido, las orientaciones aportan un mínimo de 20 unidades crédito al número de unidades necesarias para obtener el título de Licenciado en Física (por lo general, son entre 5 y 7 materias; 35 unidades créditos si se incluye la tesis de grado). Se sugiere que los servicios comunitarios que tienen que hacer los estudiantes como requisito para obtener sus títulos profesionales se combinen de forma integral con el programa de estudios de la opción OSCAR.

Dalhousie y Washington State University
Hago un aparte para hacer mención aquí a dos programas. En los EE. UU., Washington State University tiene una orientación o opción (minor en inglés) en Física Ambiental en su programa de B.Sc. en Física. En Nova Scotia, Canada, en Dalhousie University existe un programa muy interesante. Ellos crearon un College of Sustentability (una idea que la Facultad de Ciencias pienso puede copiar adaptándola a nuestra realidad). Este college no dicta carreras sino que coordina la orientación  Environment, Sustainability and Society (ESS). Todo estudiante de Dalhousie que lo desee puede inscribirse en la opción ESS y lo puede hacer sin importar la disciplina que estudie (Arte, Humanidades, Ciencia o Ingeniería). En el programa los estudiantes salen a la calle a resolver problemas en las empresas o en las comunidades.

En nuestro caso, se pueden usar los servicios comunitarios para hacer que las comunidades puedan ser más sustentables. De hecho, se puede crear en la Facultad de Ciencias una opción de Servicios Comunitarios para la Sustentabilidad de las Comunidades (SC2) en las que puedan participar los estudiantes de todas las carreras que ofrece la Facultad de Ciencias. Para los estudiantes de Física del programa OSCAR, SC2 sería una parte obligatoria del programa.

Alianzas y relaciones con el entorno para el programa OSCAR

Los programas profesionales exitosos tienen una relación estrecha con su entorno (la sociedad, las empresas y el mercado). En Venezuela, y en nuestra Escuela de Física, tenemos el ejemplo de la Orientación y la Maestría en Física Médica. Por otra parte, en los Estados Unidos se han creado muchos programas de Maestrías Profesionales en Física que tienen algunas similitudes con nuestras orientaciones. Así, existe un estudio (Mastering Physics for Non-Academic Careers), realizado con 184 Departamentos de Física de universidades estadounidenses, entre los cuales solo 62 tenían programas de Maestrías Profesionales, en donde se presentan las siguientes características que tienen los programas de maestrías más exitosos (28/62 programas; ver resumen en el artículo Training physicists for industry):

(1) An external advisory committee composed of members from local and regional industries and research laboratories whose work is relevant to the program and who have a stake in its success,
(2) Actively networking and promoting interactions with industry,
(3) Exploiting faculty specialization to design courses applicable to industrial careers,
(4) An approach that requires students to take courses in other relevant departments,
(5) Research ties related to the focus of a school’s program, which may be done in partnership with industry,
(6) Internships and other partnerships— such as allowing employed students to tailor their training to their companies’ needs—that help students develop the skills needed by industry,
(7) Hands-on experience through appropriately designed laboratory work,
(8) Flexible class schedules that enable students to take courses in the day or evening, and
(9) Encouraging the development of communication and team skills important to working in industry.

La auto-evaluación del programa es otra característica importante que no fue mencionada en las referencias arriba citadas, ésta se extrae de otro análisis de un programa exitoso (University of Arizona’s Professional Master’s Degree Program [PMDP] in Applied and Industrial Physics). En este programa, primero se estableció la misión, luego se fijaron los objetivos los cuales se miden continuamente ajustando periódicamente las desviaciones del programa de cualquiera de los objetivos (es decir, el programa no es rígido sino que es flexible):

One of the main reasons the department has had success in its program is because it continually reevaluates the program and its goals, fine-tuning any aspect that has deviated from the ultimate mission of the PMDP.  

