Technological Prospection of Didactic Units in Chemical Engineering: patent trends and educational gaps
DOI:
https://doi.org/10.9771/cp.v19i3.68740Keywords:
Educational Intellectual Property, Emerging Technologies in Education, Didactic Infrastructure in Engineering.Abstract
The lack of infrastructure in teaching laboratories at Brazilian public institutions compromises practical training in Chemical Engineering. This study conducted a scientific and technological prospection of didactic units applied to teaching in this field, based on 30 publications indexed in Google Scholar, Scopus, and Web of Science (2009-2025), along with 3,840 patents retrieved from the Orbit database. In the scientific scope, only two specific initiatives focused on Chemical Engineering were identified. In the technological domain, China leads with 2,742 records, followed by India (133) and the United States (111). The active patents explore technologies such as Building Information Modeling (BIM), 3D simulations, and adaptive assessment. The results highlight significant gaps in the development of didactic solutions specific to the field, especially within public education. It is concluded that the integration of emerging technologies and open platforms represents a strategic opportunity for innovation in higher education in Chemical Engineering.
Downloads
References
ALMEIDA, Márcia R.; PINTO, Angelo C. Uma breve história da química Brasileira. Ciência e Cultura, v. 63, n. 1, p. 41-44, 2011. DOI: http://dx.doi.org/10.21800/S0009-67252011000100015.
ARASTOOPOUR, Hamid. The critical contribution of chemical engineering to a pathway to sustainability. Chemical Engineering Science, v. 203, p. 247-258, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ces.2019.03.069.
BATTISTI, Rodrigo et al. Students building didactic experiments as a tool for teaching unit operations and process control for chemistry technicians. Química Nova, v. 42, p. 983-989, 2019. DOI: https://doi.org/10.21577/0100-4042.20170403. Disponível em: https://www.scielo.br/j/qn/a/JWBBZq88mSRdpFCgw7zvDPQ/?lang=en. Acesso em: 15 jun. 2025.
BRASIL. Constituição da República Federativa do Brasil de 1988. Disponível em: https://www2.senado.leg.br/bdsf/bitstream/handle/id/518231/CF88_Livro_EC91_2016.pdf. Acesso em: 20 jun. 2025.
BRASIL. Decreto n. 3.860, de 9 de julho de 2001. Dispõe sobre a organização do ensino superior, a avaliação de cursos e instituições, e dá outras providências. Diário Oficial da União, Brasília, DF, seção 1, 10 jul. 2001. Disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/decreto/2001/d3860.htm. Acesso em: 12 jul. 2025.
BRASIL. Lei n. 10.973, de 2 de dezembro de 2004. Dispõe sobre incentivos à inovação e à pesquisa científica e tecnológica no ambiente produtivo e dá outras providências. Diário Oficial da União, Brasília, DF, seção 1, 3 dez. 2004. Disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2004-2006/2004/lei/l10.973.htm. Acesso em: 12 jul. 2025.
BRASIL. Decreto n. 5.773, de 9 de maio de 2006. Dispõe sobre o exercício das funções de regulação, supervisão e avaliação de instituições de educação superior e cursos superiores de graduação e sequenciais no sistema federal de ensino. Diário Oficial da União, Brasília, DF, seção 1, 10 maio 2006. Disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_Ato2004-2006/2006/Decreto/D5773.htm#art79. Acesso em: 12 jul. 2025.
BRASIL. Lei n. 11.892, de 29 de dezembro de 2008. Institui a Rede Federal de Educação Profissional, Científica e Tecnológica, cria os Institutos Federais de Educação, Ciência e Tecnologia, e dá outras providências. Diário Oficial da União, Brasília, DF, seção 1, 30 dez. 2008. Disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-2010/2008/lei/l11892.htm. Acesso em: 12 jul. 2025.
BRASIL. Lei n. 13.243, de 11 de janeiro de 2016. Dispõe sobre estímulos ao desenvolvimento científico, à pesquisa, à capacitação científica e tecnológica e à inovação. Diário Oficial da União, Brasília, DF, seção 1, 12 jan. 2016. Disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2015-2018/2016/lei/l13243.htm. Acesso em: 12 jul. 2025.
BRASIL. Decreto n. 9.235, de 15 de dezembro de 2017. Dispõe sobre o exercício das funções de regulação, supervisão e avaliação das instituições de educação superior e dos cursos superiores de graduação e de pós-graduação no sistema federal de ensino. Diário Oficial da União, Brasília, DF, seção 1, 18 dez. 2017. Disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_Ato2015-2018/2017/Decreto/D9235.htm#art107. Acesso em: 12 jul. 2025.
BRASIL. Ministério da Educação. Secretaria de Educação Profissional e Tecnológica. Relatório anual de análise dos indicadores de gestão das instituições federais de educação profissional, científica e tecnológica: exercício 2018. Brasília, DF: MEC/SETEC, 2018. Disponível em: http://portal.mec.gov.br/docman/julho-2019-pdf/117321-caderno-de-indicadores-2019-tcu/file. Acesso em: 20 set. 2025.
BRASIL. Conselho Nacional de Educação. Câmara de Educação Superior. Resolução CNE/CES n. 2, de 24 de abril de 2019. Institui as Diretrizes Curriculares Nacionais do curso de graduação em Engenharia. Diário Oficial da União, Brasília, DF, seção 1, 25 abr. 2019. Disponível em: https://www.gov.br/mec/pt-br/cne/resolucoes/resolucoes-cne-ces-2019. Acesso em: 12 jul. 2025.
CARVALHO, Carolina Magalhães Wanderlei de. Observatório da Educação da Capes: trajetória e contribuições enquanto política pública para formação associada à pesquisa. 2023. 168p. Dissertação (Mestrado em Educação em Ciências: Química da Vida e Saúde) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Porto Alegre, 2023.
