CapÃtulo 1 : Ingeniería
La ingeniería es la aplicación de las ciencias naturales, las matemáticas y el proceso de diseño de ingeniería para la resolución de problemas técnicos, la mejora de los sistemas y la mejora de la eficiencia y la producción. Hay muchos subcampos que caen bajo el paraguas de la ingeniería moderna. Algunos de estos subcampos incluyen el diseño y la mejora de infraestructura, maquinaria, vehículos, electrónica, materiales y sistemas de energía.
La ingeniería es un campo amplio que comprende una amplia variedad de subcampos más especializados de la ingeniería. Cada uno de estos subcampos pone un mayor énfasis en áreas particulares de las matemáticas aplicadas, la ciencia aplicada y los diferentes tipos de aplicaciones. Este es un glosario de términos de ingeniería.
Ingenium, que se traduce literalmente como "inteligencia", es de donde se origina el término "ingeniería".
Una definición de "ingeniería" ha sido proporcionada por el Consejo Americano de Ingenieros para el Desarrollo Profesional (ECPD), que fue la organización que precedió a ABET.
La aplicación creativa de principios científicos para diseñar o desarrollar estructuras, máquinas, aparatos o procesos de fabricación, u obras que los utilicen solos o en combinación; o para construir u operar el mismo con pleno conocimiento de su diseño; o para pronosticar su comportamiento en condiciones de operación específicas; todo ello en lo que respecta a la función prevista, a la economía de la operación y a la seguridad de la vida y la propiedad.
Desde la antigüedad, la gente ha desarrollado muchos inventos, como la cuña, la palanca, la rueda y la polea, entre otras cosas. Este es el comienzo de la ingeniería.
Un motor, que literalmente significa "uno que construye u opera una máquina de asedio", era la frase que se usaba para referirse a "un constructor de máquinas militares" en el siglo XIV. El término ingeniería se deriva de la palabra ingeniero, que se remonta a esa década. En el contexto de esta discusión, que ya no es relevante, el término "motor" se refería a una máquina militar, que es un dispositivo mecánico que se utiliza en la guerra (por ejemplo, una catapulta). Algunos ejemplos notables de uso anticuado que han persistido hasta el día de hoy incluyen cuerpos de ingeniería militar, como los Estados Unidos y el Reino Unido. Era el Cuerpo de Ingenieros del Ejército.
La palabra "motor" en sí misma tiene un origen mucho más antiguo, que en última instancia se deriva de la palabra latina ingenium, que significaba "cualidad innata, especialmente el poder mental, de ahí una invención inteligente". Esta frase se usó por primera vez alrededor del año 1250.
En años posteriores, a medida que el diseño de estructuras civiles, como puentes y edificios, se convirtió en una disciplina técnica madura, el término "ingeniería civil" entró en el léxico como un medio para distinguir entre aquellos que se especializan en la construcción de tales proyectos no militares y aquellos que están involucrados en la disciplina de la ingeniería militar.
Hay numerosos ejemplos que demuestran la inventiva y la experiencia de los antiguos ingenieros civiles y militares. Algunos ejemplos incluyen las pirámides en el antiguo Egipto, los zigurats de Mesopotamia, la Acrópolis y el Partenón en Grecia, los acueductos romanos, la Vía Appia y el Coliseo de Teotihuacán y el Templo Brihadeeswarar de Thanjavur. Otros edificios, como el Faro de Alejandría y los Jardines Colgantes de Babilonia, que ya no están en pie, no solo se consideraban entre las Siete Maravillas del Mundo Antiguo, sino que también se consideraban importantes triunfos de ingeniería a lo largo de sus respectivas épocas.
Desde la antigüedad, la gente del Cercano Oriente estaba familiarizada con las seis máquinas simples fundamentales. Desde la prehistoria, la gente ha sido consciente de la cuña y el plano inclinado, a veces conocido como rampa. Durante el quinto milenio antes de la era común, Mesopotamia, que ahora se incluye en Irak, fue el lugar de nacimiento de la rueda, así como del sistema de ruedas y ejes. Hace unos 5.000 años, el mecanismo de palanca se descubrió originalmente en el Cercano Oriente. Inicialmente se utilizó en la construcción de una balanza sencilla, así como en la tecnología del antiguo Egipto, donde se utilizaba para mover cosas grandes. Además, la palanca se utilizó en el mecanismo de elevación de agua shadoof, que fue la primera máquina de grúa que se creó en Mesopotamia alrededor del año 3000 a.C., y luego en la tecnología del antiguo Egipto en la misma época. El año 2000 a.C. Mesopotamia, a principios del segundo milenio a.C., y el antiguo Egipto, durante la XII Dinastía (1991-1802 a.C.), son los lugares donde se pueden encontrar las primeras evidencias de poleas. Mesopotamia fue la cuna del tornillo, que fue la última de las máquinas primitivas que se construyeron. Su primera aparición fue durante el período neoasirio (911-609) a. C. El plano inclinado, la cuña y la palanca fueron las tres máquinas simples que se utilizaron en la construcción de las pirámides egipcias. Además, la palanca se utilizó en la construcción de monumentos como la Gran Pirámide de Giza.
