Ingeniería para niños
La ingeniería es el uso de principios científicos para diseñar y construir máquinas, estructuras y otros elementos. Esto incluye puentes, túneles, caminos, vehículos, edificios, sistemas y procesos. Los ingenieros usan sus conocimientos para inventar, desarrollar y mejorar herramientas y técnicas. Su objetivo es satisfacer las necesidades de las personas y resolver problemas técnicos en la sociedad.
Un ingeniero se apoya en ciencias básicas como las matemáticas, la física, la química y la biología. También usa conocimientos de economía y administración. Esto les permite desarrollar tecnologías y manejar de forma eficiente los recursos naturales. La ingeniería transforma el conocimiento en algo práctico.
Esta disciplina aplica métodos científicos para inventar o mejorar tecnologías de manera rápida y efectiva. Siempre se adapta a las limitaciones de tiempo, recursos, leyes y requisitos de seguridad.
El estudio de la ingeniería como campo de conocimiento está muy relacionado con el inicio de la Revolución Industrial. Es una de las actividades clave en el desarrollo de las sociedades modernas.
Hoy en día, la ingeniería se divide en muchas áreas, según lo que se aplique.
La regulación de la profesión de ingeniería está establecida por numerosas legislaciones en el mundo para proteger la seguridad, la práctica y otros intereses para el público general y definir el procedimiento de licenciatura por el cual un ingeniero es autorizado para proveer servicios profesionales al público.
El estatus profesional y la actual práctica de la ingeniería está definida legalmente y protegida por los gobiernos. En algunas legislaciones sólo los ingenieros registrados o licenciados tienen permiso para usar el título de ingeniero o practicar ingeniería profesional. Otra distinción que distingue al ingeniero profesional es la autoridad para tomar responsabilidad legal de su trabajo como ingeniero. Por ejemplo, un ingeniero licenciado puede firmar, sellar o estampar cualquier documentación técnica como cálculos para un estudio, planos, etcétera.
Ingeniería: Creando el Futuro
La ingeniería es una disciplina muy amplia y que cambia constantemente. Esto se debe al avance de la tecnología y a las herramientas que usan los ingenieros. La forma de enseñar ingeniería no es igual en todo el mundo y su duración varía entre países. En muchos lugares, la ingeniería es una profesión regulada. Esto significa que su educación debe seguir normas nacionales.
Un Viaje por la Historia de la Ingeniería
La ingeniería existe desde hace mucho tiempo. El ser humano ideó inventos como la cuña, la palanca, la rueda y la polea.
La palabra "ingeniero" viene del Latín ingenium, que significa "cualidad innata" o "invención inteligente". Al principio, un ingeniero era quien construía máquinas para la guerra. Con el tiempo, el diseño de estructuras civiles, como puentes y edificios, se volvió una disciplina técnica. Así surgió el término "ingeniería civil" para diferenciarla de la ingeniería militar.
Los Primeros Pasos: Antigüedad
Las pirámides de Egipto, los zigurats de Mesopotamia, la Acrópolis en Grecia y los acueductos romanos son ejemplos de la habilidad de los ingenieros antiguos. Otras construcciones importantes, como los Jardines Colgantes de Babilonia y el Faro de Alejandría, fueron grandes logros de ingeniería. Se consideran entre las siete maravillas del mundo antiguo.
Las seis máquinas simples clásicas (cuña, plano inclinado, rueda, palanca, polea y tornillo) se conocían en el antiguo Cercano Oriente. La rueda se inventó en Mesopotamia (hoy Irak) hace unos 5000 años. La palanca se usó en balanzas y para mover objetos grandes en el antiguo Egipto. La polea apareció en Mesopotamia y Egipto. El tornillo fue la última máquina simple en inventarse, también en Mesopotamia.
Las pirámides egipcias se construyeron usando el plano inclinado, la cuña y la palanca.
