Intro. a la_ingenieria_y_al_diseno_en_la_v3

INTRODUCCION A LA INGENIERIA
Y AL DISEÑO EN LA INGÉNIERIA
Eb-rrt; " LIBRO PERTENECE AL, 19EPaRTAMENTO

INTRODUCCION
A LA INGENIERIA
Y AL DISEÑO EN LA
INGENIERIA
Segunda edición
Estas colosales estructuras, llamadas
plataformas DeLong, se han propuesto
para colocar tubos portatrencs en el
fondo del Canal de la Mancha. La
primer plataforma draga el fondo
formando una zanja en la que la segunda
instala tubos de concreto u hormigón
de 150 m y llena de nuevo la zanja.
Estas plataformas pueden retraer sus
patas; "caminan" haciendo flotar
alternadamente hacia adelante sus
cubiertas superior e inferior. Puede
tenerse una idea del tamaño de las
estructuras observando el tamaño relativo
de los alojamientos de personal y de los
edificios de oficinas situados en el frente
de la cubierta superior. Trenes de alta
velocidad con vagones especiales
transportarían autos y camiones para
reducir el tiempo de recorrido y
aumentar la capacidad del túnel. (Véase
una interesante descripción de los
diversos tipos de sistemas de cruce
propuestos para el Canal de la Mancha
en el artículo "An English Channel
Crossing" (Un cruce a través del Canal
de la Mancha) de John O. Bickel,
Civil Engincering, julio de 1964).
Proyectos de esta magnitud son la
tendencia en la ingeniería moderna.
Requieren el trabajo de muchos
ingenieros, cuestan millones o miles de
millones de dólares y en ellos interviene
una gran cantidad de personas.
(Ilustración presentada por cortesía del
Grupo de Estudios del Canal de la
Mancha formado por las empresas
Raymond International Inc., DeLong
Corporation, Ellison Machine
Corporation, Kaiser Engineers, Peter
Kieurit Sons Co., Healy Tibbitts
Construction Co. y Tavares Construction,
Co., siendo consultores Parsons,
Brinckerhoff, Quade y Douglas.)
E. V. KRICK
Lafayette College
Easton, Pennsylvania, E. U. A.
EDITORIAL LIMUS
MEXICO 1974

Prólogo
Versión autorizada en español de la
segunda edición publicada en inglés por
John Wiley & Sons, Inc., bajo el título de
AN INTRODUCTION TO ENGINEERING & ENGINEERING
DESIGN
© 1965, 1969, by John Wiley & Sons, Inc., New York
Versión española:
FRANCISCO PANIAGUA B.
Ingeniero Mecánico-Electricista de
la Facultad de Ingeniería de la
Universidad Nacional Autónoma de México
Revisión:
OCTAVIO A. RASCON CHAVEZ
Ingeniero Civil, Maestro en Ingeniería
y Doctor en Ingeniería de la Universidad
Nacional Autónoma de México. Investigador
de Tiempo Completo y Profesor de Probabilidad
y Estadística en la División de Estudios
Superiores de la Facultad de Ingeniería
de la Universidad Nacional
Autónoma de México.
Derechos reservados en lengua española:
© 1973, EDITORIAL LIMUSA, S. A.
Arcos de Belén Núm. 75, México 1, D. F.
Miembro de la Cámara Nacional de la
Industria Editorial. Registro Núm. 121
Segunda edición: 1973
Primera reimpresión: 1974
Impreso en México
(1489)
AL PROFESOR
Si está considerando este libro corno texto para un curso,
insista en solicitar un ejemplar del manual para el profesor.
El manual contiene descripciones, objetivos, problemas y otros
medios auxiliares para una introducción a la ingeniería. Posee
especial importancia si se tiene interés en problemas de diseño*
o proyecto. Prefiero presentar un problema de manera que se
aproxime a los de la vida real, en vez de decir simplemente
a los alumnos "resuelvan el problema 2 del final del capítulo".
Por tanto, un cierto número de problemas que aparentemente
debieran estar en el libro se hallan en el manual, de modo
que puedan darse a los alumnos en forma realista y motiva-
dora. Estos son problemas de diseño a nivel de primer año
de ingeniería, en forma de cartas, memorandos y medios se-
mejantes, que puedan reproducirse y repartirse.
En el capítulo 1 se han bosquejado los principales objetivos
de este libro. A continuación presentamos algunos comentarios
sobre tales metas que pueden interesar al profesor. Un objetivo
es presentar la ingeniería a un joven que piensa iniciarse en
esta carrera o que ya lo ha hecho. Hay por lo menos cinco
modos de hacerlo. Estoy seguro que uno o más de ellos serán
muy significativos para el estudiante:
• Aunque la acepción académica en español de la palabra diseño indica sólo que
es la delineación o trazo de alguna cosa, su significado se ha extendido en la
actualidad a designar la acción y efecto de idear y planear la ejecución de una
obra o la creación de un objeto determinado, que es el sentido que tiene en inglés
la palabra "design". Como en castellano la palabra que más concuerda Con tal
significado es "proyecto" debiera preferirse ésta en vez de la primera, pero, téc-
nicamente, su uso se ha limitado al proceso de calcular, dibujar y describir deta-
lladamente la construcción o fabricación de una cosa. Por lo anterior, creemos que
es aceptable el empleo de la palabra diseño en el sentido de concepción mental o
idea, y que conviene utilizar el término proyecto para delignar la completa reali-
zación "en el papel" dél objeto ideado. Así, pues, el orden lógico y 'natural de
las principales etapas. de una obra de ingeniería serían las de, diseño, proyecto y,
construcción. (N. del T.)

1. Presentando estudios de casos de la ingeniería en acción.
2. Describiendo el origen y la naturaleza de la ingeniería contem-
poránea.
3. _Exponiendo los atributos más importantes de un ingeniero.
4. Describiendo el proceso de diseño. El autor entiende por "diseño"
la serie de actividades que principia con la consideración de un pro-
blema y termina cuando se ha especificado o determinado com-
De 1" 1P
1-1 efr• "`
C pletamente una solución funcional, económica y satisfactoria en
V.1
d t cualquier otro sentido. Comprende el enunciado o definición del
puf
problema, su análisis y síntesis, la invención de dispositivos, la
1- - predicción del funcionamiento, el tomar la decisión de su ejecu-
ción, la optimización, las especificaciones, y, de hecho, la mayoría
de las técnicas y habilidades que se consideran parte del méto-
do de la ingeniería. Al describir el proceso de diseño se describirá
()a esencia de la ingeniería.
5. -Haciendo intervenir al estudiante en el diseño.
En el libro opté por los primeros cuatro; un curso com-
plementario utilizaría el quinto método.
Otra meta es iniciar el desarrollo de la destreza del estu- -
diante en la representación por modelos, la aplicación de las
computadoras, la optimización, el diseño y la selección del me-
jor enfoque a cada problema que afronte. Se ha dado primor-
dial atención a estos propósitos debido a que son básicos y, en
mi opinión, no se describen satisfactoriamente a nivel intro-
ductorio en los libros de ingeniería. Existen libros satisfactorios
que tratan del manejo de la regla de cálculo, de la medición,
programación para computadoras, experimentación, técnicas
de expresión gráfica y otras habilidades de la ingeniería, pero
no acerca de las que se presentan detalladamente en esta obra.
El libro proporciona un fundamento sobre el cual pueden
desarrollarse tales aptitudes.
Otra meta a alcanzar es. mejorar el conocimiento del estu-
diante en relación con los fines de una educación en ingeniería.
Tiene especial importancia para él, pero le resulta difícil
apreciar los propósitos y la significación de los cursos que lleva
en los dos primeros años. Muchos estudiantes no se percatan
de lo importante que es la comunicación verbal y gráfica. Y
así, se preguntan con frecuencia, "¿por qué debemos llevar
tantos cursos de materias no técnicas?" y también sus nociones
de la forma en que los ingenieros emplean las matemáticas son
vagas. Sus aspiraciones se ven frustradas cuando no ven la
importancia de dichos cursos en la práctica de la ingeniería.
En consecuencia, en este texto, se explican las formas en que
tales materias se relacionan con el trabajo de un ingeniero. Si
existen razones satisfactorias para cada fase de la instrucción
formal del estudiante de ingeniería, ¡ entonces a toda costa
se debe hacérselas saber! Este libro puede ayudar a guiar al
estudiante a través de los dos primeros años de su carrera, que
son esencialmente formativos y de prueba.
6 / PRÓLOGO
Contenido
1. Objetivos 9
2. Problemas de ingeniería 11
3. Los orígenes, de la ingeniería moderna 43
4. Cualidades del ingeniéro competente 51
5. Representación por modelos 63
6. Optimización 91
, 7. Computación 101
8. Al proceso de diseño. : Formulación del problema
9. El proceso de diseño: Análisis del problema 131,
10. El proceso de diseño: La búsqueda de soluciones
alternativas
11. El proceso de diseño: La fase de decisión
141
J-
-
161
12. El proceso de diseño: Especificación de una
solución; El ciclo de diseño 171_
13. Optimización de los métodos de resolución de
problemas 179
14. La ingeniería y la sociedad 185
15. Oportunidades y retos 195
Bibliografía 223
Apéndice A: Principales ramas de la ingeniería 231
Apéndice B: Simulación digital con computadoras 233
Apéndice C: Un análisis más riguroso de un problema 237 Ccri›, vl)
Indice. 239

CAPITULO 1
Objetivos
Po1-t< pr-931»1 /t. r„,-( 51, R>^ Cc d C f'1'
¿Qué es la ingeniería? ¿Cuál es el trabajo cotidiano de un
ingeniero? ¿Qué aptitudes son importantes para tener éxito
y satisfacción en este campo? ¿Cuáles son algunas de las áreas
que proporcionarán excepcionales oportunidades y desafíos a
la habilidad de los ingenieros? ¿Cuáles son algunos de los
principales beneficios que pueden tenerse de una educación en
ingeniería? Si el lector busca respuestas a estas preguntas, este
libro está dirigido a él.
Si se es un aspirante a ingresar a una institución de estu-
dios superiores; y se está en el proceso de investigar las carreras
a escoger, entonces uno debe hacerse esas preguntas y obte-
ner respuestas basadas en hechos reales. He dado mucha im-
portancia a este tipo de respuestas, debido a los malentendidos
o conceptos erróneos que prevalecen. Los medios de informa-
ción y la mayor parte de la gente parecen no entender bien
cuáles son los papeles comparativos de los científicos y los
ingenieros. Así mismo, muchos tienen todavía la imagen anti-
cuada de los ingenieros con "botas de campo y teodolito" y
"tablero de dibujo". Por supuesto,. son de esperarse las nocio-
nes vagas y equivocadas, pues el público raramente ve a un
ingeniero en su trabajo. Podemos observar a un maestro y a
un médico en acción, pero no a un ingeniero. No hay que
asombrarse de que sean erróneas muchas de las creencias y
generalizaciones populares acerca de la ingeniería. Sin em-
bargo, es vital que se tenga información cierta y fidedigna; la
elección imprudente de una carrera puede resultar costosa.
Debe investigarse profúnda y cabalmente, considerar las fuen-
tes de información y estar bien enterado antes de elegir una
carrera de las muchas que hay en alternativa.
Si el lectór se halla estudiando ingeniería, también podrá
estar buscando contestaciones a las preguntas anteriores, en
especial si está cursando uno de los dos primeros años de la

