Ingeniería

Se extiende por más de 10 siglos, desde el año 476 d.C. hasta el descubrimiento de América, en el 1492.

El Imperio Inca se origina en el lago Titicaca y logra gran expansión hasta Machu Pichu (Perú).
Tenían grandes conocimientos de ingeniería, incluso para los estándares actuales. Un ejemplo de esto es el empleo de piedras de más de una tonelada en sus construcciones puestas una junto a la otra ajustando casi perfectamente. La ciudad de Machu Picchu fue
erigida en la cúspide de una montaña. Posee edificios construidos de granito, acueductos, fuentes, tumbas, terrazas e incontables escaleras.
Desarrollaron una importante tecnología hidráulica pues lograron métodos bastante sofisticados de irrigación lo que permitió el cultivo incluso en bancales escalonados logrando obtener gran rendimiento del suelo de tierras situadas en fuertes pendientes.
En el Cuzco se canalizaron los dos riachuelos que atraviesan la ciudad, empedrando sus cauces y estableciendo puentes peatonales.

A finales del siglo XV, los aztecas controlaban la totalidad del centro de México. Construyeron edificios inmensos de diseño grandioso y destacaron en diferentes ramas del arte.
Trabajaban bien los metales, aunque no conocían el hierro. Al no poseer ningún animal de tracción adecuado, no emplearon la rueda como elemento motriz.
Los sacrificios se llevaban a cabo en lo alto de enormes pirámides. La ciudad de Tenochtitlan fue construida en islotes situados en el interior de uno de los lagos de poca profundidad, que en aquella época cubrían la mayor parte del Valle de México. Los aztecas ampliaron y consolidaron los terrenos para edificación y los unieron con el exterior mediante tres amplias calzadas y acueductos que conducían agua pura a la ciudad. Muchos canales cruzaban la
capital azteca y por ellos transitaban miles de canoas. En el centro de la ciudad estaba el recinto sagrado, formado por decenas de templos y palacios, entre los que destacaba el Templo Mayor.

Desde 1492 hasta la Revolución Francesa, en el 1789.
Hacia fines de la Edad Media se realizaron avances significativos en los transportes y las comunicaciones, lo que propició un auge de los descubrimientos científicos y una difusión más acelerada del conocimiento. En el siglo XIII, los arquitectos-ingenieros italianos impulsaron el nacimiento de una era moderna en la construcción de canales, mediante la invención de la esclusa. No tardaron en construirse redes de canales por toda Europa con el fin de facilitar el
traslado por agua. Durante este periodo hubo también avances en la navegación y en la construcción de barcos, lo que llevó a construir muelles y puertos para la transportación marítima.
Johann Gutenberg inventó los moldes de caracteres móviles y se le atribuye la impresión del primer libro, aproximadamente en el año 1450. Esto permitió que se difundiera ampliamente información sobre muchas materias, entre ellas la ciencia y la ingeniería.
El progreso de la ciencia durante los siglos XV, XVI y XVII tuvo un gran impacto en los avances tecnológicos e industriales que se dieron a continuación. Algunos de los científicos de esta
época y sus contribuciones son:
Leonardo da Vinci (1452-1519). Gran artista, arquitecto y científico experimental del Renacimiento italiano. Demostró su genio en muchas áreas. Se le recuerda más por sus diseños conceptuales que por los trabajos prácticos de ingeniería.
Nicolaus Copernicus (1473-1543). Astrónomo de ascendencia alemana y polaca, fundó la astronomía moderna con su teoría de que la Tierra es un planeta en movimiento.
Galileo Galilei (1564-1642). Astrónomo y físico italiano; formuló el método científico para adquirir conocimiento. Galileo hizo el primer uso práctico del telescopio en astronomía y se le atribuye el descubrimiento de una famosa ley de la caída de los cuerpos.
Robert Boyle (1627-1691). Químico y físico irlandés que estudió la compresión y expansión del aire y de otros gases; descubrió que el volumen de un gas a una temperatura constante varía de manera inversa a su presión (ley de Boyle).
Robert Hooke (1635-1703). Científico experimental inglés; formuló la teoría de la elasticidad conocida como ley de Hooke. La ley establece que la cantidad de deformación de un cuerpo elástico es directamente proporcional a la fuerza o tensión que actúa sobre él.
Sir Isaac Newton (1642-1727). Científico y matemático inglés; inventó el cálculo, descubrió los secretos de la luz y el color, y formuló la ley de la gravitación universal.
Thomas Newcomen (1663-1729). Inventor inglés. Newcomen construyó una de las primeras máquinas de vapor funcionales, en 1712. Su máquina de vapor a presión atmosférica fue utilizada para bombear el agua de las minas británicas durante casi 75 años, antes que fuera reemplazada por la máquina de James Watt, más eficiente.

