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Tema I: Concepto y evolución de la Ingeniería Objetivo del Tema El alumno conocerá la evolución de la ingeniería y las partes en que incurre, así como las características deseables de un ingeniero. 1 . 1 D E F I N I C I Ó N Y E V O L U C I Ó N D E L A I N G E N I E R Í A La ingeniería es el arte profesional de la aplicación de la ciencia para la conversión óptima de los recursos naturales en beneficio del hombre. El profesional en este ámbito recibe el nombre de Ingeniero. Etimológicamente, la palabra ingeniero procede de: ingenio (máquina, artificio) que, a su vez, proviene del latín ingenium: facultad de razonar con prontitud y facilidad. A C T I V I D AD D E L I N G E N I E R O La actividad del ingeniero supone la concreción de una idea en realidad. Es decir, que a través de técnicas, diseños y modelos, y con el conocimiento proveniente de las ciencias, la ingeniería puede resolver problemas y satisfacer necesidades humanas. T O D A S O C I E D A D H U M A N A H A T E N I D O E V O L U C I Ó N E N E L A R E A D E I N G E N I E R Í A CIENCIA= Relatos explicativos oficiales TÉCNICA= Saber hacer relacionado con utensilios C O N S E C U E N C I A S D E L A E V O L U C I Ó N D E L A C I U D A D Más utensilios Especialización Derecho Lenguaje más complejo Ciencia M O D O D E V I D A R O M AN O Ciudadanos y esclavos Derecho Romano Academias de Ciencias Escuelas de Artesanos Tecnología militar 1 ª . FAS E D E L A R E V O L U C I Ó N I N D U S T R I A L segunda mitad del siglo XVIII en Gran Bretaña Máquina de vapor Industria textil Industria carbón 2 ª . FAS E D E L A R E V O L U C I Ó N I N D U S T R I A L Comenzó hacia 1870 en zonas como Francia, Bélgica, Alemania, E.U. y Japón. En esta fase se produjo una transformación en las bases económicas. Comenzaron a utilizarse nuevas fuentes de energía como el petróleo, la electricidad y el gas natural. Además, se empezaron a usar nuevos metales como el níquel, el aluminio, el cobre y el acero (hierro + carbono). El acero no se había utilizado mucho hasta ahora porque su obtención era muy costosa. Pero a partir de ese momento, nuevos hornos como el convertidor de Bessemer harían mucho más barato este proceso. S U R G I M I E N TO D E L A I N G E N I E R Í A M O D E R N A Escuela Técnica Superior de Ingeniería Brunschweig en Alemania, 1745 L’École Polytechnique 1795 (París) Alemania, Rusia, países nórdicos E.U.: The Rensselaer Polytechnic Institute 1824… Sociedad Estadounidense de Ing. Mecánicos 1880… S.E. de Ing. Eléctricos 1884…. Instituto E. de Ing. Químicos 1904…1948 I.E. de Ing. Industriales… Red brick Universities 1850s: UMIST – Manchester, Liverpool. S I G L O X I X E X P L O S I Ó N D E L S AB E R ◦ La electricidad ◦ El acero ◦ El motor de combustión ◦ El petróleo y la química de plásticos ◦ Telégrafo, teléfono Motores, generadores, luz y circuitos eléctricos. Productos químicos: tinturas, plásticos, fotografía. Motor de explosión. Acero. Turbinas. Telégrafo, Teléfono. Siglo XX. Primera Mitad: concreto, automóvil, avión, plásticos, petróleo,TV S I G L O X X . S E G U N D A M I TA D Electrónica (control y automatización, cómputo e informática, comunicaciones, componentes). Biotecnología. Materiales. Tecno-ciencia Equipos complejos: Caterpillar797, Tansbordador Espacial, Grandes construcciones como el Viaducto de Millau en Aveyron (Francia), Represa de las Tres Gargantas (China)-Central más grande del mundo. - Grandes ciudades - Fábricas y plantas de producción complejas - Sistemas de transporte, energía, agua, comunicaciones - Internet. Red de Información -Grandes Redes de Computación D I F E R E N C I A E N T R E C I E N C I A E I N G E N I E R Í A La ciencia es el conocimiento, la ingeniería es la aplicación practica de ese conocimiento para satisfacer las necesidades. Y la tecnología es el instrumento, equipo o máquina como resultado de la ingeniería. C I E N C I A V S . I N G E N I E R Í A La ciencia es un conjunto de conocimientos; es específicamente el conocimiento humano acumulado de la naturaleza. La ingeniería es una actividad profesional que usa el método científico para transformar, de una manera económica y óptima, los recursos naturales en formas útiles para uso de la humanidad. Los CIENTIFICOS encaminan sus trabajos primordialmente a mejorar y ampliar el conocimiento. Su PRODUCTO FINAL es generar y producir el conocimiento como un FIN en sí mismo. Los INGENIEROS, en contraste, producen mediante el proceso creativo llamado Diseño. Su PRODUCTO FINAL es usualmente un dispositivo físico, una estructura o un proceso. Los intereses primordiales de un Científico son la validez de sus teorías, la reproductibilidad de sus experimentos y lo adecuado de sus métodos para observar los fenómenos naturales. Los intereses primarios del Ingeniero son la