notRA 1.
Estado A Estado
Pulpa de --o- Papel
madera
Números por Suma de
sumar -1.». los números
Semillas Cosechas
Información La misma
en la información
mente del en la mente
autor del lector
Aspirante
a un Empleado
empleo
Persona Persona
enferma sana
El lector
como El lector
estudiante con su
en la título de
actualidad ingeniero
10 / objetivos
CAPITULO 2carrera. La mayoría de los cursos a este nivel tratan de las no-
ciones básicas de química, física, matemáticas y materias se-
mejantes. Aunque son tan esenciales, son pobres indicadores
de lo que es la práctica de la ingeniería y, por consiguiente, no
debe cometerse el error de basar la decisión de una carrera
en los cursos de los primeros dos años. No obstante, especial-
mente en este período se presentan cuestiones que preocupan
al estudiante, como las de qué tan útiles son ciertas materias
que se cursan, si se tiene realmente lo necesario para ser un
buen ingeniero y qué especialidad se deberá seguir.
Por lo tanto, este libro fue escrito para
• dar al lector una imagen realista de la ingeniería: lo que
es, lo que requiere y ofrece, y las actividades cotidianas
que comprende;
• ayudarle a que decida si ésta es su carrera;
• iniciar su desarrollo en determinadas habilidades frecuen-
temente empleadas por los ingenieros; con tanta frecuencia,
por cierto, que una cierta familiaridad con ellas dirá al
lector una gran cantidad de cosas acerca de la práctica de
la ingeniería;
• aclarar cuáles son los objetivos de una educación en inge-
niería, inclusive los propósitos de diferentes tipos de cursos;
• familiarizarlo con algunos términos ampliamente usados en
la literatura y la conversación sobre la ingeniería;
• despertar su interés en la resolución efectiva de algunos de
los problemas urgentes que afronta la humanidad.
Espero que este libro logre tales metas. Por supuesto, el
lector deberá hacer también su parte.
Problemas de ingeniería
¿Qué es lo que constituye un problema? Este término se em-
plea frecuentemente. ¿Qué significa? ¿Qué tienen en común
todos los problemas? Es de sospecharse que las respuestas del
lector a estas preguntas sean vagas. Sin embargo, una descrip-
ción de la ingeniería es esencialmente una descripción de
problemas y de su resolución. En consecuencia, es necesario
establecer ahora definiciones exactas de tales términos. Así,
pues, este libro comienza con una introducción a las caracte-
rísticas generales de los problemas.
Un problema proviene del deseo de lograr la transforma-
ción de un estado de cosas en otro. Tales estados podrían ser
dos lugares cuya distancia habría que recorrer. El problema
puede ser el ir de una ribera de un río a la opuesta, de una
ciudad a otra, de un planeta a otro. Otros problemas com-
prenden la transformación de upa forma o condición en otra,
por ejemplo, la de un pan común en tostado. En todo
problema hay un estado inicial de cosas; llamémoslo "estado
A". Asimismo, hay otro estado que quien trata de resolver el
problema busca cómo alcanzar; designémoslo "estado B". Ob-
sérvese que lo anterior ocurre en el caso de problemas perso-
nales, de comunicación, de negocios y, de hecho, en todos los
problemas (Fig. 1).
Una solución es un medio de lograr la transformación•
deseada. Un problema para el que haya sólo una solución
posible es ciertamente raro; en la mayor parte de los proble-
mas hay muchas soluciones posibles, muchas más de las que
haya tiempo de investigar. Piénsese en los numerosos modos
de viajar y en todas las posibles rutas con las que pueden
combinarse para obtener medios alternativos para ir de un
punto a otro de la Tierra.
Además, un problema involucra algo más que hallar una
solución; requiere encontrar una forma preferible de lograr la

Información
del paciente
Enfermedades y
probabilidades
de curación
FioustA 2.
•• • • S=
• • • sof
A otras unidades
f ansmisoras
i
receptoras
0000000
00
loop
40
ODO0000
•••••• 0 lig • •me. el o •,. rl121251513 II o : • •
leg o I1•11.1•1•• •_ u.
• • • so s
• • • SS
• • • go
12 / problemas de ingeniería
transformación deseada; por ejemplo, el medio de transporte
que sea el mejor con respecto al costo, rapidez, seguridad,
comodidad y confiabilidad. Una norma de preferencia para
ik,t;
ppJhr.
LO
o ek,- 1",-- 1,1«. or,6 í.
71, '
• seleccionar de entre varias soluciones se llama criterio.
Finalmente, es difícil imaginar un problema en que no
lk haya restricciones a las soluciones. Una restricción es algo que
debe cumplir una solución. Ejemplos: un estudiante de secun-
daria ha decidido que la universidad a la que asista debe
ser coeducacional; ciertas características de las estructuras de
edificios están especificadas por los reglamentos de construc-
ción; luz, agua y nutrientes deben proporcionarse a una semi-
lla para que se transforme en planta.
Las restricciones, los criterios, las alternativas y la carac-
terística dominante de cualquier problema —una traiigIntráZ'
ción— resaltarán en las siguientes descripciones de obras y
diseños de ingeniería. El autor confía en que el lector se dé
cuenta de ellos, puesto que como ingeniero debe ser capaz
de identificar las características básicas de los problemas que
tenga que resolver.
INGENIERIA EN ACCION
Un sistema de procesamiento de información. La ge-
rencia de la Computer Electronics Company cree que hay un
mercado prometedor para un dispositivo de procesamiento de
información inventado por uno de sus ingenieros. Tal má-
quina; que él llama diagnosticador, será de ayuda en el diag-
nóstico de enfermedades humanas en la forma siguiente: El
médico examina a un paciente como lo ha hecho siempre y
luego comunica sus resultados al diagnosticador. La máquina
procesa esta información, entrega una lista de padecimientos
e indica para cada enfermedad las probabilidades de qué sea
lo que aqueja al paciente (Fig. 2). Por ejemplo, en respuesta
a un conjunto específico de síntomas y de cierta información
acerca del paciente en particular (como edad, peso y hábitos),
el aparato dice que hay 63 posibilidades en 100 de que el
paciente tenga la enfermedad A, 18 en 100 de que sea la B,
y así sucesivamente.
Antes que dicha compañía fabrique tal aparato, la geren-
cia debe estar convencida de que podrá obtenerse una ga-
nancia conveniente con él. Por lo tanto, el ingeniero que
originó la idea ha sido comisionado para que proporcione las
especificaciones preliminares de ese dispositivo y un pronóstico
de los costos correspondientes a la terminación de su diseño
y su manufactura. Si después de esta "primera aproximación"
pareciera que la máquina podría ser desarrollada y fabricada
a un costo que finalmente produjera una recuperación atrac-
tiva de la inversión, el ingeniero terminará entonces su diseño
con todo detalle.
Entre otras cosas, se le ha dicho que tal dispositivo tiene
que producir en un minuto la información de diagnóstico
deseada, que no debe ser difícil de manejar y que ha de fun-
cionar con la corriente eléctrica común. La gerencia quiere
que las especificaciones preliminares y las predicciones de
costos se terminen en dos meses.
Comentario. El ingeniero considera que su problema con-
siste en hallar los medios más eficaces para transformar la
información de un paciente (estado A) en un conjunto de
probables enfermedades (estado B). El aparato que proyecte
debe satisfacer las restricciones (es decir, tiene que producir
los resultados en un minuto). Además, su solución debe ser la
mejor con respecto al costo de fabricación (un criterio) y
l atractivo para los compradores en potencia (otro criterio)
que puedan ocurrírsele en los dos meses asignados al proyecto.
Lo anterior define su problema brevemente.
Durante el diseño, el ingeniero en cuestión utiliza sus co-
nocimientos e inventiva para idear una 'variedad de posibles
soluciones. Una consiste en un cierto número de aparatos elec-
trónicos del tamaño de máquinas de escribir situados en las
oficinas de los usuarios (Fig. 3). Con tales aparatos, los médi-
cos o sus enfermeras transmiten la información de los síntomas
a una unidad central de procesamiento de información que da
servicio a varios usuarios, y reciben los resultados de ésta. Una
alternativa a este plan sería que cada usuario tuviese una uni-
dad procesadora independiente que efectuara todo el trabajo
en su oficina. Algunas ventajas relativas de esas dos alternati-
vas son obvias, pero no es tan evidente lo que significarían en
dinero.
El ingeniero también investiga métodos alternativos para
dar entrada a los datos y obtener los resultados en estas má-
quinas, modos alternativos de procesar los datos de los enfer-
mos con objeto de tener los resultados deseados y muchos tipos
de componentes. Estas y otras posibilidades, en una variedad de
combinaciones, darán un gran número de sistemas alternativos.
todos los cuales serían factibles, pero no igualmente deseables.
Tiene que evaluar tales sistemas y seleccionar el más ade-
cuado.
Durante la realización del diseño, el ingeniero trabaja con
un número de personas con gran variedad de especialidades.
Entre ellas hay especialistas en mercadotecnia, por quienes
conoce las preferencias de un usuario potencial típico relativas
a diversas características del producto. También consulta a
médicos diagnosticadores. Trabaja en estrecha colaboración
con expertos en manufacturas para estimar cuál sería el costo
ingeniería en acción / 13
Unidades transmisoras-receptoras
en las oficinas de diferentes
usuarios de! sistema
Procesadora central,
que. sirve a
varias unidades
transmisoras•receptoras
FIGURA 3. El ingeniero hizo que
un dibujante elaborara croquis o
esquemas de las principales
opciones que tenía en consideración,
a fin de incluirlas en su informe a
la gerencia. Este es un esquema
del sistema centralizado del
diagnosticado,.

Tubo de vidrio
Gas
El tamaño de la
separación y el
alineamiento de
las tiras son
críticos
de fabricación de un modelo dado de su aparato. Trabaja
asimismo en forma directa con los ejecutivos de su firma, con
el personal del servicio telefónico en lo que respecta al empleo
de sus líneas para la transmisión de información, y con otra
gran cantidad de personas. Desde hace tiempo sabe que su
trabajo comprende más comunicación con la gente de lo que
él pensaba antes de realizar su primera tarea de ingeniería.
Ha llegado también a la conclusión de que, en general, los
problemas del trato con la gente son más susceptibles de causar
frustración o decepción que los problemas técnicos.
La construcción del aparato diagnosticador es una empresa
desafiante, una de las razones de esto es que tal sistema no
existe todavía en el mercado, de manera que el trabajo sería
verdaderamente original o precursor. Además, el proyecto es
creación exclusiva del ingeniero desde el principio; no tiene
supervisión directa y lo que haga durante los dos meses es
cuestión únicamente suya, pero se esperan los resultados. Esta
es la clase de oportunidad que agradaría al lector, en especial
cuando su creación, como la de que se trata, será de particular
beneficio al público. Pero no espere tal libertad y responsabi-
lidad hasta que tenga experiencia; el ingeniero de este pro-
yecto tenía ya nueve años de ella. El estudiante iniciará su
carrera trabajando en partes de proyectos relativamente pe-
queñas, bajo estrecha supervisión. La libertad de acción y la
responsabilidad vendrán con la experiencia. Esto es una suerte,
puesto que si se le encargara un proyecto como el anterior
en los primeros años de su carrera, tropezaría con muchas
dificultades.
Al concluir la investigación, el ingeniero presentará sus
recomendaciones por medio de un extenso informe escrito y
un resumen verbal a los funcionarios superiores de su compa-
ñía. Incluirá predicciones de los costos relacionados con la
fabricación de su diseño. La importancia de esta información
para el futuro del proyecto es obvia.
Máquina de producción automática. En la empresa Bell
Telephone System hay millones de interruptores en operación.
Un largo y persistente trabajo de ingeniería ha hecho posible
su funcionamiento durante años, efectuando billones de co-
nexiones sin que sufran averías. No obstante, aún es posible
su falla a causa de la humedad y las materias extrañas. El
costo de aislar y remediar tales fallas, sumado al de tratar de
prevenir las averías mediante complicadas medidas de mante-
nimiento y limpieza, ha sido por años un problema importante
de la compañía. A uno de sus ingenieros se le pidió recomen-
dar un medio para reducir dichos costos y mejorar la con-
En el curso de sus investigaciones, el ingeniero desarrolló
y evaluó muchas posibilidades, seleccionando finalmente un
tipo de interruptor bastante ingenioso, mostrado en la figu-
ra 4, como la solución más prometedora. Consiste en dos
elementos metálicos planos llamados tiras o lengüetas, ence-
rrados en un tubo de vidrio lleno de gas y cerrado hermé-
ticamente. En la figura se muestran las dos tiras idénticas, el
tubo de vidrio en que se introducen, las mismas tiras colocadas
en su envoltura de vidrio llena de gas y sellada, y una vista
amplificada del punto de contacto. Para funcionar, el inte-
rruptor se monta en una pequeña bobina electromagnética,
que al ser energizada hace que las lengüetas entren en con-
tacto y cierren un circuito eléctrico. Este dispositivo es nota-
blemente rápido, muy confiable, no requiere mantenimiento
y, en muchos aspectos, es superior a cualquier otro interruptor
que se haya ideado hasta ahora. Sin embargo, una pregunta
muy importante que determinará si este nuevo interruptor
puede llegar a ser de utilidad a la compañía y a sus clientes,
queda por ser contestada. ¿Podrá fabricarle económicamente
por millones?
Para responder a esta pregunta se asignó a un equipo de
ingenieros la tarea de desarrollar, si fuera posible, un método
económico para fabricar tales interruptores. La solución fue
la notable máquina mostrada en la figura 5.
Comentario. El problema de ese equipo de ingenieros era
hallar el medio más económico de transformar los tubos de
vidrio, las tiras metálicas y el gas, en los interruptores espe-
cificados, produciendo millones de ellos. Era un gran desafío
tecnológico el desarrollar una máquina que colocara las tiras
en el tubo de vidrio y las alineara con las estrechas tolerancias
requeridas. No obstante, si estos millones de interruptores tu-
vieran que ser hechos a mano, se necesitaría un pequeño ejér-
cito de trabajadores con un costo prohibitivo. De ahí que la
utilidad del interruptor dependiera de la capacidad del grupo
o equipo de ingenieros para desarrollar una máquina econó-
mica.
Como en todo trabajo de ingeniería, durante este proyecto
el aspecto económico estuvo bajo constante vigilancia. Perió-
dicamente el grupo se detenía a revaluar las probabilidades
de poder producir una máquina económica. Si al principio
o en cualquier momento del proyecto, hubiera parecido que
un método de fabricación que pudiera desarrollarse resultaría
prohibitivamente costoso, el inventor del dispositivo hubiese
tenido que volver a buscar otra solución al problema —una
con menor costo de manufactura.
El ingeniero que proyectó el interruptor está especializado
desarrollo de aparatos empleados en sistemas telefónicos.
FlouRA 4.
Tiras metálicas +