El primer ingeniero civil conocido por su nombre fue Imhotep. Él diseñó y supervisó la construcción de la pirámide de Djoser en Saqqara, Egipto, alrededor del 2630 al 2611 a.C. Las primeras máquinas prácticas que usaban agua, como la rueda y el molino de agua, aparecieron en el Imperio Persa a principios del siglo IV a. C..
En Kush (África), se desarrolló la Sakia en el siglo IV a. C., que usaba energía animal. También crearon hafirs, que eran depósitos para almacenar agua y regar.
La antigua Grecia desarrolló máquinas para usos civiles y militares. El mecanismo de Antikythera, una computadora analógica mecánica, y las invenciones de Arquímedes son ejemplos de la ingeniería griega. Algunos de sus inventos usaban engranajes complejos, que fueron clave para la Revolución Industrial y se usan hoy en robótica y automóviles.
La Edad Media: Innovación y Avances
Las primeras máquinas de viento prácticas, como el molino de viento y la bomba eólica, aparecieron en el mundo musulmán en el siglo IX d. C.. La primera máquina de vapor práctica fue un asador giratorio impulsado por una turbina de vapor, descrito en 1551.
La desmotadora de algodón se inventó en la India en el siglo VI d. C.. La rueca se inventó en el mundo islámico a principios del siglo XI. Ambos inventos fueron muy importantes para la industria del algodón. El cigüeñal y el árbol de levas fueron inventados por Al Jazarí alrededor de 1206. Estos se volvieron fundamentales para la maquinaria moderna, como la máquina de vapor y los motores.
Las primeras máquinas programables se desarrollaron en el mundo musulmán. Los hermanos Banu Musa inventaron un flautista automático en el siglo IX. En 1206, Al Jazarí inventó autómatas (robots) programables. Describió músicos autómatas que podían tocar diferentes ritmos.
La Era Moderna: Máquinas y Descubrimientos
La ciencia de la mecánica clásica, también llamada mecánica newtoniana, fue la base de gran parte de la ingeniería moderna. A medida que la ingeniería se convirtió en una profesión en el siglo XVIII, el término se aplicó a campos donde se usaban las matemáticas y las ciencias.
La construcción de canales fue una obra importante de ingeniería durante las primeras etapas de la Revolución Industrial.
John Smeaton fue el primer ingeniero civil que se autoproclamó así. Se le considera el "padre" de la ingeniería civil. Fue un ingeniero inglés que diseñó puentes, canales, puertos y faros. También mejoró la máquina de vapor Newcomen y fue pionero en el uso de "cal hidráulica" (un tipo de mortero que se endurece bajo el agua).
La ciencia aplicada llevó al desarrollo de la máquina de vapor. Esto comenzó con la invención del barómetro por Evangelista Torricelli en 1643. Luego, Otto von Guericke demostró la fuerza de la presión atmosférica en 1656. Denis Papin construyó un modelo experimental de máquinas de vapor. Thomas Newcomen construyó la primera máquina de vapor comercial en 1712.
El uso de cilindros de soplado de hierro fundido, impulsados por vapor, aumentó mucho la producción de hierro a finales del siglo XVIII. Esto hizo que los ferrocarriles y los puentes de hierro fueran más prácticos.
Uno de los ingenieros más famosos de mediados del siglo XIX fue Isambard Kingdom Brunel, quien construyó ferrocarriles, astilleros y barcos de vapor.
La Revolución Industrial creó una gran demanda de maquinaria con piezas de metal. Esto llevó al desarrollo de varias máquinas herramienta. John Wilkinson inventó la primera máquina perforadora. Otras máquinas herramienta incluyeron el torno y la fresadora. Estas máquinas y técnicas de precisión permitieron la producción industrial a gran escala a finales del siglo XIX.
En 1850, el censo de Estados Unidos mencionó por primera vez la ocupación de "ingeniero". A finales del siglo XIX, ya había miles de ingenieros en diferentes campos.