Entonces, como se puede ver entre las características importantes están la evaluación continua, la flexibilidad del programa, la conformación de un comité asesor externo con miembros del entorno, mantener relaciones estrechas con las industrias y la creación de pasantías. Es vital que los potenciales empleadores de los egresados del programa OSCAR (incluyendo a los posgrados que existen en la zona metropolitana de Caracas) den su opinión sobre las capacidades y la preparación académica que ellos desean que sus nuevos empleados (estudiantes) tengan. Por otra parte, las pasantías (y los servicios comunitarios) son una oportunidad para que los estudiantes interactúen con el entorno fuera del medio académico y formen relaciones con potenciales empleadores. Las pasantías pueden conducir a un empleo formal o a ser aceptado en un programa de posgrado en el área.

En vista de las necesidades generales de las empresas es necesario que el programa OSCAR se diseñe de forma tal que los estudiantes mejoren sus competencias en:

  • Trabajo en equipos,
  • Comunicación y presentación de ideas, conceptos y resultados en lenguaje oral y escrito,
  • Conocimientos básicos sobre procesos empresariales (negocios) y temas legales, y
  • Gerencia de cambio (change management).

Las dos primeras competencias son parte de las competencias específicas de los egresados en Físicas señaladas en el Proyecto Tuning. Adicionalmente, el programa OSCAR le serviría a la Escuela de Física para cumplir algunas de las otras exigencias del Proyecto Tuning:

  1. Utilizar o elaborar programas o sistemas de computación para el procesamiento de información, cálculo numérico, simulación de procesos físicos o control de experimentos.
  2. Identificar los elementos esenciales de una situación compleja, realizar las aproximaciones necesarias y construir modelos simplificados que la describan para comprender su comportamiento en otras condiciones.
  3. Verificar el ajuste de modelos a la realidad e identificar su dominio de validez.
  4. Estimar órdenes de magnitud de cantidades mensurables para interpretar fenómenos diversos.
  5. Participar en actividades profesionales relacionadas con tecnologías de alto nivel sea en el laboratorio o en la industria.
  6. Participar en la asesoría y elaboración de propuestas en ciencia y tecnología con énfasis en temas de impacto económico y/o social en el ámbito nacional.
  7. Actuar con responsabilidad y ética profesional, manifestando conciencia social de solidaridad y justicia, y respeto por el ambiente.
  8. Participar en proyectos de investigación en física o interdisciplinarios.
  9. Demostrar disposición para enfrentar nuevos problemas en otros campos, utilizando sus habilidades específicas.

Ahora, lo siguiente es preguntarse ¿quiénes en nuestro entorno deben ser contactados para explorar intereses comunes y posibles alianzas? Aquí, sin pretender ser exhaustivos, podemos mencionar a varias entidades y organizaciones. En primer lugar, tenemos los programas de posgrados relacionados con Sosteniblidad y Ambiente en el área metropolitana de Caracas y las instituciones que los representan (lamentablemente, en el país no hay posgrados en Física Ambiental, aunque hay que reconocer que en el mundo existen muy pocos posgrados en esta área).

Doctorado en Desarrollo Sostenible, USB
Doctorado Interdisciplinario en Ciencia, USB
Especialización en Gestión Ambiental Empresarial, UNIMET
Maestría en Planificación Integral del Ambiente, CENAMB, UCV
Programa de Estudios Ambientales, CENDES,UCV
Especialidad y Maestría en Ingeniería Ambiental, UCAB

Ilustración tomada del Banco Interamericano de Desarrollo.

Ilustración tomada del Banco Interamericano de Desarrollo.

En segundo lugar, tenemos a otras instituciones como el Centro Internacional de Energía y Ambiente del IESA, el Centro de Energías Renovables del Instituto de Energía de la USB,  el Laboratorio de Habitabilidad y Energía del IDEC de la UCV, organizaciones como Vitalis, Grupo Orinoco, Asociación Venezolana de Energía Eólica (Aveol), entidades gubernamentales nacionales como la Agencia Bolivariana para Actividades Espaciales que tiene una unidad que se encarga de la Observación Física de la Tierra mediante la Teledetección Espacial y de la Medición de Propiedades Físicas de la Tierra y el Ministerio para la Educación Universitaria, Ciencia y Tecnología (MPPEUCT) y su Dirección General de Investigación y Generación del Conocimiento y entidades internacionales como la Corporación Andina de Fomento (que tiene una agenda ambientalista y energética), Adaptation Fund, Banco Mundial (Dirección Sectorial de Desarrollo Sustentable para América Latina), CEPAL, Banco Interamericano de Desarrollo (Energía, Ambiente y Sostenibilidad). En tercer lugar, están las empresas y otras instituciones (alcaldías) las cuales son tratadas más abajo.

