Para Naga Srujana Goteti, pa³s-doc no MIT Energy Initiative (MITEI), encontrar uma carreira significativa exigiu comea§ar do zero - três vezes. Ela trabalhou pela primeira vez como engenheira de software depois de se formar em engenharia elanãtrica, mas depois de apenas um ano no cargo, sentiu que algo estava faltando. Seu pai, engenheiro civil, incentivou-a a procurar significado e oportunidade no espaço energanãtico.

Goteti abandonou sua posição de engenharia de software para realizar auditorias energanãticas em edifa­cios como estagia¡ria em uma pequena startup, onde um professor visitante a inspirou a se mudar da andia para a Taila¢ndia para obter um mestrado em energia. Depois de concluir seu programa de pós-graduação, ela ainda não tinha certeza de onde poderia aplicar melhor sua formação interdisciplinar. Ela acabou ingressando em uma empresa de petra³leo e gás para trabalhar em oleodutos.

“Gostei muito do sala¡rio, éclaro, mas depois de um ano, voltei a  minha pergunta original: 'Qual éo objetivo disso?' Nãoencontrei nenhum significado no trabalho que estava realizando ”, diz ela.

Ela deixou o emprego de petra³leo e gás, buscando desesperadamente pistas sobre oportunidades de pesquisa em energia limpa. A certa altura, ela estava enviando um e-mail a frio "pelo menos 30 professores por dia". Seus esforços foram recompensados ​​quando uma equipe do Instituto de Tecnologia de Rochester (RIT) informou que estavam procurando alguém com experiência em engenharia elanãtrica, além de experiência em energia e sustentabilidade, para se juntar a eles em um projeto especial. Goteti se encaixou no projeto e veio aos Estados Unidos para fazer seu doutorado em sustentabilidade.

“Depois de obter meu doutorado na RIT, eu realmente queria trabalhar em uma equipe interdisciplinar focada na redução das emissaµes de dia³xido de carbono, observando várias vias de energia renova¡vel, em vez de apenas uma”, diz ela. Essa missão a levou ao MITEI.

Goteti fez uma parceria com Tapajyoti (TJ) Ghosh, engenheiro qua­mico da andia, e Maryam Arbabzadeh, praticante de avaliação do ciclo de vida (ACV) do Ira£ - um grupo interdisciplinar de pa³s-doutorados que vieram ao MIT para trabalhar em uma nova ferramenta de avaliação de energia chamado Ambiente de Modelagem de Ana¡lise de Sistemas de Energia Sustenta¡vel (SESAME).

Muitas das ferramentas de avaliação de energia existentes hoje concentram-se em apenas uma fatia da torta de energia. Eles oferecem uma análise granular de energia solar, ea³lica ou nuclear, mas raramente examinam vários caminhos juntos, o que limita a capacidade dos formuladores de políticas e profissionais do setor de ver os impactos em tempo real de várias tecnologias no cena¡rio energanãtico como um todo.

"Hoje, enfrentamos um duplo desafio: satisfazer a crescente demanda de energia e reduzir as emissaµes", diz Emre Gena§er, pesquisadora do MITEI e lider do projeto SESAME. “A composição e operação dos sistemas de energia determinam nossa capacidade de enfrentar esse desafio. Desenvolvemos o SESAME para estudar todos os setores de energia nos na­veis de caminho e sistema. ”

O SESAME, que estãoem desenvolvimento no MIT desde 2017, permite que os usuários entendam o impacto de todas as varia¡veis ​​tecnologiicas, operacionais, temporais e geoespaciais relevantes no sistema de energia em evolução. Va¡rios modelos de ACV existentes requerem ajuda de especialistas para analisar os dados de uma maneira que seja útil para os formuladores de políticas e a indaºstria. A ferramenta SESAME visa reduzir essa divisão, para que especialistas e leigos possam entender o cena¡rio energanãtico atual e tomar decisaµes informadas sobre os melhores caminhos a seguir.

Gena§er passou quase um ano montando a equipe perfeita de pa³s-docs para ajudar a expandir a ferramenta.