DELGADO, M. A.; FONSECA-MORA, M. Carmen. The use of co-operative work and rubrics to develop competences. Education for Chemical Engineers, v. 5, n. 3, p. e33-e39, 2010. DOI: https://doi-org.ez52.periodicos.capes.gov.br/10.1016/j.ece.2010.05.002. Disponível em: https://www-sciencedirect-com.ez52.periodicos.capes.gov.br/science/article/pii/S1749772810000060. Acesso em: 10 jun. 2025.
DEMAJOROVIC, Jacques. Sociedade de risco e responsabilidade socioambiental: perspectivas para a educação corporativa. 2000. 270p. Tese (Doutorado em Educação) – Faculdade de Educação, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2000.
INEP – INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO TEIXEIRA. Sistema Nacional de Avaliação da Educação Superior (SINAES): instrumento de avaliação institucional externa presencial e a distância: recredenciamento e transformação de organização acadêmica. Brasília, DF: Inep, 2017.
MIN, Qingfei et al. Machine learning based digital twin framework for production optimization in petrochemical industry. International Journal of Information Management, v. 49, p. 502-519, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijinfomgt.2019.05.020.
MUGICA, Pâmela Martins. Photometrixpro®: uma alternativa para práticas espectrofotométri-cas no ensino de bioquímica. 2022. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) – Universidade Federal do Pampa, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Uruguaiana, 2022. Disponível em: https://repositorio.unipampa.edu.br/items/85f080e0-23ba-413b-a3f6-ef793b6353f4. Acesso em: 11 jun. 2025.
NETO, Guilherme Salvador Peres. Uma proposta de Unidade Didática Multiestratégica para ensinar sobre poluição e recuperação de metais pesados no ensino de química ambiental na perspectiva da ciência-tecnologia-sociedade-ambiente. 2022. Trabalho de conclusão de curso (Licenciatura em Química) – Universidade Estadual Paulista, Instituto de Química de Araraquara, São Paulo, 2022. Disponível em: https://repositorio.unesp.br/entities/publication/ecf2e69b-5b69-4494-a874-23e8b89af65c. Acesso em: 22 jun. 2025.
PAULA, Camila Henriques; MARTIN, Débora Gonzaga. Os efeitos do reuni sobre a pós-graduação das universidades federais. Ciência Dinâmica, v. 10, n. 2, 2019. DOI: 10.4322/2176-6509.2022.006.
RAVEN, Douglas B. et al. Machine learning & conventional approaches to process control & optimization: Industrial applications & perspectives. Computers & Chemical Engineering, v. 189, p. 108789, 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2024.108789.
SAJADIEH, Seyed Mohammad Mehdi; NOH, Sang Do. From Simulation to Autonomy: Reviews of the Integration of Artificial Intelligence and Digital Twins. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology, p. 1-32, 2025. DOI: https://doi.org/10.1007/s40684-025-00750-z.
SAPUNARU, Raquel Anna; MACEDO, Geisla M. Uma breve história da engenharia e seu ensino no Brasil e no mundo: foco Minas Gerais. Revista de Engenharia da Universidade Católica de Petrópolis, v. 10, n. 1, p. 39-52, 2016. Disponível em: https://seer.ucp.br/seer/index.php/REVCEC/article/view/594. Acesso em: 10 jul. 2025.
SILVA, Aleandro P.; SANTOS, Nadja P. dos; AFONSO, Júlio C. A criação do curso de Engenharia Química na Escola Nacional de Química da Universidade do Brasil. Química Nova, São Paulo, v. 29, n. 4, p. 881-888, 2006. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-40422006000400044.
SILVEIRA, Lucas Aldrighi. Estudo de modelagem e simulação da planta didática MTX-Lab. 2022. p. 95. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Escola de Engenharia, Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2022.Disponível em: https://lume.ufrgs.br/handle/10183/255320. Acesso em: 16 jun. 2025.
UFMG – UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS. Departamento de Engenharia Química. História. [2025]. Disponível em: https://www.deq.ufmg.br/departamento/Histria. Acesso em: 12 jul. 2025.
WONGTSCHOWSKI, Pedro. Indústria química: riscos e oportunidades. 2. ed., ver. e ampl. São Paulo: Blucher, 2002.
ZHANG, Yinan et al. Promoting digital twin technology application for process industry: A novel generation modelling platform and its implementations. Digital Twins and Applications, v. 1, n. 1, p. 51-74, 2024. DOI: https://doi.org/10.1049/dgt2.12010.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Cadernos de Prospecção
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
O autor declara que: - Todos os autores foram nomeados. - Está submetendo o manuscrito com o consentimento dos outros autores. - Caso o trabalho submetido tiver sido contratado por algum empregador, tem o consentimento do referido empregador. - Os autores estão cientes de que é condição de publicação que os manuscritos submetidos a esta revista não tenham sido publicados anteriormente e não sejam submetidos ou publicados simultaneamente em outro periódico sem prévia autorização do Conselho Editorial. - Os autores concordam que o seu artigo ou parte dele possa ser distribuído e/ou reproduzido por qualquer forma, incluindo traduções, desde que sejam citados de modo completo esta revista e os autores do manuscrito. - Revista Cadernos de Prospecção está licenciado com uma Licença Creative Commons Attribution 4.0. Esta licença permite que outros remixem, adaptem e criem a partir do seu trabalho para fins não comerciais, e embora os novos trabalhos tenham de lhe atribuir o devido crédito e não possam ser usados para fins comerciais, os usuários não têm de licenciar esses trabalhos derivados sob os mesmos termos.
Este obra está licenciado com uma Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional.