Es un periodo histórico comprendido entre la segunda mitad del siglo XVIII y principios del XIX, en el que el Reino Unido en primer lugar, y el resto de la Europa continental después, sufrieron grandes transformaciones socioeconómicas, tecnológicas y culturales. La economía basada en el trabajo manual fue reemplazada por otra dominada por la gran industria mecánica. La maquinaria o herramienta dejó de ser accesorio del hombre. Se invirtieron los términos: el hombre pasó a depender de la máquina. La Revolución comenzó con la mecanización de las industrias textiles y el desarrollo de los procesos del hierro. La expansión del comercio fue favorecida por la mejora de las rutas de transportes y posteriormente por el nacimiento del ferrocarril. Las innovaciones tecnológicas más importantes fueron la máquina de vapor y la denominada “Spinning Jenny”, una potente máquina relacionada con la industria textil.
La aplicación intensiva de las máquinas provocó un notable incremento de la producción implicando desocupación para los artesanos. Antes, el artesano era patrono y obrero y su empresa no ofrecía dificultades. Con el crecimiento de la empresa aparecieron problemas de organización, dirección y administración, que exigieron un tratamiento particular y complejo.
Surge así la especialización industrial. Cada fábrica tiende a especializarse a unas o pocas actividades.
La concentración industrial provoca el desarrollo comercial. En efecto, es preciso buscar más amplios y lejanos mercados para absorber la mayor producción. Como consecuencia de ello,
son muchos los industriales que instalan sucursales para adquirir materias primas y para colocar sus productos elaborados.
Por la concentración se modifica el centro de gravedad de la población. Esta emigra hacia las fábricas, despoblando al campo.
La utilización del vapor dio a la industria una nueva dimensión (las calderas son muy utilizadas para calentar otros fluidos, como en la industria alimenticia y del petróleo, para esterilización, para
generar electricidad).
- En la década de 1760 James Watt diseñó una máquina de vapor que se empleó para bombear el agua de las minas y hacer funcionar la maquinaria en las fundiciones de hierro.
- En 1767, Hargreaves crea la “Spinning Jenny”, una máquina tejedora que permitía retorcer varios hilos al mismo tiempo.
- Hasta la primera mitad del siglo XVIII se había utilizado carbón vegetal para la fundición del mineral de hierro, luego fue sustitutido por coque (carbón mineral). La alta demanda de carbón mineral llevó al desarrollo de bombas de vapor para las minas.
- En Gran Bretaña y Norteamérica se hicieron experimentos con máquinas de vapor para impulsar embarcaciones, y el primer barco de vapor que tuvo éxito comercial fue el Clermont (Estados Unidos,1807).
- En 1814 George Stephenson construyó la primera locomotora impulsada por vapor. Hubo un notable crecimiento en los sistemas ferroviarios.
- El 29 de noviembre de 1814 se imprimó por primera vez el periódico Times (Inglaterra) en una prensa movida por el vapor.

Desde 1789 hasta la Revolución Francesa, en el 1789.

Desde el punto de vista de los logros de la ingeniería del siglo XIX, el desarrollo de la electricidad como fuente de energía se considera como uno de los más significativos. Su desarrollo se sustenta en los descubrimientos de los físicos de principios del siglo XIX, quienes
definieron la naturaleza fundamental de la electricidad: George Ohm, de Alemania, Alejandro Volta, de Italia, y Charles Coulomb y André Ampére, de Francia.
A continuación se mencionan algunos de los hechos sobresalientes en el desarrollo de la energía eléctrica (algunas de las fechas son aproximadas):
En 1827, Alejandro Volta diseñó la primera pila eléctrica.
En 1830, Sir Humphrey Davy descubrió el electromagnetismo y el arco voltaico.
En 1831, Michael Faraday demostró el proceso de la inducción magnética.
En 1880, Thomas A. Edison inventó una bombilla incandescente de aplicación práctica y descubrió que las lámparas podían conectarse en paralelo, permitiendo que una o más pudieran ser apagadas sin desconectar todo el sistema.
En 1882, la estación generadora de electricidad de Pearl Street, de Edison, fue puesta en operación en la Ciudad de Nueva York.
En 1888, Nicola Tesla registró las patentes para un motor de inducción y para un nuevo sistema de corriente alterna polifásico.
En 1888, George Westinghouse obtuvo el contrato para proporcionar los generadores para el proyecto hidroeléctrico del Niágara, el primer proyecto de su tipo en la historia.
En 1886 Hall aplicó el proceso de electrólisis para la obtención del aluminio metálico.
Hacia fines del siglo XIX las aplicaciones de la energía eléctrica estaban bien establecidas y proliferaban por doquier. La comunicación por telégrafo, dada a conocer por Samuel Morse, en 1843, se había establecido entre Norteamérica y Europa mediante cables submarinos.
Medio millón de teléfonos se encontraban en uso y la luz eléctrica para casas e industrias cada vez tenía mayor demanda. También se utilizaba la energía eléctrica para impulsar trenes y tranvías y para hacer funcionar las máquinas de las nuevas industrias. A finales del siglo XIX surgió el rápido desarrollo de las tecnologías química, eléctrica, petrolífera y del acero.
En cuanto a la industria alimenticia, la conservación de alimentos se vio favorecida por dos adelantos muy importantes:
-La pasteurización, que es el proceso térmico realizado a alimentos líquidos con el objeto de reducir los agentes patógenos que puedan contener, fue descubierta por el científico-químico francés Louis Pasteur. La primera pasteurización fue realizada el 20 de abril de 1864 por el mismo Pasteur y su colega Claude Bernard.
-El proceso de congelación fue utilizado comercialmente por primera vez en 1842, pero la conservación de alimentos a gran escala por congelación comenzó a finales del siglo XIX con la aparición de la refrigeración mecánica.