A equipe SESAME do MITEI tem agora cerca de 20 pessoas, incluindo os pa³s-doutorandos Arbabzadeh, Ghosh e Goteti, além de uma mistura de estudantes de graduação, pós-graduação, cientistas e candidatos a doutorado do MIT.

"A natureza multidisciplinar deste projeto requer uma forte mistura de experiências em pesquisa", diz Gena§er. “Nãoesta¡vamos olhando apenas dentro de uma disciplina especa­fica para construir a equipe do SESAME. Tivemos muita intenção de reunir pesquisadores com experiência em diferentes áreas, como engenharia, estudos ambientais, sustentabilidade e economia. ”

O objetivo do MITEI édesenvolver o SESAME como um aplicativo da web de ca³digo aberto - que incorpore estudos de caso de energia de todo o mundo e leve em consideração a heterogeneidade dos dados nas regiaµes. Essas direções de expansão são onde entram Arbabzadeh, Ghosh e Goteti.

Quando criana§a, Tapajyoti Ghosh visitou campos de petra³leo e instalações de gás em toda a andia com seu pai - "um homem de petra³leo e gás". Ele se lembra de se perguntar: "O que acontecera¡ quando todo o petra³leo acabar?" Seu interesse pelos impactos ambientais da dependaªncia da sociedade de combusta­veis fa³sseis e pela busca de alternativas sustenta¡veis ​​ocorreu mais tarde.

Ghosh obteve seu diploma de bacharel em engenharia química em 2014 pela Universidade de Jadavpur, em Calcuta¡ (andia), após o que veio para os Estados Unidos para um programa de doutorado na Universidade Estadual de Ohio.

"Eu não tinha ideia de em que direção de pesquisa eu estava interessado", diz ele. "Passei o primeiro semestre do meu programa de doutorado decidindo o que eu queria focar." Mas então uma conversa com seu professor estabeleceu Ghosh no caminho da energia, apresentando-o a  engenharia sustenta¡vel.

“A engenharia sustenta¡vel se concentra em tentar reduzir os impactos ambientais negativos causados ​​por processos de engenharia que não consideram os impactos externos de suas atividades”, diz ele. "Eu estava interessado em descobrir como podemos fazer com que nossos processos de engenharia levem em consideração os impactos ambientais durante o processo de design, além de ajudar a indústria a obter lucros".

Ele veio ao MITEI pela oportunidade de trabalhar no SESAME, que ele viu como uma ferramenta inovadora de avaliação de impacto ambiental que ajudara¡ a indústria e os formuladores de políticas. Ele espera voltar a  andia um dia para se tornar professor de uma universidade la¡.

"A conclusão do meu pa³s-doutorado no MIT tera¡ um enorme impacto no meu futuro", diz ele. “Recebi várias ofertas de outras universidades e centros de pesquisa, mas, para mim, a atração estava chegando ao MIT. Eu sinto que estou na Hollywood da academia. ”

A função de Ghosh no MITEI éliteralmente "abrir o SESAME" - ele estãotrabalhando para converter a ferramenta de um aplicativo MATLAB, que éuma linguagem de programação proprieta¡ria desenvolvida pela MathWorks, em um aplicativo da web de ca³digo aberto, que disponibilizara¡ o SESAME para todos. usar. Este éum esfora§o hercaºlea; a plataforma SESAME foi projetada com uma estrutura modular para permitir a análise de um número muito grande de caminhos convencionais e novos - mais de 1.000 caminhos de energia são incorporados na estrutura, capturando cerca de 90% dos dados de emissaµes relacionadas a  energia. A estrutura do SESAME fornece maºltiplas funcionalidades para várias partes interessadas em energia em uma única ferramenta. Por exemplo, aqueles que trabalham no setor ou na pola­tica podem comparar opções de tecnologia, executar análises de cenários de tecnologia e sistema ou explorar os impactos da dina¢mica de mercado e pola­tica; ou especialistas em energia podem ver comparações abrangentes entre tecnologias. O Ghosh precisa traduzir tudo isso na linguagem de codificação Python para a versão de ca³digo aberto da ferramenta.

