Cómo la ingeniería resuelve problemas y crea soluciones
Vives en un mundo de creaciones. Todo lo que ves a tu alrededor fue creado por personas. La tecnología que se utiliza para grabarme y verme también fue creada, y no solo por genios solitarios, sino por equipos completos, a veces incluso generaciones enteras de diseñadores ingeniosos. Esos diseñadores eran ingenieros, y los ingenieros son, en última instancia, creadores. La palabra ingeniería proviene del latín ingenium, que significa ingenio, y ingenare, que significa diseñar o idear. Tiene sentido, porque debes ser ingenioso si quieres resolver los problemas que los ingenieros enfrentan todos los días.
Aunque es posible que pienses que la ingeniería es una especie de ciencia, eso no está del todo mal, pero es más útil pensar en la ciencia como una herramienta, una herramienta que los ingenieros utilizan junto con las matemáticas para realizar sus tareas únicas. En este curso, te mostraremos lo que puedes lograr a través de la ingeniería.
Las matemáticas son el núcleo de la ingeniería, pero lo que es más importante son las ideas y las aplicaciones, ya que nos ayudan a comprender cómo usamos las matemáticas para resolver problemas. Por lo tanto, te enseñaremos matemáticas, pero también los conceptos que esas ecuaciones explican a su manera. Veremos lo que ya hemos logrado, exploraremos lo que todavía estamos descubriendo y soñaremos con lo que esperamos hacer posible. Y te mostraremos las ideas que puedes usar para crear grandes cosas. Queremos que te sientas inspirado y tan interesado en la ingeniería como nosotros. De eso se trata este curso.
Imagina que estás caminando por la ciudad, quizás camino a clase, al gimnasio o a una reunión de trabajo. Y allí, en el pavimento, te encuentras con una masa de algo. Es bastante grande, azul y gelatinosa. Bastante extraño, ¿verdad? ¿Qué haces? Bueno, eres una persona curiosa y sabes algo sobre la investigación científica, así que quieres usar la ciencia para estudiar esa masa.
Tal vez tu formación sea en química, por lo que podrías analizar la estructura molecular de la masa o los componentes químicos que contiene para tratar de averiguar de qué está hecha. O tal vez la masa se mueve o hace ruidos, y crees que podría estar viva. En ese caso, podrías intentar ver cómo reacciona al agua o al tocarla con tu bolígrafo. Incluso podrías decidir tomar una muestra de ella para estudiar su biología.
También podrías verla desde la perspectiva de la física y observar cómo se mueve. Tal vez esta sustancia tenga propiedades especiales. Cualquiera de estas respuestas sería un enfoque científico. Tienes curiosidad sobre la masa y quieres entenderla. Eso es ciencia. Los científicos hacen preguntas sobre la naturaleza del universo, desde nuestro conocimiento en expansión del espacio hasta las partículas más pequeñas que se encuentran en la punta de tu lápiz.
Los ingenieros, por otro lado, toman las respuestas a esas preguntas y resuelven problemas. Porque en el proceso de diseñar cosas ingeniosas, lo que realmente hacen los ingenieros es resolver problemas. Y la buena noticia es que ya sabes cómo pensar como un ingeniero. Ya has experimentado un poco de ingeniería si alguna vez te has preguntado qué puedes hacer con algo.
Has usado tu mente de ingeniero si saliste al exterior en una mañana nevada y construiste un muñeco de nieve después de comprender las propiedades del embalaje de la nieve. No estoy diciendo que debas incluir eso en tu currículum, pero mereces un aplauso.
Desde la perspectiva de la ingeniería, tu respuesta a la extraña masa en la acera sería un poco diferente, pero podría depender de qué tipo de ingeniera que es seas. Hoy en día, la ingeniería es mucho más amplia y variada de lo que solía ser. Esto se debe a que originalmente, el término ingeniería se refería específicamente a la ingeniería militar.
La ingeniería militar implica diseñar y construir obras militares, así como formas de comunicarse y transportar personas y cosas. Piensa en catapultas, trébuchets y torres de asedio. Estos tipos de máquinas de guerra y estructuras militares se encontraron por primera vez en los siglos XI a.C. por los babilonios y asirios. Si querías atacar un castillo, necesitabas un buen ingeniero.
Desde la perspectiva de esta disciplina, el principal problema que un ingeniero podría querer resolver sería simplemente cómo destruir la masa o protegerte de ella. Luego, surgió la ingeniería civil, una rama que se inició oficialmente alrededor del siglo XVIII. Como su nombre lo indica, la ingeniería civil se utilizaba para fines civiles en lugar de militares. Se enfoca en la construcción de estructuras de todo tipo, así como en sistemas de saneamiento y hasta ciudades enteras.
En esta rama de la ingeniería, podríamos estudiar la masa para averiguar qué propiedades tiene que se puedan utilizar para resolver los problemas de la vida civil diaria. Quizás el material de la masa sea mejor aislante que el que se encuentra actualmente en tu casa o tal vez resulte ser realmente elástica o resistente al agua, o tenga alguna otra propiedad que la haga útil en la construcción, la infraestructura o la planificación urbana.