En esta etapa de la evolución de la industria, el carbón dejó de ser la principal fuente de energía. En su lugar surgieron los hidrocarburos (petróleo) y la aplicación de la electricidad (principales innovaciones del siglo.XX), dando lugar a un fuerte desarrollo de las industrias
química, eléctrica, del petróleo y del acero.
La industria química conoció un primer desarrollo en la Primera Revolución Industrial, en el siglo XX experimentó una expansión sin precedentes y se encontraron soluciones prácticamente para todos los campos de la producción. Los principales avances:
- La soda (carbonato de sodio) se produce de manera rentable tras los descubrimientos del belga Solvay, éste hizo pasar amoníaco por agua salada, así se genera bicarbonato sódico susceptible de convertirse fácilmente en soda; esto multiplicó la producción mundial de este producto.
-Los colorantes artificiales sustituyen a los colorantes naturales anteriores y se obtienen de productos derivados de la hulla como el alquitrán y el benzol. La investigación en este campo fue muy intensa debido a la gran demanda de la industria textil y en menos de 20 años se encontraron sustitutos de todos los tintes naturales.
-Los explosivos adquieren un gran desarrollo. La pólvora era el único conocido y estallaba por ignición (fuego), ahora se descubren nuevos explosivos químicos que estallan por percusión como la nitrocelulosa y la nitroglicerina. A partir de la invención de la dinamita por Alfred Nobel (1866), mezcla de nitroglicerina y un tipo de arcilla llamada Kieselguhr, se generó una gran industria de explosivos; por cierto, Alfred Nobel fue el que creó los premios que llevan su nombre. La dinamita tendría importantes aplicaciones en la minería y en el campo militar.
-En el campo de los fertilizantes se dio lugar al desarrollo de los abonos químicos o fertilizantes sintéticos. Se elaboraron fosfatos y nitrato sódico. Otros elementos minerales indispensables para las plantas también se sintetizaron químicamente como el abono de
potasio.
- A partir del petróleo se crean elementos que permiten el desarrollo de la industria farmacéutica.
Otros hechos destacados:
-En 1903 Wilbur y Orville Wright volaron en su aeroplano en un recorrido que duró 12 segundos y cubrió una distancia de 37 m.
-Hacia el 1904 se construían vehículos de motor en cantidades considerables. Henry Ford contribuyó en gran medida al desarrollo y la popularidad de los automóviles al introducir la moderna producción en serie y hacer que los costos por vehículo resultasen accesibles.
- En 1907 si inició la “era del plástico” con la invención de la bakelita (creada por Baekeland). Los químicos encontraron el procedimiento para unir pequeñas moléculas orgánicas y formar otras más grandes y pesadas, comparables a las de las resinas vegetales. El plástico es el material más revolucionario ideado jamás por los humanos. Así, en el siglo XX la industria alimenticia tuvo un fuerte desarrollo, impulsado, entre otros, por el uso de un nuevo material de envase, el plástico.
-A inicios del siglo XX, tanto ingenieros como científicos introdujeron varios avances en el tratamiento de agua potable y aguas residuales. El cloro líquido se utilizó por primera vez como desinfectante de agua en Fort Meyer, Virginia. El éxito de éstos y otros avances
precursores de la ingeniería ambiental se pone de manifiesto en el descenso de los índices de mortalidad anual ocasionada por fiebre tifoidea (EEUU), que se modificó desde unos 10.000 casos en 1906 a aproximadamente 200 casos veinte años después. La energía eléctrica permitió además una revolución en las comunicaciones. La radio, el radar y la grabación de sonido fueron tecnologías clave que allanaron el camino a la invención del teléfono, el fax y el almacenamiento magnético de datos. Se desarrollaron el cine y la
fotografía. En el campo del transporte se utilizó la electricidad como fuente de energía para el tranvía y el metro.
Las tecnologías de comunicaciones, transporte, la difusión de la educación, el empleo del método científico y las inversiones en investigación contribuyeron al avance de la ciencia y la tecnología modernas. Tecnologías como la computación se desarrollaron con
rapidez, en parte debido a las guerras o a la amenaza de ellas, pues hubo muchos avances científicos asociados a la investigación y el desarrollo militares.
El siglo XX dio origen a innumerables descubrimientos en el campo de la electrónica. La transmisión primitiva de señales fue reemplazada por redes modernas de comunicación con
sistemas masivos de computación provistos de componentes electrónicos, entre los que pueden mencionarse el transistor, los dispositivos semiconductores y los circuitos integrados sobre diminutos chips de silicio.
-La invención de la computadora en el siglo XX revolucionó para siempre la manera en que entendemos los procesos industriales, el trabajo, la sociedad y un sinfín de otras áreas de la vida cotidiana. Esta invención no puede atribuirse a una sola persona. De manera resumida, se mencionan los siguientes eventos más significativos:
1946: primera computadora electrónica operativa (ENIAC–Univ. Pensilvania).
1951: primera computadora comercial.
1970’s: aparición de los microprocesadores, masificación de computadoras.
1980’s: computadoras personales.
Otros eventos a destacar del siglo XX:
- El primer servicio de telefonía móvil comercial apareció en 1946 en San Luis, Estados
Unidos. La compañía AT&T comenzó entonces a operar el MTS o Mobile Telephone System.
- El primer prototipo de teléfono celular personal fue presentado en el año 1973, por Martin Cooper de la compañía Motorola. Fue presentado oficialmente en 1984, año en que se empezó a
comercializar. El teléfono pesaba cerca de 1 kg, tenía un tamaño de 33 x 4,4 x 8,9 centímetros y su batería duraba una hora de comunicación o una jornada laboral (ocho horas) en espera, con
pantalla led.
- La primera estación generadora de energía nuclear se puso en operación en 1967.
Entre otros