"Tambanãm estou trabalhando com um estudante de graduação para coletar dados adicionais de impacto ambiental que podemos adicionar a  ferramenta e adicionar novos caminhos para a análise", diz ele. Algumas dessas novas vias incluem a produção de ama´nia, cimento, ferro e aa§o.

Maryam Arbabzadeh recebeu seu diploma de bacharel em engenharia elanãtrica, com foco em sistemas de energia, pela Universidade de Tecnologia Amirkabir (Politécnica de Teera£), no Ira£.

“Foi aa­ que comecei a aprender sobre energia renova¡vel. Fiz minha tese de graduação em energia ea³lica e desenvolvi ferramentas para que os usuários pudessem sugerir os locais mais eficazes para a instalação de turbinas ea³licas ”, diz ela.

Quando chegou a hora de seu mestrado, Arbabzadeh sabia que queria continuar estudando engenharia elanãtrica, com foco em sistemas de energia. Ela veio aos Estados Unidos para frequentar a Universidade Estadual de Nova York em Buffalo (SUNY Buffalo), o que despertou seu interesse em encontrar maneiras de reduzir os impactos ambientais negativos da geração de energia.

“No SUNY Buffalo, participei de cursos sobre sistemas de energia sustenta¡vel emudanças climáticas, e foi aa­ que descobri que uma das principais fontes de emissaµes ambientais éo setor de eletricidade / rede elanãtrica. Fiquei realmente interessado em aprender sobre esse aspecto da produção de eletricidade ”, explica ela.

A partir daa­, ela se inscreveu em programas multidisciplinares para seu doutorado, chegando a  Escola de Meio Ambiente e Sustentabilidade da Universidade de Michigan para trabalhar em um projeto de armazenamento de energia.

"Meus orientadores de doutorado estavam procurando alguém com formação em engenharia elanãtrica e que também estivesse interessado em aprender sobre análise de energia e ciclo de vida, por isso foi perfeito para mim", diz ela. "Minha dissertação se concentrou principalmente em armazenamento e tecnologias de energia, mas em altonível- tudo sobre a otimização da rede elanãtrica e como a adição de tecnologias emergentes, como armazenamento de energia, afetaria a rede".

Ela foi atraa­da pelo projeto SESAME porque, durante suas experiências como praticante de ACV e modeladora de sistemas de energia, enfrentou vários desafios ao reunir todos os dados da­spares necessa¡rios para formar um quadro energanãtico abrangente.

“a‰ interessante para mim desenvolver uma ferramenta que possa reunir todas essas pea§as de diferentes setores - energia, transporte, etc. - e que permita que formuladores de políticas e modeladores de energia usem a ferramenta para fazer uma análise do sistema por si mesmos” ela diz.

Atualmente, o SESAME contanãm dados de estudos de caso norte-americanos. A parte do projeto de Arbabzadeh, financiada pelo Programa Internacional de Colaboração em Tecnologia de Ga¡s e a“leo da Agência Internacional de Energia, envolve a identificação de estudos de caso internacionais que podem ser incorporados ao SESAME para ajudar a ferramenta a se expandir para além dos Estados Unidos. "Emre me pediu para me concentrar especificamente no exame das perspectivas globais, por isso foi fascinante para mim ver como nossa análise pode se aplicar a outros locais". Atéagora, Arbabzadeh concentrou seus esforços na identificação de possa­veis estudos de caso, incluindo a Noruega / Europa do Noroeste e Cingapura. 

"Em contraste com os Estados Unidos, o setor de energia da Noruega já estãolimpo, porque grande parte de sua geração de energia vem da hidrelanãtrica, com algum apoio da energia ea³lica e tanãrmica", diz ela. As exportações norueguesas para a Europa continental podem permitir o deslocamento de carva£o com gás natural e reduzir as emissaµes de gases de efeito estufa.

