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Ingeniería , la aplicación de la ciencia a la conversión óptima de los recursos de la naturaleza a los usos de la humanidad. El campo ha sido definido por el Engineers Council for Professional Development, en los Estados Unidos, como la aplicación creativa de “principios científicos para diseñar o desarrollar estructuras, máquinas, aparatos o procesos de fabricación , o trabajos que los utilicen individualmente o en combinación; o construir u operar el mismo con pleno conocimiento de su diseño; o para pronosticar su comportamiento en condiciones operativas específicas; todo en lo que respecta a la función prevista, la economía de funcionamiento y la seguridad de la vida y la propiedad «. El término ingenieríaa veces se define de forma más vaga, especialmente en Gran Bretaña, como la fabricación o montaje de motores, máquinas herramienta y piezas de máquinas.

Las palabras motor e ingenioso se derivan de la misma raíz latina, ingenerare , que significa «crear». El primer motor de verbos en inglés significaba «contrive». Así, los motores de la guerra eran dispositivos como catapultas , puentes flotantes y torres de asalto; su diseñador era el «maquinista» o ingeniero militar. La contraparte del ingeniero militar fue el ingeniero civil , que aplicó esencialmente los mismos conocimientos y habilidades para diseñar edificios, calles, suministros de agua, sistemas de alcantarillado y otros proyectos.

Asociado con la ingeniería hay un gran cuerpo de conocimientos especiales; La preparación para la práctica profesional implica una amplia formación en la aplicación de esos conocimientos. Los estándares de la práctica de la ingeniería se mantienen a través de los esfuerzos de las sociedades profesionales, generalmente organizadas a nivel nacional o regional, y todos los miembros reconocen una responsabilidad para con el público más allá de las responsabilidades para con sus empleadores o con otros miembros de su sociedad.

La función del científico es saber, mientras que la del ingeniero es hacer. Los científicos se suman a la reserva de conocimiento sistematizado verificado del mundo físico, y los ingenieros aportan este conocimiento para resolver problemas prácticos. La ingeniería se basa principalmente en la física , la química y las matemáticas y sus extensiones en la ciencia de los materiales , la mecánica de sólidos y fluidos , la termodinámica , los procesos de transferencia y velocidad y el análisis de sistemas .

A diferencia de los científicos, los ingenieros no tienen la libertad de seleccionar los problemas que les interesan. Deben resolver los problemas a medida que surgen y sus soluciones deben satisfacer requisitos contradictorios. Por lo general, la eficiencia cuesta dinero, la seguridad aumenta la complejidad y el rendimiento mejorado aumenta el peso. La solución de ingeniería es la solución óptima, el resultado final que, teniendo en cuenta muchos factores, es el más deseable. Puede ser el más confiable dentro de un límite de peso dado, el más simple que satisfará ciertos requisitos de seguridad o el más eficiente para un costo dado. En muchos problemas de ingeniería, los costos sociales y ambientales son significativos.

Los ingenieros emplean dos tipos de recursos naturales: materiales y energía. Los materiales son útiles por sus propiedades: resistencia, facilidad de fabricación, ligereza o durabilidad; su capacidad para aislar o conducir; sus propiedades químicas, eléctricas o acústicas. Fuentes importantes dela energía incluye combustibles fósiles ( carbón , petróleo , gas natural ), viento , luz solar , caída de agua y fisión nuclear . Dado que la mayoría de los recursos son limitados, los ingenieros deben preocuparse por el desarrollo continuo de nuevos recursos, así como por la utilización eficiente de los existentes.

Historia de la ingenieria

El primer ingeniero conocido por su nombre y logro es Imhotep , constructor de la pirámide escalonada en Ṣaqqārah , Egipto , probablemente alrededor del 2550 a . C. Los sucesores de Imhotep (egipcios, persas, griegos y romanos) llevaron la ingeniería civil a alturas notables sobre la base de métodos empíricos con la ayuda de la aritmética, la geometría y un poco de ciencia física . El Pharos (faro) de Alejandría , el templo de Salomón en Jerusalén, el Coliseo en Roma, los sistemas de carreteras persas y romanas, el acueducto Pont du Gard en Francia y muchas otras estructuras grandes, algunas de las cuales perduran hasta el día de hoy, dan testimonio de su habilidad, imaginación y atrevimiento. De muchostratados escritos por ellos, uno en particular sobrevive para proporcionar una imagen de la educación y la práctica de la ingeniería en la época clásica:Vitruvio ‘s De architectura , publicado en Roma en el siglo 1 CE , una obra de 10 volúmenes que abarca la construcción de materiales, construcción métodos, hidráulica, de medición y de urbanismo.