En los pocos años que han transcurrido del siglo XXI la tecnología ha avanzado rápidamente, progresando en casi todos los campos de la ciencia. La tasa de desarrollo de los computadores es un ejemplo de la aceleración del progreso tecnológico, lo que lleva a algunos a pronosticar
el advenimiento de una singularidad tecnológica en este siglo.
Algunas de las áreas de mayor I+D (investigación y desarrollo) son: las energías alternativas (solar, eólica), las telecomunicaciones, el espacio y Universo así como las ciencias de la informática, la robótica, la biotecnología y las nanotecnologías.
Se siguen sucediendo inventos que revolucionan la industria y el comercio de una forma inigualable. El movimiento no se detiene y la colocación de satélites artificiales y losproyectos de viajes a la luna evidencian que la revolución sigue avanzando a grandes pasos.
Mirando hacia el futuro, los ingenieros tendrán que enfrentarse a una infinidad de problemas complejos de consecuencias a largo plazo, entre los que cabría mencionar:
1. El descubrimiento de fuentes alternativas de energía que sustituyan a los menguantes suministros mundiales de carbón y petróleo.
2. El desarrollo de formas de mantenimiento y rehabilitación de la enorme infraestructura de obras públicas en deterioro.
3. Un mayor desarrollo de la tecnología de microcomputadores y extensión de sus aplicaciones.
4. El desarrollo de tecnologías que logren incrementar la productividad agrícola para hacer frente a los problemas de la creciente población mundial y el hambre.
5. El diseño de estructuras más resistentes a terremotos, tormentas y otros azotes de la naturaleza.
6. El desarrollo de mejores formas de disponer de desechos peligrosos, incluyendo los desechos radiactivos asociados a la producción de energía nuclear.
7. La exploración del espacio interplanetario y el descubrimiento de aplicaciones de la investigación espacial a usos militares y pacíficos.
8. El desarrollo de mejores tecnologías de diagnóstico y tratamiento de enfermedades para mejorar la calidad de vida de la humanidad.