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DE MAQUINA
PROTOTIPO
DETALLANDO
LA 1A A.VM (ÑA.
PRororieo
I DEAS, IDEAS, IDEAS
FIGURA 5. Máquina automática para
hacer interruptores de tiras o lengüetas,
a razón de más de un millón por aíro.
Funciona según el Principio de un
carrusel. La torrecilla rotatoria, que
contiene 18 idénticos cabezales de
montaje, gira, y a medida que lo hace,
el interruptor va tomando forma
gradualmente. En estaciones sucesivas
alrededor de la Periferia de la torreta se
van colocando los tubos de vidrio, se
introducen las lengüetas metálicas de
contacto, se alinean y se fija su
separación, se inyecta el gas, se cierran
herméticamente los tubos y luego sale el
interruptor terminado. Los interruptores
pasan después a la sección de pruebas
de la máquina donde se miden sus
características físicas y eléctricas. Los que
no resulten satisfactorios son desechados.
Además, sobre la base de esas mediciones,
la máquina se autoajusta para corregir la
causa que ocasiona interruptores
defectuosos. Por ejemplo, si la máquina
empieza a producir interruptores con
separación excesiva de sus contactos,
entonces la máquina lo detecta y ajusta
el mecanismo fijador de la separación
para corregir el defecto y volver a
producir interruptores correctos. Tales
procesos de detección y corrección de
las causas de defectos en los interruptores
realizadas por la máquina misma, sin
ayuda de un operario humano, es un
ejemplo de automatización. (Cortesía
Los ingenieros que posteriormente se asignaron al proyecto
desarrollaron los medios de fabricar los interruptores. A ellos
suele Ilarnárseles ingenieros de proceso o de fabricación. Miem-
bros de equipos o grupos de diseño como éste, generalmente,
son expertos en ramas auxiliares. En este caso particular, uno
está especializado en el comportamiento y conformación del
vidrio, otro en el comportamiento de elementos de máquinas
y mecanismos, otro en los fenómenos eléctricos y magnéticos, y
así sucesivamente. Es vital una estrecha colaboración entre los
miembros de un equipo de ingeniería; debe haber un alto
grado de interacción entre los conocimientos, ideas y decisiones
de los. diversos especialistas que se concentran en diferentes
aspectos de un problema. Un miembro de tal grupo, general-
mente llamado ingeniero jefe del proyecto (o ingeniero de
sistemas), desempeña de manera primordial las funciones
de coordinador de las actividades de los otros, con objeto de
asegurar que todas las partes del sistema final estén apropia-
damente relacionadas entre sí.
Cuando el grupo creyó que había desarrollado la máquina
más económica, su propuesta tuvo que especificarse en com-
pleto detalle para que los técnicos y obreros pudieran construir
un prototipo de la máquina. Los ingenieros tenían la respon-
sabilidad de supervisar la construcción de dicho protipo. Ha-
liaron, durante el período de construcción, que era necesario
hacer algunas modificaciones a su diseño original. Cuando el
modelo estuvo terminado, supervisaron las pruebas de la má-
quina y se establecieron modificaciones adicionales del diseño
como resultado de tales pruebas de producción. Finalmente,
después de un largo período de pruebas y perfeccionamientos,
se consideró lista la máquina propuesta. Las especificaciones
FIGURA 6. Página de los apuntes
de uno de los ingenieros del
equipo de diseño, que muestra
mediante las figuras trazadas las
diversas alternativas, comienzos en
falso, reuniones, detalles, pasos del
procedimiento y las comunicaciones
que intervienen en el desarrollo
de la máquina mostrada en la
FIGURA 5. (Cortesía de

completas del modelo prototipo, en su versión final, fueron
elaboradas por los dibujantes, de manera que pudieran cons-
truirse otras máquinas iguales. Como resultado, el interruptor
más efectivo quedó disponible para uso general a razón de
muchos millones de piezas por año (Fig. 6).
No obstante, la tarea no había terminado aún. Los inge-
nieros siguieron trabajando sobre su creación, observando su
funcionamiento, recomendando los cambios de diseño apropia-
dos y evaluando el producto de su ingenio, de modo que otros
proyectos pudieran beneficiarse con su experiencia en esa
máquina.
Desalador doméstico de agua. Como resultado de la dis-
minución del caudal disponible de agua dulce y del rápido
crecimiento de la demanda de ésta, el problema de suministrar
cantidades suficientes de agua potable ha llegado a ser impe-
rioso. El desarrollo de fuentes económicas de agua potable
es un problema de ingeniería cuya importancia es de gran
alcance.
Fuentes prometedoras de agua dulce son el mar y los man-
tos subterráneos de agua salobre situados en muchas regiones
del mundo. Anticipándose en esa actividad a las oportunidades
tanto comerciales como humanas o de servicio a la población,
la General Electric Company está desarrollando un equipo
para convertir dicha agua salada en agua dulce. Lo anterior
tiene gran importancia para los consumidores de agua dulce
municipales, industriales, militares y domésticos del mundo.
Fuma,. 7. Aparato doméstico
para desalar agua salobre o de
mar. El croquis muestra el
mecanismo real de conversión del
agua en Potable. A medida que
gira el eje de la máquina, los
discos fijados a él se cubren con
una delgada capa de agua en el
fondo del tanque. Dicha capa se
evapora al pasar por el aire y el
vapor se condensa sobre las placas
de condensación enfriadas por el
refrigerante. El condensado, que
Ya es agua dulce, escurre en gotas
sobre las canaletas colectoras.
(Cortesía de General Electric
Company.)
Placas condensadoras
estacionarias
Canaleta
colectora
del refrigerante Malgliffid
e s
7:111~
Circulación
(401 t.
it
Disco
rotatorio
Agua salada
Agua dulce
Uno de los proyectos consiste en desarrollar un convertidor
que pueda utilizarse en casa. El ingeniero encargado de tal
proyecto evalúa actualmente un prototipo (Fig. 7). Su diseño
tiene una gran ventaja: además de desalar el agua, la puri-
fica. Lo que entra al sistema es agua salada o con impurezas
de otra clase; la que sale es agua desmineralizada y pasteuri-
zada. Por lo tanto, tal convertidor será útil en las casas, en
pequeños establecimientos comerciales, en pequeñas unidades
militares en campaña, y a bordo de embarcaciones. Es eficaz
y sencillo, requiere muy poco mantenimiento o atención y no
necesita agua hirviente o un tanque o recipiente a presión.
Comentario. El hallar un método para convertir el agua
de mar o salada en agua dulce no es el problema ; la destila-
ción se conoce desde hace siglos. El problema es encontrar
un medio para transformar grandes cantidadesde dicha agua
salada en agua útil a un costo aceptable para un número im-
portante de compradores en potencia.
El desarrollo de ese convertidor estuvo basado parcialmen-
te en los conocimientos técnicos y científicos del ingeniero (es
decir, aplicó lo que había aprendido en sus cursos de física Footrall 8.
y química), y parte en su capacidad inventiva. No pudo
haber desarrollado tal máquina sin entender los fenómenos de
evaporación y condensación, el comportamiento de delgadas
capas o películas de líquido, los procesos térmicos, y otros
hechos científicos. Sin embargo, estos conocimientos por sí so-
los no hubieran bastado para producir el aparato creado. La
idea de los discos rotatorios intercalados entre placas conden-
sadoras estacionarias, la configuración particular de ésta y otras
características únicas del mecanismo, son productos del proceso
llamado invención. Tales cosas no se hallarán en manuales o
textos, sino que son fruto de los poderes creativos de la mente.
Cierta cantidad de trabajo y talento de ingeniería se aplicó
a esta máquina. Se evaluaron muchos sistemas diferentes de
conversión; se emplearon horas y horas en pruebas, y fue
necesaria una investigación considerable. El resultado de este
extenso proceso de desarrollo fue un dispositivo muy bien
realizado técnicamente, que tendrá éxito financiero y será va-
lioso como medio de servicio público.
¿ Por qué fue necesario este intenso trabajo de ingeniería?
El dispositivo parece muy sencillo. Y en realidad lo es, pero
tal sencillez es engañosa. Induce a subestimar el esfuerzo, el
ingenio, el trabajo analítico y la investigación que se aplica-
ron a su creación. Si todo esto no .hubiese sido puesto en él,
el resultado probablemente sería más complicado y, en conse-
cuencia, más impresionante a la vista de los profanos, pero no
a

susceptible de fallas, de mayor costo de fabricación y, quizá,
de precio demasiado alto para su venta.
Puente- túnel de la Bahía de Chesapeake. Una notable
obra de ingeniería es la estructura de 29 kilómetros que se
extiende a través de la Bahía de Chesapeake (Figs. 8 y 9). Es
el paso fijo de cruce de mar navegable de mayor longitud
construido por el hombre. Esta estructura, cuyo costo fue de
140 millones de dólares, es una combinación de caballetes o
armaduras transversales, puentes y túneles que soportan un
gran tránsito de vehículos y resisten el embate de las olas y
las mareas.
Comentario. Como sucede con frecuencia, esa obra fue
diseñada por una firma de ingenieros consultores cuyo negocio
consiste en proyectar este tipo de estructuras. Dicha firma fue
encargada de seleccionar el sitio de la obra, diseñar la estruc-
tura y supervisar su construcción. Se impuso una restricción
no usual a la naturaleza de la obra mencionada, a saber, no
debería pasar sobre los principales canales de navegación, por-
que un puente u obra semejante podría ser bombardeado y
dejar atrapados en la bahía a los barcos de la Armada de
los Estados Unidos. Por consiguiente, era necesario construir
pasos por debajo de los canales, empleando túneles subma-
rinos de tres kilómetros de longitud, en sitios en donde en
circunstancias ordinarias se hubieran construido puentes.
Un punto que vale la pena destacar es la cuidadosa aten-
ción que los ingenieros deben dar a los medios para construir
sus obras. De hecho, especialmente en casos como éste, los
procedimientos de construcción son una parte de tanta impor-
tancia en el problema como lo es el diseño de la estructura
misma. Después de examinar las figuras 10 a 14, en sucesión,
se verá claramente lo que eso significa.
Los pilotes de apoyo de los caballetes, las piezas transver-
sales, las losas de la calzada o carretera, las secciones de tú-
neles y otros componentes se prefabricaron por métodos de
producción en masa en tierra firme, donde la construcción
puede efectuarse con menos dificultad y a menor costo. El
empleo de componentes prefabricados es un método de cons-
trucción que obviamente afecta las características de la propia
estructura. Aquí, como en la mayor parte de -los problemas de
ingeniería, existe una fuerte interdependencia entre las carac-
terísticas físicas de una estructura y los medios para construir-
la; cada elemento afecta significativamente al otro. Además, el
diseño de equipo especial de construcción, tal como el "mons-
truo de dos cabezas", fue parte muy importante del problema.
En este proyecto, el costo del equipo y la mano de obra re-
:queridos para preparar, transportar y colocar en su sitio la

22/problemasdeingeniería
Cabo
Charles
FloWtA 9. La panorámica
(pág. 22) del puente-túnel de la
Bahía de Chesapeake muestra el
sur del cabo Charles en dirección
a la playa Virginia. El océano
Atlántico está a la izquierda y la
bahía a la derecha. La vista
superior muestra una parte del
tramo de más de 19 kilómetros de
viaducto de caballetes empleado
en esta obra de cruce. (Fotos del
puente-túnel por cortesía del
Chesapeake Bay Bridge-Tunnel
District.)
Aquí pueden verse los principales
componentes de esta estructura:
pilotes de concreto, vigas
transversales de concreto, y las
losas, también de concreto, que
forman la carretera.
Partiendo de la playa Virginia,
un vehículo recorre más de cinco
kilómetros de viaducto de
caballetes y luego, en la primera
de las cuatro islas artificiales, entra
a un túnel de 1.6 kilómetros que
pasa por debajo de uno de los
candes de navegación. El vehículo
continúa sobre seis kilómetros más
de viaducto de caballetes, vuelve a
entrar a otro túnel submarino,
sigue por otro tramo de viaducto
de caballetei, dos puentes y una
isla natural antes de llegar a tierra
firme en el cabo Charles.

