Ingeniería mecánica para niños
Datos para niños Ingeniería mecánica |
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 Motor térmico
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| Áreas del saber | Mecánica de sólidos y de fluidos, ciencia de materiales, análisis estructural, teoría de sistemas, ecuación diferencial, álgebra lineal, | |
| Campo de aplicación | Producción y manufactura, Procesos industriales, Sistemas electromecánicos, Sistemas termodinámicos, Sistemas hidráulicos Ventilación, Calefacción, Refrigeración, Tuberías, Automóviles, Camiónes, Autobuses, Maquinaria de construcción, Ferrocarriles, Naves Marítimas, Máquinas industriales, Maquinaria agrícola, Aeronaves, Naves espaciales, Robótica, Diseño mecánico, Diseño estructural, Biomecánica, Lubricación, Combustibles, Soldadura, Tanques de almacenamiento, Eficiencia energética y Transporte |
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| Reconocida en | Mundialmente | |
La ingeniería mecánica es una de las ramas más antiguas e importantes de la ingeniería. Esta disciplina se encarga de estudiar y mejorar los principios de la termodinámica (cómo se mueve el calor), la mecánica (cómo se mueven las cosas) y la ciencia de materiales (cómo se comportan los materiales).
Los ingenieros mecánicos usan estos conocimientos para diseñar y analizar muchas cosas que usamos a diario. Por ejemplo, crean máquinas para diferentes propósitos, como motores que funcionan con calor o agua, sistemas de transporte (coches, aviones, barcos, naves espaciales), robots y sistemas de ventilación o refrigeración.
En general, los ingenieros mecánicos desarrollan proyectos para construir, reparar o mejorar estructuras, equipos y sistemas. Su trabajo es clave en la fabricación, instalación y funcionamiento de plantas industriales.
Contenido
¿Qué hace un ingeniero mecánico?
La ingeniería mecánica es un campo muy amplio que aplica principios de la física para diseñar y fabricar sistemas. Tradicionalmente, ha permitido crear dispositivos útiles, desde herramientas sencillas hasta máquinas complejas.
Los ingenieros mecánicos usan ideas como el calor, las fuerzas y la conservación de la energía para analizar sistemas físicos. Esto les ayuda a diseñar objetos que funcionan bien. Siempre consideran el cuidado del medio ambiente y la economía para beneficiar a la sociedad.
Para lograrlo, analizan problemas técnicos y los resuelven trabajando en equipo. Se apoyan en los descubrimientos científicos para crear máquinas y equipos que nos sirvan. Siempre buscan usar los recursos de manera inteligente y eficiente.
Materias clave en ingeniería mecánica
Para convertirse en ingeniero mecánico, se estudian muchas materias importantes. Algunas de ellas son:
- Cálculo diferencial e integral, álgebra lineal y ecuaciones diferenciales (matemáticas avanzadas).
- Estática (estudio de objetos en reposo) y dinámica (estudio de objetos en movimiento).
- Termodinámica (calor y energía) y Transferencia de calor.
- Dibujo técnico y diseño mecánico (cómo dibujar y crear planos de máquinas).
- Ciencia de materiales (propiedades de los materiales) y resistencia de materiales (cómo soportan las fuerzas).
- Mecánica de fluidos (cómo se mueven los líquidos y gases).
- Tecnología mecánica (cómo funcionan las máquinas).
- Análisis numérico (uso de números para resolver problemas).
- Teoría de control (cómo hacer que los sistemas funcionen de forma automática).
También se aprenden conceptos básicos de electrónica, electricidad, química e ingeniería civil.
Áreas de trabajo de la ingeniería mecánica
La ingeniería mecánica es muy versátil y se conecta con muchas otras ramas de la ingeniería. Por ejemplo, colabora con la ingeniería eléctrica en la generación de energía. También trabaja con la ingeniería industrial en la fabricación de productos.