factibilidad económica, la seguridad para la vida humana, la aceptación del público y la manufacturabilidad de sus obras. Difieren en los procesos básicos característicos de cada una, los objetivos de interés que tienen día a día y el producto final primario. Lo anterior no quiere decir que los científicos nunca proyecten instrumentos o resuelvan problemas, o que los ingenieros no realicen investigación en la búsqueda de las soluciones a sus problemas. La clave de la DIFERENCIA entre la CIENCIA y la INGENIERÍA es saber qué es un OBJETIVO primordial y qué es un MEDIO para llegar a un FIN. F U N C I O N E S D E L A I N G E N I E R Í A La investigación: Implica la búsqueda de nuevos principios y procesos empleando conceptos matemáticos y científicos, técnicas experimentales y razonamientos inductivos y deductivos. El desarrollo: Consiste en llevar a una forma claramente accesible los resultados de descubrimientos e investigaciones, de manera que puedan conducir a productos, métodos o procesos útiles. El diseño: El diseño es el proceso fundamental de la ingeniería. Al diseñar un proceso o un producto, el ing. selecciona métodos, materiales específicos y determina formas de satisfacer requerimientos técnicos y de conocer algunos rendimientos específicos. La producción: Es el proceso industrial mediante el cual las materias primas se transforman en productos o artículos. Las responsabilidad del ing. de pd’n incluyen la planeación del proceso y el diseño de planta así como la selección del equipo más adecuado. La construcción: Es el proceso de convertir en realidad la solución óptima obtenida, como edificios, carreteras e instalaciones de generación de energía y de comunicaciones. La operación en ingeniería: Se refiere a la realización del trabajo práctico. Comprenden la obtención de suministros, el mantenimiento y la dirección de personal. Los ingenieros se ocupan principalmente de la operación en las compañías de comunicaciones, servicios, generación de energía, manufactura, etc. Las ventas tecnológicas: Las industrias tecnológicas a menudo requieren los servicios de ingenieros capacitados que puedan recomendar qué máquinas o equipos, herramientas, partes o servicios pueden satisfacer mejor las necesidades del cliente. La administración: En muchas industrias los puestos administrativos están ocupados por ingenieros. Estos son responsables de dar solución a problemas de carácter político, de organización, relaciones públicas y ventas. También tienen la responsabilidad de la selección y supervisión del personal, así como de coordinar las áreas de investigación, desarrollo, producción, y todos los demás departamentos. C A R AC T E R Í S T I C AS D E S E AB L E S D E U N I N G E N I E R O : Las habilidades que un ingeniero pueda tener son la pauta para las solucionesque pueda brindar. La base de su eficiencia está en las habilidades que debe poseer o necesita reforzar. Habilidades que necesita poseer o reforzar Liderazgo y correcta evaluación de la información Capacidad analítica Creatividad Capacidad de comunicar Capacidad de trabajar en grupo Ramas de la ingeniería Ingeniería Química Ingeniería Civil Ingeniería Eléctrica Ingeniería Industrial Ingeniería Mecánica Ingeniería en Minas Ingeniería en Electrónica Ingeniería Mecatrónica Ingeniería en Computación Ingeniería aeroespacial… M E T O D O L O G Í A G E N E R AL PAR A R E S O LV E R P R O B L E M AS E N I N G E N I E R Í A 1. Definición del problema Descripción escrita del problema analítico a resolver. 2. Diagrama Es un croquis, dibujo o esquema del sistema que se esta analizando. 3. Supuestos Afirmaciones particulares acerca de las características físicas del problema que simplifican o refinan el análisis. 4. Ecuaciones determinantes Todos los sistemas físicos pueden ser descritos mediante relaciones matemáticas. Las ecuaciones determinantes son aquellas relaciones matemáticas que se refieren específicamente al sistema físico que se esta analizando. 5. Cálculos En este paso se genera la solución. 6. Verificación de la solución Este paso es crucial. Inmediatamente después de obtener el resultado, se le examina con cuidado. Utilizando los conocimientos establecidos o soluciones analíticas similares y el sentido común, se busca determinar si el resultado es razonable. 7. Se verifica dos veces cada paso del análisis. Se deshecha todo error detectado 8. Discusión Después de que la solución se ha verificado completamente y corregido, se comenta el resultado. El comentario puede incluir: evaluación de los supuestos, resumen de las principales conclusiones propuesta sobre la forma en la que se pudiera verificar el resultado experimentalmente en un laboratorio, o en un estudio paramétrico que demuestre la sensibilidad del resultado a una gama de parámetros de entrada.
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