24/problemasdeingenieríaingenieríaenacción/25
tA 10. Los 19 kilámetros de
cto de caballetes se
ruyeron clavando largos
.s de concreto (hasta una
ndidad de 52 metros) en el
de la bahía, por medio de
máquina diseñada
ialmente y llamada "Gran D",
se muestra en la página
ior. Esta máquina, con un
de 1,5 millones de dólares, es
enorme piloteadora y grúa
ada en una barcaza provista
atas retráctiles de 30 metros de
y 1.8 metros de diámetro.
La "Gran D" Bota sobre el sitio
deseado y luego se convierte en
una plataforma estacionaria
extendiendo sus patas hasta
apoyarlas en el fondo; después se
eleva fuera del agua mediante
dispositivos hidráulicos. Permanece
"en pie" en esta posición hasta que
su trabajo en dicho sitio haya
terminado. Sin la estabilidad que
logra así, la "Gran D" nunca seria
capaz de hincar los grandes
pilotes en sus lugares correctos y
guardando estrechas tolerancias.

DIJ‹1111d)il1t
Ruedas
AZZAIRUZiriráláln015211,
s:p 1
0111
415224.110liabl..Zilk11.
Lg
U01339FIGURA 11. La plataforma
flotante "Gran D" es seguida por
otra estructura de montaje
especial, llamada "Monstruo de
dos cabezas", que se muestra en la
ilustración superior. A medida que
se arrastra sobre los extremos
superiores de los pilotes, la
"cabeza" delantera de la máquina
corta éstos a una altura uniforme.
Las vigas transversales son
colocadas por la "cabeza" trasera
de la máquina.
El "monstruo" se tnueve a lo largo
apoyado sobre ruedas montadas
temporalmente sobre los extremos
superiores de los pilotes. Tiene un
juego extra de ruedas que va
colocado en el xrupo de pilotes
siguiente a medida que avanza,
como se ve en los croquis de
la derecha.

Parapeto
Carrete ,e
28/problemasdeingeniería
e,
FIGUR.. 12. En seguida viene
esta máquina, llamada "Colocadora
de losas", que instala cuatro
secciones de losas de concreto
precoladas de 22.5 metros de
longitud, Para formar la carretera
o calzada.
La "Colocadora de losas" avanza
utilizando dos juegos de carriles
(trabes o vigas maestras), como se
indica. De esta manera viaja paso
a paso sobre los extremos superiores
de los pilotes y queda apoyada
sobre un cimiento firme mientras
realiza su trabajo, sin "llegar a
mojarse los pies".

FIGURA 13. En pinter plano se
ve una isla artificial que protege
el túnel submarino de 1.6 kilómetros
en el punto en que sale a la
superficie y se une al viaducto de
caballetes. Las tres islas restantes
se ven al fondo. Cada isla tiene
480 metros de longitud y su construcción
requirió aproximadamente de dos
millones de toneladas de materiales.
El núcleo de arena de la isla
está protegido por una pesada coraza
de piedra.
Vista lateral
(b)
Vista de frente
Vista lateral
(c)
Vista de frente
ingenieríaenacción/31
(d) (e)
FIGURA 14. La construcción de
los túneles de 1.6 kilómetros de
largo por debajo de los canales
de navegación es otra interesante
historia.
a) Primeramente una draga formó
una zanja de aproximadamente
30 metros de ancho y de 15
a 30 metros de profundidad.
(a)
b) Luego un dispositivo llamado
plantilla o escantillón emparejó
el fondo de la zanja hasta
2.5 centímetros (1 plg.) del
nivel especificado.' Obsérvese
que el escantillón puede ser
inclinado de modo que sea
paralelo al declive deseado de
la zanja terminada.
c) A continuación, se hizo
descender y se colocó en su
sitio un tubo prefabricado de
90 metros, utilizando una
barcaza especial.
d) Después se efectúo su conexión
con la sección de tubería
colocada anteriormente.
e) Finalmente, los tubos se
cubrieron con capas de roca y
arena, se sellaron las juntas, se
quitaron los mamparos
temporales, se realizó el
acabado interior, y el resultado
fue un conducta tubular
submarino continuo que une
las islas artificiales de anclaje.

FIOURA 16. Avión VTOL
volando en posición estacionaria.
Este aparato puede moverse
verticalmente hacia arriba o hacia
abajo, o bien desplazarse como un
helicóptero utilizando las tres
hélices de levantamiento, una en
cada ala y la tercera en la proa.
Una vez en el aire se cambia la
inclinación de las gulas tipo
persiana situadas bajo los
ventiladores de ala, de manera que
se desvíe hacia atrás la corriente
de aire de las hélices, produciendo
así una aceleración horizontal.
Cuando la velocidad de la aeronave
es suficiente para el vuelo
aerodinámico normal con
sustentación por las alas, se cierran
las guías de persiana y la nave
vuela como un aeroplano de
reacción ordinario, de alta
velocidad, a unos 800 kilómetros
(500 millas) por hora como
velocidad de travesía. Las hélices
son impulsadas por los mismos dos
motores de reacción que propulsan
al aeroplano en su vuelo
horizontal. (Fotos del avión
VTOL por cortesía de loan
Aeronautical Company)
FIGURA 15.
piedra, el concreto u hormigón, la arena y el acero alcanzó
un valor de muchos millones de dólares. (La inversión en el
equipo de construcción empleado en esta obra, fue aproxima-
damente de 15 millones de dólares.) Por tanto, la factibilidad
económica de una empresa como ésta depende en gran' parte
de la capacidad y habilidad de los ingenieros para diseñar
una estructura que reduzca al mínimo el costo de su cons-
trucción y que satisfaga, a la vez, todos los requisitos funcio-
nales, y para idear métodos económicos para lograr su rea-
lización.
Desarrollo de un aeroplano. Durante los últimos cuatro
años un grupo de siete ingenieros de diseño ha estado des-
arrollando un nuevo tipo de aeroplano llamado VTOL (del
inglés Vertical Take-Off and Landing, es decir, un aeroplano
de despegue y aterrizaje verticales). Los resultados de sus tra-
bajos se muestran en las Figs. 15 a 20.
Comentario. Ese grupo de diseño tenía que desarrollar un
aeroplano que tuviese suficiente empuje (o fuerza propulsiva)
para ascender verticalmente y después desplazarse horizontal-
mente a velocidades competitivas, sin llegar al caso de tener
un avión que prácticamente fuera puro motor. Otro desafío
a su ingenio provenía del hecho de que en la posición estacio-
naria de vuelo el aparato tiende a inclinarse y los vientos

I> •- _______•.RAI
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FIGURA 18. Modelo a escala de
1/6 del avión VTOL preparado
para las pruebas en el túnel de
viento. Los copetes de lana
fijados al fuselaje indicarán el
flujo o corriente del aire. Los
cables que se ven en la parte
posterior del modelo llevan energía
a los instrumentos medidores y
conducen hacia afuera la
información proporcionada
por ellos.
FIGURA 19. Modelo experimental
del tipo usado en pruebas de
campo de los diseños preliminares
del avión VTOL. En este caso, los
proyectistas evalúan las capacidades
de vuelo libre y de control del
aeroplano mediante tres pequeños
motores de chorro montados en el
extremo de cada ala. Finalmente
quitaron los cables de sujeción y
permitieron que el aparato
ascendiera varios cientos de pies.
A pesar de la aparente tosquedad
de esta estructura volante, sirvió
para que los ingenieros supieran
lo que necesitaban conocer, sin
tener que imaginar cosas
innecesarias y sin gastos inútiles
de tiempo y dinero. (Cortesía de
Lockheed-California Company.)
FIGURA 20. El objetivo no es •
sólo obtener los contratos militares;
naturalmente, la compañía espera
introducir al mercado comercial el
avión VTOL. Por consiguiente,
el equipo de ingenieros del
proyecto ha estado considerando
aviones VTOL de transporte como
el que se ilustra, basados en los
conocimientos que han desarrollado
para la versión militar mostrada
en las Ftotmns 15 a 18.

transversales tienden a desplazarlo de su posición horizontal.
Por lo tanto, se necesitaba un sistema complicado para man-
tener la estabilidad del avión. En el diseño del aeroplano
VTOL los problemas de estabilidad son de los más arduos,
pues requieren mucha destreza matemática y el frecuente
empleo de computadoras.
El equipo de ingenieros debía experimentar con modelos
de diversas clases (Figs. 18 y 19). Por consiguiente, entre otras
cosas, lo anterior significa que tenían que ser expertos en ins-
trumentación, experimentación e interpretación de datos.
Por curioso que parezca, aun cuando este proyecto se ha
realizado hasta el punto en que los modelos de trabajo se han
probado en vuelo durante muchas horas, la compañía fabri-
cante no tiene todavía un comprador definido para su aero-
nave. El Ejército de los Estados Unidos ha financiado el
proyecto, pero la compañía no tiene ninguna garantía de que
venderá algún día un aparato VTOL. Lo que tal empresa
recibirá en el futuro por sus esfuerzos depende de lo bien que
realicen su trabajo los siete ingenieros, y de los diseños que
obtengan las compañías competidoras.
Empresas arriesgadas como ésta son cada vez más frecuen-
tes. Una compañía vislumbra una oportunidad distante en al-
gún tipo de creación o producto de la ingeniería, que en el
presente esté considerablemente más allá de las posibilidades
técnicas. Comienza luego a desarrollar su competencia técni-
ca en el área asignando un equipo de ingenieros al diseño de
uno o más modelos experimentales, como fue el caso del
VTOL. Los trabajos de desarrollo son financiados a veces por
organismos militares o de otra clase; en ocasiones la propia
compañía costea tales trabajos con la esperanza de que la
inversión efe¿tuada lleve algún día a la obtención de contra-
tos provechosos. A menudo, una empresa lleva a cabo tales
proyectos paralelamente con compañías competidoras, origi-
nando así las cada vez más frecuentes "grandes competencias
de ingeniería" que se ven en los últimos años. Ejemplos: el
avión supersónico de transporte, el avión a reacción "Jumbo",
el satélite de telecomunicaciones y el sistema de control de
tránsito por computadora para grandes ciudades. En cada
ejemplo varias empresas están en competencia técnica, que
esperan que finalmente les reditúe beneficios. Esto añade un
elemento que incita y causa incertidumbre en el proyecto a
los ingenieros participantes.
ALGUNAS GENERALIZACIONES
1 Un ingeniero es un solucionador de problemas. Por lo co-
mún su problema principia al darse cuenta de una necesidad
algunas generalizaciones / 37
o carencia que indudablemente puede satisfacerse mediante
un dispositivo físico, una estructura o un proceso. En esta
etapa es probable que las cosas sean vagas o confusas. Por
ejemplo, la gerencia de una compañía fabricante de automó-
viles ha decidido que debe prepararse para ofrecer en el
mercado un automóvil eléctrico, a fin de no quedar a la zaga
de sus competidores. Su cuerpo de ingenieros tiene ya su co-
metido. En términos generales, la gerencia de la empresa ha
especificado las características deseadas del nuevo producto,
tales como la variedad aproximada de precios y la potencia
nominal. La tarea restante consiste en diseñar un vehículo que
satisfaga las condiciones de funcionamiento dadas. Esto es tí-
pico de los trabajos de ingeniería que se asignan. A un inge-
niero se le indica la función o propósito general que debe rea-
lizarse y, quizá, algunos requisitos vagamente especificados y
preferencias para una solución. Tales especificaciones o con-
diciones funcionales suelen ser seleccionadas por sus superio-
res o por el cliente, frecuentemente en colaboración con el t
ingeniero.Portanto,latareaprimordialdeésteestraducir
un vago enunciado de lo que se requiere, en un conjunto de
especificaciones concretas de un medio satisfactorio para al- I
canzar el objetivo propuesto.
Invariablemente hay numerosas formas de lograr el pro-
pósito especificado, muchas de las cuales, si no es que la ma-
yoría, son desconocidas para el ingeniero al principio de su
proyecto. A él le corresponde descubrir y explorar un cierto I v.
número de posibilidades. Los conocimientos que ha adquirido
por su preparación y experiencia son una fuente importante,
pero no la única de tales soluciones; también tiene que em-
plear su ingenio. Al evaluar las diversas posibilidades debe
confiar excesivamente en su juicio o criterio personal, el que
utiliza en vez de efectuar una investigación exhaustiva de todas
las alternativas (algo que obviamente no tiene tiempo de rea-
experiencia, es un exigente aspecto del trabajo diario de un
lizar). El juicio o criterio personal, que se adquiere con la
ingeniero. La capacidad creativa necesaria para inventar solu- rciones, y el criterio utilizado en su evaluación, significan que
la práctica de la ingeniería tiene más de arte que lo que el
lector podría haber supuesto.
En casi todo proyecto de ingeniería hay un aire de ur- I
gencia. A menudo se fija una fecha límite para obtener una
solución, y usualmente hay presiones que urgen a tener resul-
tados tan pronto como sea posible. En consecuencia, el inge-
niero, por lo general, debe recomendar una solución mucho
antes que haya tenido tiempo de descubrir todas las posibi-
lidades.