"A produção de petra³leo e gás éo principal contribuinte para as emissaµes de gases de efeito estufa na Noruega, seguidas pela indústria e pelo transporte", diz Arbabzadeh. Ela estãotrabalhando com um estudante de graduação para examinar as atividades de produção e suas emissaµes associadas em cerca de 90 campos de petra³leo e gás em toda a Noruega. Essas emissaµes podem ser mais do que compensadas por projetos inovadores planejados de captura e seqa¼estro de CO 2 que armazenara£o permanentemente CO 2 capturado de várias fontes em toda a Europa.

Essas informações podem ajudar a Noruega e outros produtores de petra³leo e gás de todo o mundo a aprender sobre como eles podem reduzir as emissaµes de gases de efeito estufa em seus processos e sistemas associados.

O interesse de Arbabzadeh em contribuir para a ferramenta SESAME vai além da motivação profissional: “Pessoalmente, quero causar um impacto. Eu estava muito interessado em vir ao MITEI para trabalhar com essa ferramenta porque, quando estiver dispona­vel, fara¡ realmente a diferença em vários setores e serámuito útil para as partes interessadas que trabalham no espaço energanãtico. ”

Seu trabalho na ferramenta complementa o de Goteti, encarregado de capturar a heterogeneidade dos dados de todos os Estados Unidos, comea§ando pelos sistemas de energia. "Este éum grande desafio, porque exige a interligação de todos os bancos de dados em todo opaís para que eles possam ser integrados a  plataforma SESAME", diz Goteti. "Meu objetivo éautomatizar esse processo para que ele possa ser usado no SESAME como parte de nossa análise para mostrar, por exemplo, como a Califórnia édiferente do Texas".

Arbabzadeh e Goteti usam modelos de pesquisa semelhantes para suas respectivas partes do projeto.

“Existe uma estranha desconexão entre diferentes tipos de pesquisadores de energia. As pessoas da ACV veem os modelos de energia de maneira diferente dos modeladores de sistemas de energia complexos. Modelos complexos de sistemas de energia normalmente examinam uma área em detalhes minuciosos, enquanto a ACV examina todo o espectro ”, diz Goteti. "O SESAME preenche a lacuna entre operações e ciclo de vida em muitos dos modelos atuais, oferecendo a todos os especialistas em energia uma abordagem hola­stica para analisar todos os sistemas juntos".

Quando perguntados sobre como seus papanãis funcionam juntos, eles oferecem uma explicação enganosamente simples: “O TJ estãotrabalhando na estrutura e nos fornece instruções em termos de quais dados específicos a ferramenta precisa, e éisso que Srujana e eu tentamos coletar”, diz Arbabzadeh.

A realidade do escopo do trabalho pelo qual cada um deles foi encarregado e onívelde colaboração necessa¡rio para atingir esses objetivos émuito mais complexo. A natureza interdependente de seu trabalho exige que eles se comuniquem diariamente, pois o progresso no projeto depende dos resultados de cada pessoa. As informações que Ghosh recebe de Goteti e Arbabzadeh são parte integrante da expansão do SESAME; e, por sua vez, Goteti e Arbabzadeh dependem da orientação de Ghosh para obter os dados e fornecaª-los em um formato compata­vel com SESAME.

A equipe também estãotrabalhando para incorporar outras categorias de impacto ambiental no modelo - além das emissaµes de gases de efeito estufa, nas quais a ferramenta atualmente se concentra. Eles esperam incluir fatores como impactos da a¡gua, poluentes do ar e uso da terra.

Embora tenham diferentes experiências de pesquisa, Goteti explica: “Temos uma experiência comum com a ACV, portanto, temos um entendimento ba¡sico do que a equipe do SESAME estãofazendo de maneira geral, mesmo que não saibamos no que o outro estãotrabalhando. em umnívelgranular. "

Além de apoiarem-se mutuamente, ao trazer suas diversas áreas de especialização para o trabalho no MITEI, encontraram apoio do MITEI e da comunidade pa³s-doc do MIT como um todo.