También se puede buscar la asesoría de expertos para que den su opinión sobre el diseño del programa. Me refiero a personas como Arnoldo José Gabaldón (El desarrollo sustentable de Venezuela y Desarrollo sustentable: ¿Puede ser la salida de Venezuela?), Juan Carlos Sánchez , José Manuel Martínez (Ing. Eléctrico, Profesor jubilado de la Escuela de Computación, Doctorado en la Université Pierre Mendès-France (Grenoble II), organizador del evento Investigación y Formación en Energías Renovables y autor del libro Los caminos a la innovación. Un viaje de reconocimiento en España y en Venezuela), y Geovanni Siem (Ing. Mecánico, Profesor Investigador del IDEC, Facultad de Arquitectura, impulsor de la iniciativa Campus UCV Sustentable; ver Manual de Diseño para edificaciones energéticamente eficientes en el trópico del IDEC), entre otros.

OSCAR: Perspectivas laborales y posibilidades de desarrollo profesional

Empresas-Gobierno-Ciudades
Las empresas le ponen atención al tema ambiental y la sostenibilidad por varias razones: En primer lugar está la presión externa (1) Hay leyes que las obligan, (2) El mercado (los clientes y los empleados) son cada vez más sensibles al tema ambiental y a la sustentabilidad del planeta, y, en segundo lugar, (3) Las empresas están descubriendo que hacer que sus procesos sean sustentables es un buen negocio porque bajan los costos, surgen ideas innovadoras, y se satisface un clamor de los mercados.

Hoy en día, la mayoría de las empresa de procesos (productos de consumo masivo –ej. Empresas Polar, Cola-Cola-Femsa–, químicos–ej. Grupo Corimon–, siderurgia (Sivensa y su filial Sidetur), petróleo – Pdvsa, Chevron, Shell, INepex–Teikoku Oil and Gas, Total, Schlumberger)  y hasta supermercados como Excelsior Gama tienen unidades de negocios relacionada con el tema de la sostenibilidad y problemas ambientales. En Europa y USA, la industria de la construcción también está muy interesada en el tema de como hacer que las edificaciones sean más ecoeficientes y cómo hacer que las ciudades sean más eficientes. Si se hace el cabildeo necesario y se presenta el programa OSCAR a estas empresas y otras empresas no mencionadas debería ser posible encontrar a varias de ellas dispuestas a financiar pasantías de estudiantes del programa OSCAR.

El tema ambiental y de la sostenibilidad no solo es importante para las empresas sino que también lo es para las ciudades. El tema de la Física de Ciudades es algo bastante nuevo que tiene su origen en los trabajos (Growth, innovation, scaling, and the pace of life in cities) del físico Geoffrey West de Los Alamos National Laboratories y asociados y, por otra parte, del ingeniero del MIT Franz-Josef Ulm (Urban Physics). Otro tema importante es como hacer que las ciudades sean más resilientes a los efectos del cambio climático (la organización Adaptation Fund mencionada arriba financia proyectos en esta área). También debería ser posible conseguir oportunidades de pasantías con las alcaldías y gobernaciones (tanto la Alcaldía Metropolitana como la de Chacao tienen programas ambientales y de reciclaje, igualmente la Gobernación de Miranda tiene un programa Ambiental y de energía solar). Adicionalmente, la propia UCV tiene una iniciativa del Campus Sustentable de donde pudieran salir proyectos de tesis y pasantías (Aproximación de un modelo sustentable para la UCV).