Algunos de los campos más importantes donde trabajan los ingenieros mecánicos son:
- Mecánica de sólidos: Diseñan todo tipo de máquinas, vehículos (trenes, coches, aviones) y maquinaria pesada (grúas, tractores).
- Mecánica de fluidos: Trabajan en aeronáutica, sistemas de calefacción, aire acondicionado y diseño de embalses.
- Energía: Desarrollan sistemas de energía solar, hidráulica y eólica.
- Fabricación y diseño industrial: Crean y mejoran los procesos para producir objetos.
- Materiales: Investigan y aplican nuevos materiales para diferentes usos.
- Electricidad: Participan en el diseño de centrales e instalaciones eléctricas.
- Estructuras y construcciones: Ayudan en el diseño de obras civiles, marítimas e industriales.
Historia de la ingeniería mecánica
Orígenes antiguos
Las ideas de la ingeniería mecánica se encuentran en civilizaciones antiguas de todo el mundo. En la antigua Grecia, Arquímedes (hace más de 2000 años) hizo descubrimientos importantes sobre la mecánica. Heron de Alejandría creó la primera máquina de vapor.
En China, Zhang Heng mejoró los relojes de agua e inventó un sismómetro (para detectar terremotos). Ma Jun inventó un carro con engranajes especiales. Su Song, otro ingeniero chino, creó un mecanismo de escape para su torre de reloj astronómico mucho antes que en Europa.
Durante los siglos VIII al XV, en la era llamada edad de oro islámica, hubo grandes avances en la tecnología mecánica. Al Jazarí escribió un libro famoso en 1206 donde mostró muchos diseños mecánicos. Se le considera el inventor de mecanismos como los árboles de levas y los cigüeñales.
Un momento clave para la ingeniería mecánica ocurrió en Inglaterra en el siglo XVII. Sir Isaac Newton formuló las tres Leyes de Newton sobre el movimiento y desarrolló el cálculo, herramientas fundamentales para esta ingeniería.
El desarrollo moderno
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Esta rama de la ingeniería surgió para resolver problemas de la sociedad. Se necesitaban máquinas que se movieran de forma compleja o que soportaran grandes fuerzas. Al principio, las máquinas usaban fuerza humana o animal.
La invención de máquinas que funcionaban con energía de vapor, carbón, petroquímicos (como la gasolina) y electricidad trajo grandes cambios. Esto dio inicio a la Revolución Industrial a mediados del Siglo XVIII. Más tarde, surgió la producción en serie, que permitió fabricar muchos productos rápidamente.
A principios del Siglo XIX en Inglaterra, Alemania y Escocia, el desarrollo de herramientas y maquinaria impulsó la ingeniería mecánica. En los Estados Unidos, se formó la American Society of Mechanical Engineers (ASME) en 1880, una de las primeras asociaciones de ingenieros. Las primeras escuelas en Estados Unidos que ofrecieron estudios de ingeniería fueron la Academia Militar de Estados Unidos en 1817 y la Universidad de Norwich en 1819. La educación en ingeniería mecánica siempre se ha basado en una sólida formación en matemáticas y ciencia.
La ingeniería mecánica en Latinoamérica
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Argentina
En Argentina, la carrera de ingeniería mecánica se hizo oficial en la Universidad de Buenos Aires. En la década de 1950, se creó la Universidad Obrera, que hoy es la Universidad Tecnológica Nacional. Muchas personas se han graduado de esta universidad como ingenieros mecánicos. También hay universidades privadas que ofrecen esta carrera, como el Instituto Tecnológico Buenos Aires (ITBA). La carrera es compleja, pero prepara a los ingenieros para realizar tareas importantes, como la reparación de grandes estructuras.
México
Cuando los españoles llegaron a México, los aztecas ya habían construido obras de ingeniería, como diques para proteger Tenochtitlan de inundaciones. Estas construcciones fueron destruidas.