algunas generalizaciones / 3938 / problemas de ingeniería
El grado en que intervienen consideraciones económicas en
-1 1 los trabajos de ingeniería difícilmente puede ser exagerado. Si
la sociedad ha de beneficiarse con las creaciones de un inge-
niero, éstas deben ser soluciones que los usuarios a quienes se
destinan puedan adquirir. Además, una empresa privada no
inicia una aventura que no tenga una prometedora posibili-
dad de rendir un atractivo rédito a la inversión. En los orga-
nismos de servicio público se requiere también un valor satis-
factorio de la razón de beneficio a costo. Aun cuando una
solución lograda por un ingeniero pueda desempeñar admira-
blemente la función propuesta, tal solución se desechará si no
produce una ganancia neta al negocio o a la sociedad. En
consecuencia, el ingeniero debe tener un marcado interés en los
1
f costos: el costo de desarrollar, y el de realizar y el de utilizar
t su solución.
1 A un ingeniero debe interesarle la productibilidad de sus
}creaciones, tanto desde un punto de vista técnico (¿ puede
!hacerse realmente?), como económico (¿ podrá hacerse a un
costo admisible?). Los proyectistas del puente-túnel de la Ba-
hía de Chesapeake consideraron cuidadosamente los efectos de
diferentes rutas y características estructurales posibles sobre
el costo de construcción de la obra. De manera similar, se es-
pera que el proyectista del diagnosticador especifique un dis-
positivo que pueda fabricarse en grandes cantidades a un
precio admisible para el comprador en potencia y que propor-
cione utilidades a la compañía.
En la mayor parte de los problemas de ingeniería hay
1 objetivos o metas conflictivas. Tal vez el fabricante de auto-
móviles quisiera que su auto eléctrico fuese cómodo, seguro,
potente, ligero y de bajo costo, y que tuviera además gran
capacidad de carga, pero no podría obtener todo esto. El auto
no puede ser el mejor en todos esos aspectos. Si el proyectista
hace todo lo posible para obtener la velocidad y potencia má-
ximas, tendrá que sacrificar algunas otras cosas, probablemen-
te en comodidad, precio y capacidad. Y así sucedería también
si tratase de hacer de su diseño lo último en lo referente a
cualquier característica de funcionamiento. Al final, el inge-
cA niero tendrá que hallar el mejor balance entre los criterios
en conflicto. Esto no es tarea fácil.
VO
La comunicación o contacto con la gente requiere la ma-.
1 yor cantidad del tiempo de trabajo de un ingeniero, mientras
que el estar sentado ante su mesa o tablero de dibujo le con-
sume un tiempo mucho menor de lo que generalmente se
piensa. Una sorprendente proporción de su tiempo se emplea
haciendo consultas, dando instrucciones, contestando pregun-
tas, proporcionando consejos o recomendaciones, intercam-
biando ideas y buscando aprobación. Consecuentemente, la
incapacidad de mantener relaciones personales satisfactorias
puede llegar a ser un severo obstáculo para el éxito de un
ingeniero.
Las relaciones humanas de un ingeniero no terminan aquí.
Una parte importante de su trabajo consiste en descubrir y If
evaluar necesidades humanas; por ejemplo, la necesidad de 1 1
nuevasfuentesdeaguadulceopotable,ylostipos,capacida-
des y cantidades de purificadores de agua que se requieran.
Además, debe tener interés en la aceptación de sus soluciones
por el público y, por lo tanto, debe familiarizarse con el modo
en que la gente utilizará sus obras, la forma en que reaccio-
nará ante ellas y las características preferidas por los usuarios } L -
potenciales. También es de su responsabilidad prever e inte- 1
resarse en los efectos de sus obras o creaciones sobre la gente,
a gran escala; por ejemplo, la influencia del puente-túnel en
la vida de la población que lo utilizará. Así, pues, el ingeniero
está fuertemente comprometido con las necesidades sociales,
así como con la aceptación y efectos de sus obras.
Su relación con la gente y con los asuntos económicos
significa que una gran parte de sus problemas no son técnicos
(pero ciertamente no son más fáciles)., más de lo que cree la
gente común. (Quizá convenga que el lector tenga presente
esto; le ayudará a entender por qué debe cursar un cierto
número de materias no técnicas.)
En general, el resultado del trabajo de un ingeniero es
algo tangible: un aparato físico, una estructura o un proceso,
como lo ilustran el diagnosticador, el desalador de agua, la
máquina productora de interruptores, el puente-túnel y el
avión VTOL. Tal hecho es, probablemente, el motivo de un
concepto erróneo común acerca de la ingeniería. Como el
resultado del trabajo de un ingeniero es un dispositivo, una
estructura, una máquina o un mecanismo, la gente cree que
los ingenieros pasan la mayor parte de su tiempo trabajando
en esas cosas, como un mecánico, un reparador de televisores
o un técnico de laboratorio. Pero éste no es, generalmente, el
caso. Un ingeniero suele realizar la mayor parte de la resol
lución de problemas con trabajo abstracto. Trabaja mucho 1
más con información (es decir, examinando hechos y obser-
vaciones, calculando, pensando y comunicando ideas) que con i
cosas u objetos tangibles. Además, los técnicos son usualmente ;
los encargados de construir los prototipos de las obras o crea-
ciones del ingeniero cuando es necesario, de manera que éste
tiene pocas ocasiones de "trabajar con las manos". Así, pues,
el trabajo en ingeniería es muy diferente de lo que cree la
mayoría de la gente. Y, lo que es más importante, un joven
á quien le guste desarmar automóviles, construir y reparar
aparatos electrónicos o jugar con substancias químicas, proba-
11 2
(>1
1)
II
lti
la
2. -1 0

40 / problemas de ingeniería algunas generalizaciones / 41
r.
blemente no tendrá más éxito o hallará más satisfacciones en
el trabajo de ingeniería que otra persona sin esas inclinaciones
innatas.
La mayor parte de las obras de ingeniería descritas en este
libro son sistemas complejos, en vista de los miles de compo-
nentes que contienen y las complicadas interrelaciones exis-
tentes entre éstos. Como consecuencia de tal complejidad, que
es bastante típica de los trabajos de ingeniería actuales, y de
la amplia variedad de clases de conocimientos que se requie-
ren para los proyectos, muchos problemas de ingeniería son
manejados por equipos de ingenieros de diversas especialida-
des. El caso en que un solo ingeniero diseña completamente
un aparato o estructura, es cada vez más raro (y tal individuo
muy raramente está recién egresado de la escuela de ingenie-
ría). Por ejemplo, intervienen cientos de ingenieros en el di-
seño de una nave espacial, que se dividen en equipos: uno
encargado de diseñar el subsistema de propulsión, otro del
subsistema de dirección o guía, y así sucesivamente para mu-
chos subsistemas más.
A medida que se vean y se lea acerca de obras de ingeniería
notables, y a menudo asombrosas, se llega a la conclusión de
que no todo el trabajo de ingeniería que está detrás de ellas
es desafiante y refinado. Una cierta cantidad de ese trabajo
carece de atractivo alguno y es una actividad tediosa y car-
gada de detalles, pero este tipo de trabajo se halla en la
ingeniería y en cualquier otra ocupación. Por supuesto, los
dibujantes y los técnicos libran al ingeniero de una parte de
esa tarea. Asimismo, las computadoras realizan, cada vez más,
muchos de los cálculos repetidos o rutinarios que anterior-
mente tenían que hacer "a mano" los ingenieros, pero no es
posible escapar completamente de esas labores.
(En la página 223 pueden hallarse obras de referencia
para éste y otros capítulos, cuya lectura se sugiere).
yectó, para llegar a la solución. (Por ejemplo, en la ma-
yoila de los casos el proyectista tiene que resolver el con-
flicto, maximizar el número y la efectividad de las
funciones que realizará el dispositivo y minimizar su costo
de fabricación.) Para este fin se podría elegir una cámara
fotográfica, un aparato doméstico o una herramienta
eléctrica.
4. En casi todos los casos un ingeniero debe proponer una
solución a un problema en un lapso bastante limitado.
¿Cuáles imagina usted que sean las consecuencias de esta
restricción? (Por ejemplo, ¿ de qué puede echar mano?,
¿qué sacrificios deberán hacerse?, ¿qué tendrá que aban-
donar y que a un perfeccionista le agradaría no omitir?)
5. Descríbase un proyecto de ingeniería, siguiendo en el
mayor grado posible los estudios de los casos presentados
en este capítulo. Deberán incluirse cosas tales como las
circunstancias que originaron el proyecto, los problemas
difíciles o poco comunes que se encontraron, el resultado
final y los beneficios consiguientes. Proyectos que pueden
elegirse: cambio de lugar del templo de Abu Simbel
(por la construcción de la presa de Asuán, en Egipto) ;
laminador de alta velocidad, controlado automáticamen-
te, para la fabricación de láminas o planchas de acero;
sistema de tránsito rápido para el área de la bahía de San
Francisco; sistema de reservación de asientos basado en
computadoras; en líneas de aerotransporte; el avión a
reacción "Jumbo"; los satélites de comunicaciones "In-
telsat"; una planta de energía nuclear; el puente de Ve-
rrazano-Narrows.
irt,41 Jrrt,1 41 ' •
Ejercicios
1. Tómense tres problemas usuales del hogar, de la escuela
o de otro lado, y defínanse en función de los estados
A y B.
2. ¿Qué supone usted que hace un ingeniero cuando debe
resolver un problema y no hay teoría científica sobre la
que pueda basar su solución?
3. Considérese un dispositivo o un estructura comunes, e in-
téntese descubrir algunos de los objetivos conflictivos que
probablemente haya tenido que afrontar quien los pro-