“O MITEI éum centro aºnico, onde as pessoas conversam sobre o que estãotrabalhando, mesmo com outras pessoas fora do projeto. Cientistas de pesquisa, pa³s-doutorandos e estudantes sentam-se juntos para discutir nossa pesquisa e, na verdade, nos fornecemos informações valiosas ”, observa Goteti. “Nãoháuma visão de taºnel de seus pra³prios projetos; todos estãoabertos a ajudar os outros, o que não acontece em locais mais corporativos, onde éum espa­rito de 'meu projeto versus o seu projeto'. ”

Arbabzadeh concorda: “Além da colaboração na pesquisa, fiquei surpreso ao saber como os pa³s-docs são reconhecidos aqui no MIT. Existem muitos recursos de desenvolvimento profissional e atéum consultor de carreira especificamente para pa³s-docs! Foi aºnico para mim ver como os pa³s-docs são tratados aqui. ”

Goteti e Ghosh também valorizam a proximidade com os principais professores, no MITEI e no MIT. "Ter acesso ao corpo docente émuito importante para mim, vindo da andia", diz Goteti.

“Sinto-me feliz por dar uma olhada neste mundo muito exclusivo. Esse tipo de oportunidade - ser capaz de se envolver com os principais pesquisadores, CEOs etc. do mundo - não estava dispona­vel para mim em minhas instituições anteriores ”, diz Ghosh. “O fundador da Zipcar fica em frente ao meu cuba­culo! Ha¡ um laboratório vencedor do Praªmio Nobel no andar abaixo do nosso. ”

Cada membro do trio apresentara¡ resultados de suas partes da expansão da ferramenta SESAME em várias conferaªncias e contribuiu para uma sanãrie de artigos de peria³dicos sobre a ferramenta, que eles antecipam que sera£o publicados no pra³ximo ano.

Vindos de diferentes origens, Arbabzadeh, Ghosh e Goteti estãounidos pelo desejo de dedicar suas áreas de especialização a impulsionar soluções avana§adas de energia limpa.

Ghosh gostaria de responder a s perguntas que ele teve desde a infa¢ncia, primeiro desencadeado por suas visitas a campos de petra³leo com seu pai. “O que substituira¡ a dependaªncia mundial de combusta­veis fa³sseis? Qual éa forma mais limpa de energia da qual os humanos podem depender por um longo período de tempo? Sera¡ o reator de arco de Tony Stark ou algum reator de fusão nuclear como um tokamak, ou apenas energia solar e ea³lica, ou alguma outra solução milagrosa? Estou interessado em responder a perguntas futuristas como essas ”, diz Ghosh.

Arbabzadeh estãofocada em usar sua experiência para resolver desafios ambientais em benefa­cio do nosso planeta e de seus futuros habitantes. “Durante o mestrado, aprendi sobre os impactos ambientais negativos da produção de eletricidade e me perguntei: 'Como podemos melhorar isso? Eu tenho as habilidades e conhecimentos, mas como posso fazer mais? '”, Acrescenta Arbabzadeh. “Tentar resolver esses desafios éemocionante para mim. Eu acho que o setor de energia émuito importante em termos demudanças climáticas, e a descarbonização da produção de energia éuma área em que podemos realmente causar um impacto positivo para as gerações futuras. ”

Em energia, Goteti encontrou o trabalho significativo que ansiava por todos esses anos; não havera¡ mais recomeço. “Os governos colapsam por causa da energia; as economias são movidas pela energia - acho que a energia éa espinha dorsal de tantas coisas que não percebemos ”, diz Goteti. “Isso me excita muito. Quando criana§a, nunca gostei de pola­tica, mas agora assisto a s nota­cias o tempo todo e entendo que tudo estãorelacionado. No final das contas, étudo sobre energia. ”

O suporte para a ferramenta SESAME foi fornecido pela ExxonMobil e pelo Programa Internacional de Colaboração em Tecnologia de Ga¡s e a“leo da Agência Internacional de Energia. A versão beta online do SESAME estãoprevista para meados de 2020. Inscreva-se para se tornar um usua¡rio beta em sesame.mit.edu.