En 1551 se fundó la Real y Pontificia Universidad de México, pero los ingenieros venían de Europa. A finales del Siglo XIX, México comenzó su industrialización con la llegada del ferrocarril y la explotación de minas y petróleo. Esto impulsó la necesidad de maquinaria y, por lo tanto, de ingenieros.
En 1792, se fundó el Real Seminario de Minería, la primera escuela de ingenieros en Latinoamérica. En 1932, se creó la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME), que forma parte del Instituto Politécnico Nacional. Esta escuela es una de las más antiguas en México en el desarrollo tecnológico mecánico-eléctrico.
Chile
La primera central eléctrica en Chile fue la Central hidroeléctrica de Chivilingo, construida en Lota entre 1896 y 1897 para las minas de carbón.
Francisco González Villalobos fue el primer ingeniero mecánico titulado en Chile en 1940, de la Universidad Técnica Federico Santa María. La ingeniería mecánica en la Universidad de Santiago de Chile (USACH) comenzó en 1941, pero sus raíces se remontan a la Escuela de Artes y Oficios (EAO) de 1849.
En 1956, la Universidad de Concepción creó la carrera de ingeniería mecánica. La Universidad de Chile comenzó a impartir la carrera de ingeniería civil mecánica en 1966.
Herramientas computacionales
Hoy en día, los ingenieros mecánicos usan mucho las computadoras. Esto se debe a que los análisis que realizan son cada vez más complejos. El uso de programas de computadora, que comenzó con Pierre Bézier en 1968, ha crecido mucho.
Ahora es posible representar sistemas físicos de forma muy detallada en la computadora. Esto ayuda a obtener resultados más precisos y a reducir costos. Los ingenieros pueden probar cómo se comportarían nuevas soluciones de diseño de forma virtual, sin necesidad de construir prototipos físicos.
Para el análisis y diseño, se usan herramientas como el análisis por elementos finitos (FEA) o la dinámica de fluidos computacional (CFD). También existen programas que permiten que los diseños hechos en computadora se conviertan directamente en "instrucciones" para máquinas de fabricación, como las de CNC.
Algunos de los programas de diseño y análisis más usados son:
- ALGOR
- Solid Edge
- Unigraphics NX
- ABAQUS
- Autocad
- Autodesk Inventor
- ANSYS
- CATIA
- FLUENT
- LabVIEW
- LS-DYNA
- Maple
- MSC.Adams
- MSC.Nastran
- Matlab
- ProE
- RADIOSS
- SolidWorks
- Working model
- WorkXPlore 3D
También existen programas CAM (Fabricación Asistida por Computadora) que complementan a los programas CAD (Diseño Asistido por Computadora) para manejar la maquinaria que fabrica las piezas.
Asociaciones de ingenieros
Además de los grupos en las universidades, existen asociaciones de ingenieros. Estas organizaciones investigan nuevas tecnologías, publican artículos y comparten conocimientos. También ayudan a establecer normas y estándares en la ingeniería.
Una de las más importantes es la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME), fundada en 1880. En Estados Unidos, esta asociación establece códigos y normas para los dispositivos mecánicos.
El Consejo Nacional de Certificadores de Ingeniería (NCEE) es otra asociación en Estados Unidos que realiza exámenes para certificar a los estudiantes de ingeniería.
En Colombia, existen organizaciones como la Asociación de Ingenieros Mecánicos de la Universidad Nacional (AIMUN) y la Asociación Colombiana de Ingenieros Eléctricos y Mecánicos (ACIEM).
Véase también
En inglés: Mechanical engineering Facts for Kids
- dibujo técnico
- generación de energía eléctrica
- ingeniería aeroespacial
- ingeniería automotriz
- ingeniería civil
- ingeniería eléctrica
- ingeniería electromecánica
- ingeniería electrónica
- ingeniería energética
- ingeniería industrial
- ingeniería mecatrónica
- mecánica aplicada
- resistencia de materiales
- Stephen Timoshenko, considerado el padre de la ingeniería mecánica moderna.