CAPITULO 3
Los orígenes de
la ingeniería moderna
EL HOMBRE siempre ha dedicado mucho trabajo al desarrollo
de dispositivos y estructuras que hagan más útiles los recursos
naturales. Inventó el arado para hacer que el suelo fuera más
productivo y pudiera rendir más alimentos; la sierra, para
transformar la madera del árbol en objetos útiles; el molino
de viento, para convertir en trabajo útil las fuerzas de los vien-
tos; la máquina de vapor, para transformar en trabajo mecá-
nico la energía latente de los combustibles. Estos y miles de
otros aparatos, máquinas y estructuras, son los resultados
de una incesante búsqueda. En los primeros tiempos, a medida
que las diversas ocupaciones iban desarrollándose, aparecieron,
junto con los sacerdotes, médicos y maestros, los expertos de-
dicados a crear los dispositivos y obras mencionados. A esos
primitivos ingenieros se debe la creación de armas, fortifica-
ciones, caminos, puentes, barcos y otras obras y artefactos. Su
actividad puede rastrearse fácilmente hasta la época de los
antiguos imperios, y las evidencias de sus notables obras per-
sisten todavía, especialmente las calzadas, acueductos y obras
de defensa construidas por los romanos.
Tales hombres fueron los predecesores del ingeniero de la
era moderna. La diferencia más significativa entre aquellos
antiguos ingenieros y los de nuestros días, es el conocimiento
en que se basan sus obras. Los primitivos ingenieros diseñaban
puentes, máquinas y otras obras de importancia sobre la base
de un conocimiento práctico o empírico, el sentido común, la
experimentación y la inventiva personal. El "saber hacer" era
una acumulación de experiencias adquiridas principalmente
por medio del sistema del aprendizaje, y a; la cual contribuía
cada individuo. En contraste con los ingenieros de nuestros
días, los antiguos practicantes carecían casi por completo del
conocimiento de la ciencia, lo que es explicable; la ciencia
prácticamente no existía.
D411, tovi-Zotwor
It.4-1-A

Vapor
Idea de
Savery
en 1698
Condensación
del vapor
para producir
vado
Agua
fria
Rocé,-
Aparato de
NewcomPn
en /7/2
Agua
fria
Apare o
de Watt
en 1769
Embolo
Cilindro
44 / los orígenes de la ingeniería
La ingemeria permaneció, esencialmente, en ese estado du-
rante mucho siglos. En el Renacimiento el nivel de refina-
miento aumentó, pero aún durante el período del desarrollo
de la máquina de vapor, en el siglo xvirr, los creadores de
máquinas y estructuras se apoyaban muy poco en la ciencia.
C.:1,1dr°
La evolución de la máquina de vapor ilustra el estado de lay Emboto
ingeniería en ese lapso (Fig. 1). La máquina de vapor, paten-
tada en 1769 por James Watt, fue una de la serie de máquinas
cada vez mejores que se inició, aproximadamente, un siglo
antes. Watt hizo una importante mejora que incrementó en
gran medida la eficiencia (o rendimiento) de la máquina de
vapor, y condujo finalmente a su extensa utilización. En la
máquina de Newcomen, antecesora de la de Watt, el vapor
que movía el émbolo se condensaba en el cilindro mismo. Esto
limitaba en alto grado la eficiencia, porque en la carrera
ascendente convenía que el cilindro estuviera caliente, mien-
tras que en la descendente era mejor que estuviese frío. En las
circunstancias existentes no había ni lo uno ni lo otro. Watt
añadió una cámara de condensación separada, y tal cambio
constituyó una importante ventaja. (Por supuesto, en vista del
tiempo que ha pasado, esta mejora actualmente parece simple
y obvia, pero tardó muchos años el llegar a ella en el siglo
xvin.) Por lo tanto, la evolución de esta máquina está mar-
cada por una serie de inventos acumulativos realizados por
muchos hombres. Cada uno se basó en su ingenio, en las
aportaciones de sus predecesores y en la exploración por tan-
teo, a veces durante períodos de años o décadas. Tales in-
genieros no sabían nada acerca de la actividad molecular, las
relaciones cuantitativas entre la temperatura y la presión del
vapor y muchos otros hechos científicos.
La ingeniería actual. Los ingenieros de la antigüedad su-
frieron impedimentos en su trabajo, puesto que tenían poco
conocimiento de la ciencia, situación que existió hasta tiempos
relativamente recientes. Todo esto ha cambiado. En el siglo
pasado y en lo que va del presente, el conocimiento cientí-
fico ha florecido con una inmensa acumulación de información.
El conocimiento humano de la estructura de la materia, los
fenómenos electromagnéticos, los elementos químicos y sus
relaciones, las leyes del movimiento, los procesos de transmisión
de energía y muchos otros aspectos del mundo físico, ha au-
mentado enormemente. Mucho de lo que se enseña ahora en
los cursos de física de secundaria y preparatoria, era desco-
nocido cuando Watt desarrolló su máquina de vapor y, no
obstante, el contenido de esos cursos es sólo una fracción de
lo que se sabe en la actualidad.
los orígenes de la ingeniería 45
En el siglo )(pe los ingenieros se dieron cuenta de la poten-
cialidad que este cuerpo creciente de conocimientos científicos
ofrecía para la resolución de los problemas prácticos de la
humanidad, y comenzaron a aprovecharlo. Con este cambio
tan importante, como es el extenso empleo de los principios
científicos para la resolución de problemas, la ingeniería an-
tigua evolucionó hasta su forma moderna.
Si se supone que la ingeniería contemporánea es simple- ;
mente una extensión de la ciencia, como consideran erró-
neamente algunos autores, no se percata uno de un punto
muy importante y se tiene una falsa imagen de la profesión.
Los ingenieros ya existían mucho antes de que hubiera un
cuerpo o conjunto significativo de conocimientos científicos, y
fungían entonces, igual que en la actualidad, como los ex-
pertos de la sociedad para la creación de sus más complejas
obras: aparatos, máquinas, construcciones y procesos. Poste-
riormente, el más amplio conocimiento humano del mundo
físico produjo un significativo cambio en este campo. La in-
geniería de nuestros días se enfrenta esencialmente a los mis-
mos tipos de problemas, pero la ciencia se utiliza ahora en
forma amplia en la resolución de tales problemas. Obsérvese,
sin embargo, que la capacidad inventiva, el criterio experi-
mentado y los conocimientos empíricos ayudan mucho todavía
a solucionar los problemas de ingeniería.
Hay un cercano paralelismo entre la evolución de la inge-
niería y la de la medicina. Los especialistas en la curación
de las enfermedades han evolucionado desde muy remotas
épocas. Los predecesores de los médicos de hoy practicaron
durante muchos siglos lo que era esencialmente un arte; no
había ningún cuerpo de conocimientos científicos en qué con-
fiar. En tiempos relativamente recientes la bacteriología, la
fisiología y otras ciencias biológicas se desarrollaron hasta for-
mar un cúmulo considerable de conocimientos científicos, y
los médicos comenzaron a aplicarlos en el tratamiento de los
problemas de la salud.
Por -consiguiente, los médicos y los ingenieros son especia_
listas en resolución de problemas; sus orígenes se encuentran
en las profundidades de la historia, y son ellos quienes final-
mente, y en forma lógica, han asumido la responsabilidad de
aplicar un cierto conjunto de conocimientos científicos. Siem-
pre han estado orientados hacia la resolución de problemas, y
lo están aún. Su motivo primordial es resolver el problema
que tengan a mano. Si por casualidad se enfrentan con un
problema para el cual el conocimiento científico no da solu-
ción, de todos modos intentarán 'resolverlo. (¡ Un cirujano no
se apartará de un paciente en la mesa de operaciones si en-
cuentra una situación para la cual la ciencia no le dice qué
Idea de
-4-- Vapor papan
-4— -en 1690
Rociado de
agua fría
FIGURA 1.
Ais v 54- "
Ellos hacen lo que deben
hacer;
emplean la Ciencia cuando
es aplicable,
la intuición cuando es útil,
y el
tanteo cuando es necesario.
Charles L. Best

Los científicos exploran lo
que es y los ingenieros crean
lo que nunca ha sido.
Theodore von Kármán
tiene que hacer!) El médico y el ingeniero tienen un trabajo
que realizar, y llegarán a la solución de un problema mediante
la experimentaCión, el sentido común, el ingenio, o quizá otros
medios, si los conocimientos científicos de la época no cubren
la situación que se presente. Así pues, el ingeniero no existe
solamente para la aplicación de la ciencia, sino que existe para
resolver problemas, y en tal acción utiliza los conocimientos
científicos disponibles.
Diferenciación entre la ciencia y la ingeniería. Es difí-
cil lograr una plena apreciación del papel que desempeña la
ingeniería si no se comprende la diferencia básica entre la cien-
cia y la ingeniería. Estas difieren en los procesos básicos carac-
terísticos de cada una (investigación versus diseño), los obje-
tivos de interés que tienen día a día, y el producto final
primario (conocimiento versus obras y aparatos físicos).
La ciencia es un cuerpo de conocimientos; es especifica-
mente el conocimiento humano acumulado de la naturaleza.
Los cient.ficcs encaminan sus trabajos primordialmente a
mejorar y ampliar tal conocimiento. Buscan explicaciones úti-
les, clasificaciones y medios de predecir los fenómenos natu-
rales. En la búsqueda de nuevos conocimientos, el hombre de
ciencia se embarca en un proceso llamado investigación, y en
este empeño consagra mucho de su tiempo a las siguientes
actividades.
• Formulación de hipótesis para explicar los fenómenos na-
turales.
• Obtención de datos con los cuales poner a prueba las teorías
formuladas.
• Concepción, planeamiento, preparación y ejecución de ex-
perimentos.
• Análisis de observaciones y deducción de conclusiones.
• Intentos de describir los fenómenos naturales en el lenguaje
de las matemáticas.
• Intento de generalizar lo que se ha aprendido.
• Comunicación de sus descubrimientos por medio de artículos
y publicaciones diversas.
El objetivo primario del hombre de ciencia es el conoci-
miento como un fin en si mismo.
En contraste, el producto final del trabajo de un ingeniero
es usualmente un dispositivo físico, una estructura o un pro-
ceso. Sin ninguna duda, el giróscopo, el satélite meteorológico,
el radiotelescopio, el electrocardiógrafo, la planta de energía
nuclear, la computadora electrónica y el riñón artificial, son
productos de la ingeniería. El ingeniero desarrolla estos arte-
factos mediante el proceso creativo llamado diseño (en con-
traste con la actividad principal del científico: la investiga-
ción). Algunos de los intereses primarios del ingeniero, a
medida que realiza ese proceso, son la factibilidad económica,
la seguridad para la vida humana, la aceptación del público
y la manufacturabilidad de sus obras. Por el contrario, los
intereses primordiales de un hombre de ciencia, cuando de-
sempeña sus funciones, son la validez de sus teorías, la repro-
ductibilidad de sus experimentos y lo adecuado de sus métodos
para observar los fenómenos naturales.
La formulación de los principios de la inducción electro-
magnética que llevó a cabo Faraday, fue una aportación a
la ciencia. El empleo de ese conocimiento en el diseño de
generadores eléctricos es ingeniería. Cuando el hombre descu-
brió y entendió la fisión nuclear en los años 30 de este siglo, se
logró un importante descubrimiento científico. La aplicación
de tal conocimiento en el diseño de reactores nucleares útiles
es ingeniería. Lo anterior no quiere decir que personas que
esencialmente son científicos nunca proyecten instrumentos o
resuelvan problemas, o que personas que llamaríamos inge-
nieros no realicen ninguna investigación en la búsqueda de
FIGURA 2. Este es, sin duda, el mayor
radiotelescopio del mundo. Es un
reflector de malla de alambre sostenido
por una oquedad natural de las montañas
de Puerto Rico. Las señales de radar se
originan en un transmisor movible y
se reflejan hacia el espacio ultraterrestre.
Dichas señales rebotan en los planetas y
estrellas, y retornan como ecos, que son
enfocados por el reflector sobre el
receptor. Tales ecos son analizados luego
por los científicos para obtener nuevos
conocimientos sobre el Universo. Este es
un notable ejemplo de una obra de
ingeniería que la prensa llama
comúnmente una proeza científica. En
realidad, esta obra es un instrumento
científico empleado en radioastronomía,
cuyo diseño y construcción son verdaderas
proezas de la ingeniería. Fueron ingenieros
quienes determinaron el sitio para este
radiotelescopio; ellos lo proyectaron y,
de hecho, fue un ingeniero el que
concibió la idea básica. Se menciona
esto no porque los científicos y los
ingenieros se disputen el crédito de la
obra, sino porque los tipos de trabajo
comprendidos en el diseño y utilización
de este instrumento son completamente
diferentes, lo cual es importante para los
jóvenes' que planean sus carreras.
(Cortesía del CorneU Center for
Radiophysics and Space Research.)
los orígenes de la ingeniería / 47