Imhotep es citado a veces como el primer ingeniero civil en ser identificado por su nombre. Alrededor del año 2630-2611 a.C., fue presumiblemente uno de los funcionarios del faraón, Djosèr, y fue responsable del diseño y supervisión de la construcción de la Pirámide de Djosèr, también conocida como la Pirámide Escalonada, que se encontraba en Saqqara, Egipto. La rueda hidráulica y el molino de agua, dos de las máquinas más antiguas que eran impulsadas por agua y eran prácticas, se vieron por primera vez en el Imperio Persa, que se encontraba en lo que hoy es Irak e Irán, a principios del siglo IV a.C.
Durante el siglo IV a.C., Kush fue quien construyó el Sakia, que funcionaba con energía animal en lugar de energía humana. En Kush se construyó una especie de embalse conocido como hafir con el propósito de almacenar y contener agua, así como para mejorar los servicios de riego. Con el propósito de construir calzadas durante las campañas militares, se contrataron zapadores. Durante la Edad del Bronce, durante el período de tiempo entre 3700 y 3250 a.C., los antepasados kushitas construyeron speos. Además, se construyeron florerías y altos hornos en Kush durante el siglo VII que precedió a la era común.
Las máquinas que se inventaron en la antigua Grecia se utilizaron tanto en el ámbito civil como en el militar. Un ejemplo de ingeniería mecánica griega es la máquina de Anticitera, que es una de las primeras computadoras mecánicas analógicas conocidas. Los inventos mecánicos de Arquímedes son otros ejemplos de la ingeniería mecánica griega. Algunos de los inventos de Arquímedes, así como el mecanismo de Anticitera, requerían una comprensión sofisticada del engranaje diferencial o engranaje epicicloidal. Estos son dos principios fundamentales en la teoría de máquinas que fueron fundamentales en el diseño de trenes de engranajes durante la Revolución Industrial. Estos principios también se utilizan ampliamente en campos como la robótica y la ingeniería automotriz.
La artillería, que fue inventada por los griegos alrededor del siglo IV a.C., el trirreme, la balista y la catapulta fueron ejemplos de máquinas e innovaciones militares que fueron utilizadas por las antiguas fuerzas chinas, griegas, romanas y hunas. El trabuquete fue un dispositivo que se diseñó durante la Edad Media.
El molino de viento y la bomba eólica, dos de los equipos impulsados por el viento más antiguos que funcionaban, se vieron por primera vez en el mundo musulmán durante la Edad de Oro islámica, en lo que hoy es Irán, Afganistán y Pakistán, en el siglo IX después de la era común. En 1551, Taqi al-Din Muhammad ibn Ma'ruf del Egipto otomano describió un gato de vapor que era propulsado por una turbina de vapor. Esta máquina impulsada por vapor en ese momento fue el primer ejemplo práctico de maquinaria impulsada por vapor.
Tanto la desmotadora de algodón como la rueca fueron esenciales para el desarrollo de la industria algodonera. La desmotadora de algodón se inventó en la India alrededor del siglo VI después de la era común, mientras que la rueca se inventó en el mundo islámico alrededor del siglo XI. La rueca no solo fue un precursor de la bobina Jenny, sino que también fue un desarrollo significativo que ocurrió durante las primeras etapas de la Revolución Industrial en el siglo XVIII.
El mundo de los musulmanes fue el responsable del desarrollo de las primeras máquinas programables. Un ejemplo del tipo más antiguo de máquina programable era un secuenciador de música, que es un tipo de instrumento musical que se puede programar. En el siglo IX, los hermanos Banu Musa construyeron un flautista automático, que se describe en su Libro de Dispositivos Ingeniosos. Este fue el primer secuenciador de música jamás creado. Los autómatas y robots programables fueron creados por primera vez por Al-Jazari en el año 1206. Presentó cuatro músicos autómatas, uno de los cuales era un baterista que era controlado por una caja de ritmos programable. Estos bateristas podían ser programados para interpretar una variedad de ritmos y patrones de batería.
Las matemáticas fueron utilizadas por artesanos y artesanos antes del nacimiento de la ingeniería moderna. Algunos ejemplos de estas personas son los constructores de molinos, relojeros, fabricantes de instrumentos y topógrafos. Además de estas profesiones, se creía que las universidades no ejercían una cantidad significativa de relevancia práctica en...
