¿Por qué las universidades siguen enseñando matemáticas teóricas inútiles en ingeniería de grado?

Llevo 10 años diseñando equipos electrónicos, programando procesadores digitales de señales (DSP) para clientes de China y EEUU de sectores médico, industrial y de telecomunicaciones. Créanme que ni una sola página de matemática de la Universidad me ha sobrado, e incluso sigo estudiando hasta hoy.

A nadie le gustaría terminar en coma en un hospital, conectado a máquinas hechas por gente que no tenía idea ni de cómo calcular un sistema de ecuaciones. Las bombas intravenosas administran el suero, anestesia, drogas y los antibióticos que mantienen vivo al paciente mientras está inconsciente. Calcula flujos en base a cálculo diferencial (derivadas) e integrales para calcular las dosis totales. Cualquier error en estos números y el paciente se convierte en el próximo donante de órganos.

Por un defecto evolutivo, el cerebro no sabe cuánto oxígeno tiene en la sangre, sólo detecta CO2. Si el Oxígeno cae debajo de cierto nivel crítico, el cerebro se apaga. Game Over, y el paciente se va a dormir con el pijama de madera. La única forma de anticiparse es medir la tasa de descenso con un oxímetro de pulso, porque así se puede predecir cuánto tiempo tiene la enfermera para asistirle. En Ingeniería, "tasa" significa derivadas, gradientes y ecuaciones diferenciales.

El freno ABS de un vehículo es lo último que separa al conductor del cementerio en caso de accidente. A diferencia de los frenos tradicionales, el sistema anti-bloqueo debe hacer 2 cosas contradictorias: detener el vehículo lo antes posible, pero mantener las ruedas girando para no perder el control de la dirección o, si no, el auto patina en línea recta por inercia.

Un auto que frena en seco a 100kph/60mph tiene 4–6 segundos para detenerse. En ese intervalo puede recorrer hasta 90m /270 pies (asfalto mojado), suficiente para incrustarse en un árbol o atropellar peatones si el volante no respondiera.

El programa que gobierna los frenos tiene matemática inútil para llenar varias páginas, incluyendo filtros digitales, transformadas de Laplace y control PID (proporcional, integral, diferencial), además de medir velocidades angulares, resolver sistemas de ecuaciones, álgebra lineal e integrales.

Un avión de pasajeros tiene unos 11.000 sensores sólo en las alas. Cada sensor produce datos en tiempo real, y el computador de vuelo tiene que destilar el mar de números en el panel de instrumentos, además de tomar muchas decisiones de seguridad por si sólo, porque la cantidad de datos supera la capacidad de atención de los pilotos.

Hay un sólo problema: los sensores no son 100% confiables, producen errores y ruido, se descalibran, fallan o se contradicen entre sí. ¿Cómo pueden los pilotos confiar en una máquina que les miente? Respuesta: Estadística. Los datos se procesan con filtros de Kalman basados en álgebra lineal, las mismas matrices del colegio. El sistema hace estimaciones del valor real a partir de lecturas y estimaciones pasadas, y el error estadístico de los sensores. El computador de vuelo aprende "cuánto debe creerle a cada sensor", y gracias a eso los vuelos son 86 veces más seguros que un auto.