las soluciones a sus problemas. La clave de la diferenciación
es saber qué es un objetivo primordial y qué es un medio para
llegar a un fin. Los ingenieros que producen medios prácticos
para convertir agua salada e impura en agua potable, empren-
den una investigación destinada a obtener más conocimientos
sobre los procesos fundamentales que intervienen. Sin embar-
go, se ocupan en tal investigación con objeto de resolver su
problema. La meta es el desari-ollo de un proceso económico
de transformación del agua. Véase la Fig. 2.
Cuando un vehículo espacial reingresa a la atmósfera te-
rrestre a muy altas velocidades, se genera calor suficiente para
fundir cualquier metal conocido. Por tanto, fue necesario que
los ingenieros que diseñaban tales vehículos realizaran una
investigación para encontrar un material capaz de resistir el
intenso calor. El conocimiento resultante es un subproducto
de sus trabajos para producir con éxito un vehículo de rein-
greso a la atmósfera.
,/,s,,Resumen. La ingeniería, como existe en la actualidad, es
los orígenes de la ingeniería / 49
2. Tarde o temprano, alguna persona le pedirá que le ex-
plique cuál es la diferencia entre un científico y un in-
geniero. ¿Qué diría usted en este caso?
3. Cuál sería su reacción ante esta definición: "La ingenie-
ría es la aplicación de la ciencia".
• principalmente el resultado de dos desarrollos históricos que
hasta mediados del siglo xix no estaban esencialmente rela-
cionados. Uno de ellos fue la evolución, en el transcurso de
las diversas épocas, de un especialista que desde entonces
fungió como el experto de la sociedad para la creación de
complicados dispositivos, estructuras, máquinas y otras obras.
El otro desarrollo es más reciente: el acelerado crecimiento
de los conocimientos científicos. Aunque su conjunción es re-
lativamente reciente, ya ha producido un importante cambio
en la ingeniería. En contraste con la situación del pasado, la
k ingeniería moderna comprende más ciencia y menos arte,
aunque éste está presente todavía en la forma de creatividad
y criterio personales.
Ejercicios
1. Escríbase un artículo sobre uno de los siguientes temas:
Las aportaciones de la ingeniería durante la época
del Imperio Romano.
El desarrollo de la máquina de vapor por medio de la
máquina patentada por Watt en 1769.
Los puentes y acueductos de la antigua Roma.
La evolución de las fuentes de energía, desde el tra-
bajo de esclavos hasta la energía atómica.
El desarrollo de la dínamo, a partir de los descubri-
a)
b)
c)
d)
e)

CAPITULO 4
Cualidades del
ingeniero competente
EL ÉXITO que el lector llegue a tener en la ingeniería depen-
derá principalmente del conocimiento basado ven hechos que
haya adquirido, de las habilidades que haya desarrollado, de
su actitud y de su capacidad para continuar su autome jora-
miento. Este capítulo describe lo que se debe tener en estos
cuatro aspectos para llegar a ser un ingeniero competente.
Quiero destacar que todo lo anterior se aplicará al lector den-
tro de unos diez años, por ejemplo, y no en el momento de
su graduación en la universidad, ni ciertamente ahora. Se
describirá lo que el estudiante debe tener actualmente, más
lo que añadirán los años de estudios profesionales, más los be-
neficios obtenidos de cierta experiencia en la práctica de la
ingeniería.
Ahora consideremos una buena razón para estar familia-
rizados con las cualidades de un ingeniero competente que se
resumen en la Fig. 1. Una educación en ingeniería tiene por
objeto realizar una aportación de importancia al desarrollo
del lector en estas áreas. La cabal comprensión de esta vista
panorámica es conveniente porque le permite al lector ser un
socio más efectivo de sus maestros y, por lo tanto, aumentar
notablemente los beneficios que obtenga de su educación.
CONOCIMIENTO BASADO EN HECHOS
Una parte muy importante de la educación formal de un Ciencias físicas
estudiante es la relativa a las ciencias físicas, principalmente básicas
física y química, como lo indica el número de cursos sobre
estas materias que figuran en los planes de estudios de inge-
niería. Para crear dispositivos, estructuras y procesos comple-
jos, un ingeniero debe tener un conocimiento fundamental de
las leyes del movimiento, de la estructura de la materia, del
comportamiento de los fluidos, de la transformación de la
energía y de muchos otros fenómenos del mundo físico.

conocimiento basado en hechos / 53
El cuerpo de conocimientos relativos a "dónde" y a "cómo"
aplicar los principios de la ciencia se denomina ciencia apli-
cada. La aplicación benéfica del conocimiento científico fun-
damental a los problemas prácticos del mundo, requiere algo
más que la mera noción de los hechos básicos. Cuando se está
enfermo no se desea ser atendido por un hombre cuya única
cualidad sea un conocimiento de la fisiología y la química
básicas. Lo mismo sucede con la ingeniería; hay un gran
paso entre los principios básicos de las ciencias físicas y los
dispositivos útiles. La educación formal de un ingeniero debe
dotarlo de los medios para cubrir esa deficiencia. Por tanto,
una vez que se está familiarizado con las ciencias físicas básicas,
se debe llevar un cierto número de cursos dedicados a su
aplicación. Un ejemplo de ciencia aplicada es el análisis de
circuitos eléctricos, que trata de la aplicación del conocimiento
de los fenómenos eléctricos fundamentales (carga eléctrica,
ondas electromagnéticas, corriente o flujo de electrones, etc.)
a la comprensión y eá 1c u lo de los circuitos eléctricos. Otras
ciencias físicas aplicadas se enseñan en cursos con títulos tales
como termodinámica, mecánica de sólidos, mecánica de flui-
dos y propiedades de materiales.
Lo anterior es, principalmente, "experiencia comunicada".
Es difícil imaginar una obra de ingeniería que esté basada por
completo en los principios científicos. La mayor parte de los
diseños se basan, en parte, en los conocimientos científicos y,
necesariamente, en la experiencia y la inventiva. Durante mu-
chos años, numerosas ideas, prácticas y observaciones, aun-
que no estuviesen fundadas en principios científicos, han de-
mostrado por la experiencia que son buenas y generalmente
útiles. Todo ese material se ha registrado y perpetuado, y
constituye un acervo de conocimientos empíricos en el que se
apoyan extensamente los ingenieros. Una parte de la educa-
ción formal de un estudiante de ingeniería se dedica, al estu-
dio de esos conocimientos, ordinariamente en los cursos sobre
diseño en los primeros y últimos años de la carrera. Los cursos
sobre el diseño y el proyecto en la ingeniería tratan princi-
palmente de la aplicación de las ciencias y los conocimientos
empíricos a la resolución de problemas, así como al desarrollo
de métodos y técnicas para tal resolución.
Especialización en la ingeniería. En la práctica se acos-
tumbra adquirir especialización en cierto grado, sobre todo
porque se requieren grandes y substancialmente diferentes
cuerpos de conocimiento para resolver distintos tipos de pro-
blemas. Es virtualmente imposible que un ingeniero sea com-
petente eri el diseño de puentes y de equipo de televisión y
de motores a reacción y de plantas metalúrgicas y de máqui-
Conocimientos empíricos
codificados
FIGURA 1. Vista panorámica
de este capítulo.
ra)
Conocimientos
reales
(b)
Destreza
o capacidad
en las siguientes./
áreas:
52 / cualidades del ingeniero competente
{
Física
Química
Otras
Electricidad básica
Termodinámica
Mecánica de los sólidos
Etc.
f
Conocimientos
empíricos
ordenados
¿Qué es lo que un
ingeniero debe tener?
Diseño
Inventiva
Criterio
Matemáticas
Simulación
Experimentación
Deducción de conclusiones
Computación electrónica
Optimización
Búsqueda de información
Pensamiento
Comunicación
Trabajo en común con otras personas
(c)
Interrogantes
Aptitudes Objetivas
Profesionales
De mente abierta (sin prejuicios)
(d)
Capacidad
de superación continua
Otros
conocimientos
Sociología
Literatura
Etc.
Ciencias
físicas
básicas
Ciencias
físicas
aplicadas
Ciencias físicas
aplicadas
Pero el conocimiento de las ciencias físicas básicas es ape-
nas suficiente. Si un ingeniero ha de resolver problemas, tiene
que estudiar también las ciencias físicas aplicadas y un cuerpo
codificado de conocimientos empíricos. A continuación expli-
caremos lo anterior.

nana textil. En consecuencia, es inevitable tener alguna espe-
cialidad. Por lo tanto, durante la última parte de su programa
de estudios profesionales, probablemente el lector se especia-
lizará en alguna rama de la ingeniería. Hay muchas de donde
elegir; las principales se describen en el Apéndice A. En el
contenido de los cursos de diseño de nivel superior, es donde
difiere primordialmente la educación en las diversas ramas
de la ingeniería. El estudiante de ingeniería eléctrica estudia
el funcionamiento y el diseño de máquinas eléctricas, aparatos
de comunicación, sistemas de distribución de energía, etc.,
mientras que el estudiante de ingeniería civil aprende lo refe-
rente a estructuras, sistemas de abastecimiento de agua, pla-
neación de ciudades, y materias relacionadas. Asimismo, los
estudiantes de otras especialidades de la ingeniería se concen-
tran en materias pertenecientes a sus campos.
Aunque la especialización, según las líneas tradicionales, es
todavía común en la 'educación en ingeniería, la mayor parte
de los problemas encontrados en la práctica requieren del
conocimiento de dos o más de las ramas tradicionales de la
ingeniería, como se demostró en los estudios de casos del ca-
pítulo 2. El diseño de un proceso químico industrial, natu-
ralmente requiere un conocimiento considerable que, por tra-
dición, es una parte de la instrucción de un ingeniero químico
así como algunos de los concimientos adquiridos por los inge-
nieros electricistas, industriales y mecánicos. Como resultado,
un ingeniero debe trabajar con frecuencia en estrecha cola-
boración con otros ingenieros de especialidad diferente a la
suya, y él mismo tiene que emplear conocimientos de otras
ramas de la ingeniería. Por lo tanto, suele darse cuenta que
en el trabajo real su conocimiento debe traspasar las fronteras
tradicitInales de su especialidad. Por esta razón, principalmen-
te, los estudiantes de ingeniería tienen que llevar algunos cur-
sos de especialidades de ingeniería diferentes de la suya.
Otros conocimientos Observemos que hay varios aspectos importantes, no téc-
nicos, del desarrollo intelectual de un estudiante de ingeniería.
Para ser profesionalmente competente, su caudal de conoci-
mientos debe extenderse más allá de las ciencias físicas y la
ingeniería. Debe abarcar materias tales como economía, teoría
del Gobierno, psicología, sociología y humanidades. Esta am-
plitud de conocimientos es importante por diversas razones.
habilidades del ingeniero / 55
• Se deben conocer los "hechos económicos de la vida". Para
que un ingeniero sea apreciado debidamente por quien lo
emplee y sea de provecho a la sociedad, tiene que darse
cuenta de la importancia y los aspectos intrincados de las
utilidades o ganancias, costos, relaciones entre precio y de-
manda, rédito a la inversión, depreciación, cargos por in-
terés sobre el capital y otros asuntos económicos. Constan-
temente se verá envuelto en decisiones económicas. Para
enfrentarse a tales decisiones con eficacia debe estar tan
consciente de los costos y las ganancias como el hombre
de negocios.
• Tendrá que trabajar con personas de muchos campos de
actividad; por ejemplo, economistas, contadores, políticos,
sociólogos, psicólogos, abogados y dirigentes sindicales. Debe
darse cuenta de las contribuciones que puede hacer esta
gente; además, tiene que ser capaz de hablar con ellos inte-
ligentemente, de trabajar con ellos y de entender sus pro-
blemas.
• Una educación superior es una preparación para algo más
que tener un medio de vivir; es una preparación para vivir.
En consecuencia, los estudios de un ingeniero no deben
concentrarse enteramente en la ciencia y la ingeniería.
• La educación amplia, prepara y motiva para mostrar un
verdadero interés por la sociedad en la que se influirá me-
diante las obras realizadas; no hay argumento más pode-
roso para extender la educación de un ingeniero a las hu-
manidades y las ciencias sociales. El importante asunto del
interés social de un ingeniero merece una exposición aparte
y, por lo tanto, el capítulo 14 se dedica a él.
Debido principalmente a estas razones, por lo menos el
veinte por ciento del plan de estudios de ingeniería a nivel
profesional se reserva a los cursos de humanidades (literatura,
idiomas, filosofía, etc.) y de ciencias sociales, tales como so-
ciología, historia y economía.
HABILIDADES DEL INGENIERO
El lector tendrá que aplicar sus conocimientos con ayuda
de las habilidades, principalmente mentales, resumidas en la
Fig. 1 (b), que explicaremos a continuación.
Supóngase que está encargado de desarrollar un nuevo
sistema de control de tránsito para una ciudad. Tal trabajo
se realizará por medio de un proceso llamado diseño, que es
el procedimiento general por el que se convierte el enunciado
vago de lo que se desea, en el conjunto de especificaciones
de un sistema que sirva para el propósito deseado. El diseño
es la parte medular de la ingeniería; todo lo que se efectúa
para resolver un problema se hace mediante ese procedimiento.
La habilidad en la ejecución de tal proceso es tan importante
como para dedicarle cinco capítulos de este libro.
La idoneidad que se tenga en el diseño dependerá gran-
demente de la capacidad inventiva, de modo que ésta es tam-
Habilidad en diseño
Capacidad inventiva