En la construcción, los ingenieros europeos medievales llevaron la técnica, en forma de arco gótico y contrafuerte volante , a una altura desconocida para los romanos. El cuaderno de bocetos del ingeniero francés del siglo XIIIVillard de Honnecourt revela un amplio conocimiento de matemáticas, geometría, ciencias naturales y físicas y dibujo.

En Asia, la ingeniería tuvo un desarrollo separado pero muy similar, con técnicas cada vez más sofisticadas de construcción, hidráulica y metalurgia que ayudaron a crear civilizaciones avanzadas como el imperio mongol , cuyas grandes y hermosas ciudades impresionaron a Marco Polo en el siglo XIII.

La ingeniería civil surgió como una disciplina separada en el siglo XVIII, cuando se fundaron las primeras sociedades profesionales y escuelas de ingeniería. Los ingenieros civiles del siglo XIX construyeron estructuras de todo tipo, diseñaron sistemas de abastecimiento de agua y saneamiento, trazaron redes de carreteras y ferrocarriles y planificaron ciudades. Inglaterra y Escocia fueron el lugar de nacimiento de la ingeniería mecánica , como una derivación de los inventos del ingeniero escocés James Watt y los maquinistas textiles de la Revolución Industrial . El desarrollo de la industria británica de máquinas-herramienta dio un tremendo impulso al estudio de la ingeniería mecánica tanto enGran Bretaña y el extranjero.

El crecimiento del conocimiento de la electricidad, desde la celda eléctrica original de Alessandro Volta de 1800 a través de los experimentos de Michael Faraday y otros, que culminó en 1872 en la dínamo Gramme y el motor eléctrico (llamado así por el belga Zénobe-Théophile Gramme ), llevó a la desarrollo de ingenierías eléctricas y electrónicas . El aspecto de la electrónica se hizo prominente gracias al trabajo de científicos como James Clerk Maxwell de Gran Bretaña y Heinrich Hertz de Alemania a finales del siglo XIX. Los grandes avances llegaron con el desarrollo del tubo de vacío de Lee de Forest.de los Estados Unidos a principios del siglo XX y la invención del transistor a mediados del siglo XX. A finales del siglo XX, los ingenieros eléctricos y electrónicos superaban en número a todos los demás en el mundo.

La ingeniería química surgió de la proliferación de procesos industriales en el siglo XIX que involucraban reacciones químicas en metalurgia, alimentos , textiles y muchas otras áreas. En 1880, el uso de productos químicos en la fabricación había creado una industria cuya función era la producción en masa de productos químicos. El diseño y operación de las plantas de esta industria pasó a ser función del ingeniero químico.

A finales del siglo XX y principios del XXI, el campo de la ingeniería ambiental se expandió para abordar el calentamiento global y la sostenibilidad. El desarrollo y despliegue de energías renovables , como la energía solar y eólica , la creación de nuevas tecnologías para el secuestro de carbono y el control de la contaminación , y el diseño de arquitectura verde y planificación urbana respetuosa con el medio ambiente son todos desarrollos recientes.

Funciones de ingenieria

La resolución de problemas es común a todos los trabajos de ingeniería. El problema puede involucrar factores cuantitativos o cualitativos; puede ser físico o económico; puede requerir matemáticas abstractas o sentido común. De gran importancia es el proceso de síntesis o diseño creativo, juntando ideas para crear una solución nueva y óptima.

Aunque los problemas de ingeniería varían en alcance y complejidad, se aplica el mismo enfoque general. Primero viene un análisis de la situación y una decisión preliminar sobre un plan de ataque. De acuerdo con este plan, el problema se reduce a una pregunta más categórica que se puede plantear con claridad. La pregunta planteada se responde luego mediante un razonamiento deductivo a partir de principios conocidos o mediante una síntesis creativa, como en un nuevo diseño. La respuesta o el diseño siempre se verifica para verificar su precisión y adecuación. Finalmente, los resultados del problema simplificado se interpretan en términos del problema original y se informan en una forma apropiada.