Posgrados
Por otra parte, si bien hay muchos estudiantes quienes al graduarse solo desean entrar en el mercado laboral y continuar luego especializándose, existen mucho otros estudiantes quienes al graduarse solo quieren irse al exterior debido a la situación del país, y la opción OSCAR los puede ayudar. Anteriormente mencionamos varias de las oportunidades de posgrado en el área metropolitana de Caracas. .

Oportunidades de Posgrado en el exterior

Los países europeos, y en particular los países escandinavos, tienen una gran oferta de posgrados en esta área y muchos tienen posibilidades de becas. La Escuela de Física y el programa OSCAR puede tratar de establecer relaciones con varias de las instituciones europeas que ofrecen estos posgrados para promover a nuestros egresados, presentarles el programa OSCAR y las competencias que tienen nuestros egresados. En los Estados Unidos de América también se ofrecen varios posgrados (maestrías y doctorado). Ver lista de Posgrados Exterior.

Programa OSCAR

Aquí se presentan algunas ideas que pueden servir de guía para elaborar el programa de estudio de OSCAR. Recordemos que una de las características de los programas exitosos es su flexibilidad. La opción puede tener varias sub-especializaciones. Por ejemplo:
  • Instrumentación y sensores en problemas ambientales/industriales
  • Energías renovables
  • Física Ambiental: Modelaje de sistemas ambientales, Mecánica Estadística y termodinámica en procesos ambientales, modelaje de ciudades y centros urbanos considerados como sistemas complejos.
  • Ambiente e industrias

Ejemplos de Cursos 

Comunes a la sub-especializaciones
1) Ciencias Ambientales (este curso incluso se puede ofrecer en el ciclo básico en vez de Principios de Biología)
2) Física ambiental (o medioambiental)
3) Introducción a la Sostenibilidad y al Desarrollo Sostenible
4) Ética, pensamiento sistémico y prospectiva en problemas ambientales

Electivas
5) Energías Renovables
6) Standard ISO 14000 (Electiva). La norma ISO 14000 es un estándar internacional de gestión ambiental. Esta materia relaciona a la sostenibilidad con las industrias y las empresas.
7) Pasantías

Algunos textos que pueden ser usados para fijar el nivel de los cursos son:

Ciencias ambientales
The Encyclopedia of the Earth, Environmental Science Online Course
William P. Cunningham, Mary Ann Cunningham, Environmental Science: A Global Concern, McGraw-Hill (2012)
G. Tyler Miller, Scott Spoolman, Environmental Science, Cengage Learning (2010)
Linda R. Berg, David M. Hassenzahl, Mary Catherine Hager, Visualizing Environmental Science, Wiley (2013)
Andrew Ford, Modeling the Environment: An Introduction To System Dynamics Modeling Of Environmental Systems, 1999 (hay segunda edición 2009).
Zahari Zlatev and Ivan Dimov (Eds.), Computational and numerical challenges in environmental modeling, 2006
Ekkehard Holzbecher, Environmental Modeling: Using MATLAB, 2012

Ver aquí una relación de libros en español.

Física Ambiental
M. Dželalija, Environmental Physics 
David MacKay: Sustainable enregy without the hot air
Egbert Boeker; Rienk van Grondelle, Environmental physics: sustainable energy and climate change, 2011
Clare Smith, Environmental physics, 2001
John Monteith and Mike Unsworth, Principles of Environmental Physics. Plants, Animals, and the Atmosphere, 2014
Kyle Forinash, Foundations of Environmental Physics: Understanding Energy Use and Human Impacts, 2010
John Harte, Cool the Earth, Save the Economy: Solving the Climate Crisis is EASY
Francisco Jaque Rechea y Íñigo Aguirre de Cárcer, Bases de la Física medioambiental, Ariel, 2002
John Harte, Maximum Entropy and Ecology: A Theory of Abundance, Distribution, and Energetics, 2011
David Hafemeister, Physics of Societal Issues: Calculations on National Security, Environment, and Energy, 2013

Energías renovables
Bent E. Sørensen, Renewable energy : physics, engineering, environmental impacts, economy & planning, 2011
Vaughn C. Nelson,Wind Energy: Renewable Energy and the Environment, 2nd Edition, 2013
Robert Foster et al., Solar Energy: Renewable Energy and the Environment, 2009
Towards a Cleaner Planet: Energy for the Future: Este es un libro con varios autores con los trabajos presentados en un seminario que se realizó en México, el 2006, con la participación de físicos e ingenieros sobre el tema de eficiencia energética y las energías limpias.