Los fundamentos de la ingeniería eléctrica en el siglo XIX incluyeron los experimentos de Alessandro Volta, Michael Faraday y Georg Ohm. También la invención del telégrafo eléctrico en 1816 y el motor eléctrico en 1872. El trabajo teórico de James Clerk Maxwell y Heinrich Hertz dio origen al campo de la electrónica.
La ingeniería química se desarrolló a finales del siglo XIX. La fabricación a gran escala necesitaba nuevos materiales y procesos. Para 1880, se creó una nueva industria dedicada a la producción de productos químicos. El ingeniero químico se encargaba de diseñar estas plantas y procesos.
La ingeniería aeronáutica se ocupa del diseño de aeronaves. La ingeniería aeroespacial es un término más moderno que incluye también el diseño de naves espaciales. Sus orígenes se remontan a los pioneros de la aviación a principios del siglo XX.
¿Cómo se Organiza la Ingeniería?
La ciencia investiga para obtener conocimientos. La ingeniería, por su parte, aplica esos conocimientos. A la ingeniería le interesa el conocimiento científico en la medida en que pueda usarlo. Su producto son las obras y los aparatos físicos que crea.
Antiguamente, la ingeniería tenía dos ramas principales: la ingeniería para la defensa y la ingeniería civil. De la ingeniería civil surgieron las ramas mecánica y eléctrica, y de estas, las demás.
Ramas Principales de la Ingeniería
- Ingeniería militar: Apoya las actividades de los ejércitos construyendo puentes, pasarelas y mejorando estructuras de defensa. También colabora en proyectos de infraestructura en tiempos de paz.
- Ingeniería civil: Se encarga del diseño, planificación y construcción de edificios, instalaciones, equipos y procesos. Incluye áreas como estructuras, construcción, geotecnia (estudio del suelo), hidráulica (agua), sanidad, transporte y medio ambiente.
- Ingeniería de sistemas computacionales: Se enfoca en el diseño y desarrollo de sistemas informáticos y de software.
- Ingeniería ambiental: Busca soluciones para proteger el medio ambiente y gestionar los recursos naturales.
- Ingeniería industrial: Se dedica a optimizar procesos de producción y mejorar la eficiencia en las empresas.
- Ingeniería eléctrica: Se ocupa de la generación, transmisión y uso de la electricidad.
- Ingeniería mecánica: Diseña, analiza y fabrica sistemas mecánicos, como motores y máquinas.
- Ingeniería química: Aplica principios de química para diseñar procesos que transforman materiales.
- Ingeniería aeronáutica: Diseña y construye aviones y otras aeronaves.
- Ingeniería biomédica: Combina la ingeniería con la medicina para crear equipos y soluciones para la salud.
- Ingeniería de alimentos: Se enfoca en la producción, procesamiento y conservación de alimentos.
- Ingeniería de telecomunicaciones: Diseña sistemas para la comunicación a distancia, como redes de internet y telefonía.
- Ingeniería mecatrónica: Combina mecánica, electrónica, informática y control para crear sistemas inteligentes.
La Ingeniería y la Humanidad
A principios del siglo XXI, la ingeniería ha logrado explorar los planetas del sistema solar con gran detalle. Ha creado equipos capaces de comunicarse en fracciones de segundo y ha desarrollado internet. Gracias a la ingeniería, se han creado máquinas automáticas que producen grandes cantidades de productos como alimentos y automóviles.
Elisa Leonida Zamfirescu (1887-1973) fue la primera mujer ingeniera del mundo. Se graduó en 1912.
La ingeniería ha sido un pilar fundamental en el avance de las sociedades. Ha contribuido a la construcción de ferrocarriles, túneles, puentes, carreteras, diques y faros. También ha permitido la producción de electricidad, la organización de ciudades y el desarrollo de sistemas de comunicación.
Las distintas ingenierías son algunas de las carreras más demandadas y mejor pagadas. Forman parte del grupo de estudios CITM o CITEM (Ciencia, Ingeniería, Tecnología y Matemáticas).