El siglo XIX dio lugar a un mayor enfoque en la industria de la maquinaria, lo que llevó a la creación de la rama de la ingeniería mecánica. Debo decir, como ingeniera mecánica, que es una disciplina excelente. Esta rama se centra en la maquinaria y los sistemas mecánicos, desde robots hasta motores.
Thomas Savery y Thomas Newcomen, dos inventores ingleses a los que se les atribuye la creación de la máquina de vapor a principios del siglo XVIII, eran ingenieros mecánicos. Lo mismo sucedió con James Watt, el científico escocés que mejoró considerablemente su diseño capturando el vapor en la máquina. La Revolución Industrial fue liderada por ingenieros mecánicos como ellos.
Luego, la ingeniería eléctrica fue una progresión natural una vez que pudimos generar electricidad y crear electrónica, desde el siglo XIX. La ingeniería eléctrica se ocupa de dispositivos y sistemas que abarcan desde microchips y teléfonos móviles hasta generadores de grandes centrales eléctricas que suministran energía a las grandes ciudades. La ingeniería eléctrica y mecánica a menudo se unen para crear inventos impresionantes.
Si quieres un robot que pueda moverse como nosotros, necesitarás un ingeniero mecánico para configurar el esqueleto de la máquina. Y si quieres que tenga vida, necesitarás un ingeniero eléctrico para proporcionarle electricidad con electrónica. Y si quieres que actúe como nosotros también, necesitarás a alguien con conocimientos en ciencias de la computación.
Pero la ingeniería no se detiene allí. Otra rama se fundó a fines del siglo XIX: la ingeniería química. Estos ingenieros tienen un enfoque bastante amplio, no solo diseñando y operando plantas químicas que realizan tareas como refinar petróleo y destilar alcohol, sino que también trabajan en alimentos, medicina y medio ambiente, entre otros.
Están involucrados no solo con los conservantes y los sabores artificiales que se encuentran en los alimentos, sino también con los medicamentos que tomaste al día siguiente para aliviar tu malestar estomacal.
Junto con la ingeniería civil, mecánica y eléctrica, a menudo se considera que la ingeniería química son las cuatro ramas principales de la ingeniería en el mundo moderno. Pero hay muchos campos más que se especializan aún más. Tenemos ingenieros aeroespaciales que construyen máquinas que vuelan en el aire y el espacio, ingenieros nucleares que aprovechan la energía liberada por reacciones nucleares e ingenieros biomédicos que crean equipos y dispositivos médicos para resolver problemas clínicos. La lista continúa.
Y una rama que los respalda a todos es la ingeniería industrial. Los ingenieros de este campo diseñan y optimizan las instalaciones, el equipo y los sistemas que muchos otros ingenieros utilizan para crear sus productos. Piensa en ellos como la clase de apoyo del mundo de la ingeniería. Proporcionan los fundamentos cruciales para muchos de nuestros avances en ingeniería. Necesitaremos ingenieros industriales para ayudarnos en nuestra fábrica cuando comencemos a fabricar nuestros nuevos productos geniales basados en lo que sea que esté hecho de esta masa.
Con el poder de la ingeniería al alcance de nuestras manos, hemos logrado cosas realmente sorprendentes. Hemos construido naves espaciales que han llevado personas a la Luna y enviado rovers a Marte, que son obras de ingeniería fantásticas en sí mismas.
Hemos creado corazones artificiales para bombear sangre a través del cuerpo humano y extremidades artificiales para reemplazar las que perdemos. Hemos diseñado rascacielos que desafían a las nubes y muestran al mundo hasta dónde podemos llegar. Y esto es solo el comienzo.
En el futuro, es muy posible que veamos avances como un páncreas artificial que podría curar eficazmente la diabetes tipo 1, una nueva nanotecnología que mostrará el poder de lo pequeño y cohetes que finalmente enviarán personas a Marte para pasar el rato con esos rovers. Todo esto y mucho más podría provenir de la ingeniería. Tal vez algún día tú seas quien cree algo verdaderamente asombroso.
En cuanto a la masa que encontraste en el pavimento, no sé qué es esa cosa. Tal vez resulte ser un gran trozo de chicle usado o tal vez sea una nueva forma de vida. No importa lo que sea, no será el primer ni el último objeto misterioso con el que te encontrarás como estudiante de ingeniería.
El mundo está lleno de cosas extrañas con un gran potencial para resolver problemas cuando usas tu mente de ingeniero. Todo se vuelve al mismo tiempo desconcertante y emocionante. A lo largo de las próximas semanas, te mostraremos cómo construir cosas, cómo diseñar cosas y cómo resolver problemas. Queremos que puedas hacer las cosas mejor y descubrir qué viene después para el mundo. Porque todos vivimos en un mundo de creación y queremos que seas un creador.