Sostenibilidad
Jonathan Tomkins, Sustainability: A Comprenhensive Foundation,2012
Jeffrey Sachs,The Age of Sustainable Development, 2015
Martin A. A. Abraham, Sustainability Science and Engineering, Volume 1: Defining Principles, 2006
Alejandro De Las Heras, Sustainability Science and Technology: An Introduction, 2014  
Gregory A. Keoleian (auth.), I.S. Jawahir, S.K. Sikdar, Y. Huang (eds.), Treatise on Sustainability Science and Engineering, 2013
Okechukwu Ukaga, Chris Maser, Michael Reichenbach, Sustainable Development: Principles, Frameworks, and Case Studies, 2010
Mulder, Sustainable development for Engineers, 2006

Ética y pensamiento sistémico
Fritjof Capra and Pier Luigi Luisi, The Systems View of Life: A Unifying Vision, 2014
Donella H. Meadows, Thinking in Systems: A Primer, 2008
David Schmidtz and Elizabeth Willott, Environmental Ethics: What Really Matters, What Really Works, 2011
Lisa Kemmerer, Eating Earth: Environmental Ethics and Dietary Choice, 2014
Clare Palmer, Teaching Environmental Ethics, 2006
J. Baird Callicott, Robert Frodeman, Encyclopedia of Environmental Ethics and Philosophy, 2008 Ben Minteer, Nature in Common?: Environmental Ethics and the Contested Foundations of Environmental Policy, 2009
Joseph Claude Evans, With respect for nature : living as part of the natural world, 2005
Andrew A. Brennan (auth.), R.J. Berry (eds.), Environmental Dilemmas: Ethics and decisions, 1993
H. J. Taback, Environmental Ethics and Sustainability: A Casebook for Environmental Professionals, 2013
Wes Jackson, Carolyn Raffensperger, Joel Tickner, Protecting Public Health and the Environment: Implementing The Precautionary Principle, 1999
Cátedra de Ética Ambiental, Universidad de Alcalá
La ética medio ambiental: Principios y valores para una ciudadanía responsable en la sociedad global

ISO14000
ISO 14001 Environmental Certification Step by Step: Revised edition (January 8, 2004), A J Edwards.
ISO 14001 Environmental Systems Handbook, Second Edition, Ken Whitelaw, 2004
ISO 14001-2004 Environmental Management Systems – Requirements with Guidance for Use

Artículos 
Los siguientes artículos  y páginas web pueden servir para motivar a profesores y estudiantes en el tema de la física y la sostenibilidad.
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NOTA

(1) El porcentaje histórico de mujeres egresadas es de aproximadamente 22% ( cálculo realizado cuando el total de egresados era de 438 y 96 eran mujeres). Sin embargo,  en el período 2004-2008, la participación femenina en la Escuela de Física se incrementó en un 39% ( 38/97) (ver Física en Femenino), pero ahora (ver, Distribución de próximos egresados por género (marzo 2014)), la distribución de egresados desde el año 2010 hasta 2012 arroja 19 mujeres y 44 hombres, que representan 30,2 % y 69,8 % respectivamente y para el 2014 se estimaba que la cifra iba a estar entre el 20 y 26,7%. No dispongo de los datos reales para el 2014.

SOBRE EL AUTOR: José G. Álvarez Cornett ( @Chegoyo en Twitter )

Miembro de COENER, del grupo “Physics and Mathematics for Biomedical Consortium“, y de la American Physical Society (APS). Representante de los Egresados ante el Consejo de Escuela de Física, Facultad de Ciencias, UCV.

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