A pesar de los grandes avances, la ingeniería sigue trabajando en desafíos importantes para la humanidad. Uno de ellos es el impacto que algunos procesos y productos pueden tener en el medio ambiente. La ingeniería tiene la tarea de contribuir a resolver estos problemas, buscando soluciones más sostenibles y respetuosas con el planeta.
Primeras Escuelas de Ingeniería
Al principio, la ingeniería estaba muy ligada a actividades militares, gubernamentales y religiosas. Se construían caminos, puentes, murallas y monumentos. En tiempos de paz, la ingeniería se puso al servicio del bienestar humano. Por eso, cuando en el siglo XIX algunas universidades empezaron a ofrecer esta carrera, la llamaron ingeniería civil para distinguirla de la que hacían los militares.
Algunas de las primeras escuelas universitarias de ingeniería en Europa y América fueron:
- École nationale des ponts et chaussées de París, Francia, 1747.
- Academia de Minas de Freiberg, Alemania, 1765.
- Academia de Artillería [Segovia] España, 1764.
- Academia de Minería y Geografía Subterránea de Almadén de Almadén, España, fundada en 1777.
- École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (Arts et Métiers ParisTech), Francia, fundada en 1780.
- Academia Real de Fortificação, Artilharia e Desenho, en Lisboa, Portugal, 1790.
- El Real Seminario de Minería, en México, comenzó a operar en 1792. Fue la primera institución de su tipo en América.
- Real Academia de Artilharia, Fortificação e Desenho, en Río de Janeiro, Brasil, 1792.
- Escuela Técnica Superior de Praga, 1806.
- Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, 1842.
- Escuela de Artes y Oficios, Universidad de Santiago de Chile, 1848.
- Universidad de Ciencias Aplicadas Ámsterdam, 1877.
- Escuela Técnica Superior de Viena, 1815.
- Escuela Técnica Superior de Karlsruhe, 1825.
- Facultad de Minas de la Universidad Nacional de Colombia, fundada en 1886.
- En Estados Unidos la primera escuela de ingenieros se creó en Nueva York en 1849.
- En España la primera Ingeniería Eléctrica, Mecánica y química se creó en la Salle en Barcelona en 1903.
- En Sudamérica se destaca la pionera Escuela Nacional de Minas fundada en 1906, hoy Facultad Nacional de Ingeniería de la Universidad Técnica de Oruro.
Ingeniería y Arte
La ingeniería y el arte tienen conexiones directas en campos como la arquitectura, el diseño de paisajes y el diseño industrial. Incluso, a veces estas disciplinas se incluyen en facultades de ingeniería.
El Instituto de Arte de Chicago, por ejemplo, organizó una exposición sobre el diseño aeroespacial de la NASA. Algunos consideran que los puentes diseñados por Robert Maillart son obras artísticas. En la Universidad del Sur de Florida, un profesor de ingeniería desarrolló un curso que conecta el arte y la ingeniería.
Entre las figuras históricas, Leonardo da Vinci es un gran ejemplo del vínculo entre el arte y la ingeniería. Fue un artista del Renacimiento y un ingeniero muy conocido.
Muchos puentes han sido declarados Patrimonio Mundial por la UNESCO, como el acueducto Pontcysyllte o los puentes del centro de París.
Galería de imágenes
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El diseño de una turbina requiere de colaboración de ingenieros de diversas ramas. Los ingenieros de cada especialización deben tener conocimientos básicos de otras áreas afines, para así resolver problemas complejos y de disciplinas interrelacionadas.
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Los antiguos romanos construyeron acueductos para llevar un suministro constante de agua limpia y fresca a las ciudades y pueblos del imperio.
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Un elevador de mina accionado hidraulicamente utilizado para extraer mineral, ca. 1556
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Avión jumbo.
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Plataforma de perforación petrolera costa afuera, Golfo de México.
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Leonardo da Vinci ha sido descrito como el epítome del artista/ingeniero.
Véase también
En inglés: Engineering Facts for Kids