fr
bién una importante cualidad. Utilizándola, se podrán idear
varios bosquejos de sistemas de control de tránsito, los cuales
se evaluarán posteriormente para determinar cuál es el mejor.
Esta evaluación debe hacerse de preferencia mientras las ideas
están aún "en el papel". Se verá por qué; difícilmente sería
posible ensayar las posibilidades en condiciones reales ideadas
de los sistemas de control de tránsito. Las pruebas en el cam-
po requerirían dinero, tiempo y paciencia del público en de-
masía. Un método para predecir el funcionamiento de las
soluciones alternativas es el uso del criterio personal, otro son
las matemáticas y otro más es la simulación (es decir, la
experimentación en que se utiliza un substituto del objeto real,
como en la prueba aerodinámica de un modelo de aeroplano
en un túnel de viento). Probablemente el lector utilizaría los
tres métodos o habilidades en el problema del control de
tránsito.
Se tiene que experimentar, lo que significa que hay que
saber cómo preparar un experimento con el fin de obtener
una cantidad máxima de información confiable con un míni-
mo de tiempo y costo. En la experimentación y en muchas
otras fases del trabajo habrá que utilizar la destreza o habili-
dad de medición.
Muy relacionada con la medición y la experimentación
está la aptitud para deducir conclusiones inteligentes a partir
de observaciones. Aun cuando las mediciones son de natu-
raleza simple, la acertada interpretación de ellas no es tan
directa como podría creerse. Esto es así debido a la variación
incontrolable en las características de todos los materiales,
objetos y dispositivos, junto con el hecho de que ningún sis-
tema de medición es perfecto y que la mayor parte de las
conclusiones deben basarse en muestras relativamente peque-
ñas de observaciones. Tales circunstancias complican el proce-
so de deducción de conclusiones. En general, el ser humano es
notoriamente inepto para obtener conclusiones, como lo de-
muestra repetidamente el hecho de llegar con frecuencia a
conclusiones erróneas acerca de sus semejantes. La tendencia
poco sana a deducir conclusiones incorrectas que se tiene por
naturaleza, es probable que persista hasta la práctica de la
profesión, a menos que se adiestre la mente para combatirla.
Para ello, es muy importante aprender a conocer las diversas
fuentes potenciales de error que intervienen en el proceso de
deducir conclusiones, las limitaciones de las muestras peque-
ñas, el papel que juegan el azar, la incertidumbre y los
prejuicios, y la importancia de evaluar cuidadosamente la con-
fiabilidad de la evidencia disponible.
Habilidad en la Una computadora digital es una poderosa herramienta
computación práctica. La habilidad para utilizarla, para manejar la regla
habilidades del ingeniero / 57
de cálculo y otros medios auxiliares semejantes, constituyen
la habilidad en la computación o cálculo.
Siempre se busca la solución óptima (o sea, la mejor). Destreza en
Optimización es un término que se aplica al proceso de alean - optimización
zar la solución óptima; la destreza o habilidad a este respecto
es ciertamente importante.
A medida que se acrecientan los cúmulos de conocimientos Aptitud para
disponibles, también aumentan la deseabilidad y la dificultad utilizar las fuentes
en la búsqueda de información relativa a un problema. Por de información
lo tanto, cada vez es más importante el poder utilizar eficaz-
mente las fuentes de información. Podría pensarse que no hay
nada de trabajo de ingeniería en este aspecto de la actividad,
pero se puede desaprovechar una gran cantidad de valiosa
información y perder mucho tiempo si no se está adiestrado
al respecto.
La .habilidad de pensamiento no deberá desperdiciarse en Habilidad de
ningún trabajo que se realice. Una de las principales metas pensamiento
de una educación en ingeniería, es el vigorizar las aptitudes de
razonamiento, análisis y otras capacidades mentales. Aunque
no hay muchas ocasiones en que puedan discutirse abierta-
mente tales procesos en el curso de la educación en ingeniería,
uno de los objetivos esenciales de la mayor parte de los cursos
es el contribuir al desarrollo de la habilidad de pensamiento.
El hecho de que estos procesos rara vez se tratan explícita-
mente, puede crear confusión; sin embargo, es indudable que
la "capacidad de pensar" es una mercancía altamente apre-
ciada en el mercado de los empleos.
No hay que subestimar, como lo hacen muchos futuros
ingenieros, la importancia de la aptitud en la comunicación.
Se debe ser capaz de expresarse clara y concisamente si se
aspira a ser un buen ingeniero. Probablemente la manera más
eficaz de que el lector se convenza de la importancia de la
aptitud en la expresión oral y escrita, además de que lo apren-
da por propia experiencia, sería que escuchase las muchas
peticiones hechas por quienes emplean a los ingenieros, y por
los ingenieros mismos, para que se dé más atención a esas ma-
terias en las escuelas de ingeniería. La aptitud en la comu-
nicación comprende la capacidad de expresarse matemática y
gráficamente. La destreza en la expresión gráfica, que es la
capacidad de presentar información en forma de dibujos, es-
quemas y gráficas, es esencial para una buena expresión de
las ideas.
La capacidad de trabajar eficientemente con otras perso-
nas es de importancia obvia. La práctica de la ingeniería
comprende muchas relaciones con numerosas personas; si no
se es capaz de mantener relaciones de trabajo cooperativo con
ellas, se estará en dificultades.
Buen criterio
Aptitud matemática
Habilidad en la
simulación de
fenómenos
Destreza en la
experimentación
Destreza en la
medición
Aptitud para llegar
a conclusiones
inteligentes
Aptitud de
comunicación
Aptitud para
trabajar
con la gente

ACTITUD DEL INGENIERO
Ciertas cualidades que deben emplearse en la resolución
de problemas no son ni conocimientos de hechos reales, ni ha-
bilidades. En conjunto constituyen lo que se describe mejor
como una actitud o punto de vista del ingeniero. Tales cua-
lidades se resumen en la Fig. 1(c).
Cultive una actitud interrogante, una curiosidad por el
"cómo" y el "por qué" de las cosas. Esa actitud le permitirá
obtener mucha información útil y numerosas ideas aprove-
chables. Parte de esa actitud proviene de la curiosidad, y
parte de un cierto escepticismo que inclina a desconfiar de la
utilidad de una cierta práctica, de la validez de un "hecho",
de la conveniencia de determinada característica o de la ne-
cesidad de un elemento particular. El dudar acerca de diver-
sos "hechos, requisitos, características", etc., para hacer que
"se prueben por sí mismos", especialmente cuando son asuntos
o conceptos de gran arraigo, realmente puede resultar muy
provechoso.
En el curso de un proyecto típico es posible que uno sea
el foco o centro de opiniones parciales o con prejuicio, y de
presiones de intereses especiales. Además, habrá que afrontar
muchas situaciones que deben su existencia a la costumbre
más que a la razón. Al hacer frente a prejuicios, presiones y
tradiciones, hay que esforzarse en tener objetividad al realizar
evaluaciones y tomar decisiones.
Se espera que un ingeniero asuma una verdadera actitud
profesional hacia su trabajo, hacia la gente a quien sirve, ha-
cia aquellos a quienes afectan las soluciones halladas por él, y
hacia sus colegas, en la manera tradicional de las profesiones.
El verdadero profesionista sirve a la sociedad como un ex-
perto en relación con un cierto tipo de problema relativamente
complicado. En estas circunstancias, el cliente confía en el
Actitud
interrogante
¿POR QUE?
¿POR QUE?
¿POR QUE?
Objetividad
Actitud
profesional
Hay otras aptitudes y habilidades que requiere la inge-
niería, pero las ya descritas son las principales y deben bastar
para poner de manifiesto que para practicar la ingeniería se
necesita un cierto número de ellas. En los capítulos del 5 al
13 se discutirán con más detalle cinco de esas aptitudes o
habilidades. No se debe entender con ello que las restantes
carecen de importancia. Las que se seleccionaron lo fueron
por la necesidad de ampliar su conocimiento, puesto que no
se han publicado explicaciones de introducción satisfactorias
acerca de ellas, mientras que existen útiles libros sobre expe-
rimentación, medición, comunicación gráfica y otras habili-
dades a las que no se han dedicado capítulos completos en
este libro.
capacidad para continuar el automejoramionto / 59
profesionista y debido a tal confianza, este último tiene la
obligación de desempeñar sus servicios con apego a la ética.
Como la mayor parte de las obras de un ingeniero afectan
•directamente el bienestar de mucha gente, el público confía
en que sus diseños serán seguros y, de un modo u otro, útiles
para el bienestar de la humanidad. El público espera también
recibir el justo servicio por lo que ha pagado.
La obligación profesional comprende algo más que limi-
tarse a vivir de acuerdo con la confianza depositada por aqué-
llos a quienes se sirve y que resultan afectados por las obras
realizadas. Incluye también:
• Insistencia en considerar a fondo un proyecto hasta tener
una solución bien fundamentada.
• El deseo de sostenerse en esa solución con el objeto de apro-
vechar la experiencia que se tuvo con ella.
• La firme voluntad de mantenerse informado de las mejores
prácticas o procedimientos y de los últimos adelantos, y
utilizarlos.
• Un sentido de responsabilidad hacia los colegas que se ma-
nifieste en las acciones, en los intentos de mejorar las con-
diciones del grupo profesional al que se pertenezca, y la
disposición para intercambiar información "no clasificada"
con otras personas de la profesión.
• Mantener en estricta reserva las ideas no patentadas, los
procesos secretos, los métodos de características únicas o es-
peciales, etc., que proporcionan a nuestro cliente una ven-
taja sobre sus competidores.
• Un anhelo de contribuir al mejoramiento de la humanidad
mediante obras y consejos.
De mucha importancia para determinar el valor que se
pueda tener como ingeniero, es la cualidad de poseer una
mente abierta a lo nuevo y diferente. Una mente flexible es
una gran ventaja. Hay que ser receptivo a las nuevas teorías,
a las nuevas ideas y a las innovaciones en la técnica.
CAPACIDAD PARA CONTINUAR EL
AUTOMEJORAMIENTO
Cuando se egresa de la escuela o facultad de ingeniería,
no se tienen todas las características descritas en este capítulo.
El recibir el título de ingeniero (o de licenciado en ingeniería)
marca sólo el fin del principio. La educación formal recibida
proporciona un sólido comienzo en un proceso de desarrollo a
largo plazo. Después de eso, depende de uno mismo el conti-
nuar su desarrollo intelectual, si se aspira a llegar a ser un
verdadero ingeniero y a disfrutar de una fascinante carrera,
1
Mente abierta y
sin prejuicios,

A medida que el conocimiento sigue acumulándose con
rapidez creciente y los problemas técnicos son cada vez más
complejos, la aptitud y la inclinación a acrecentar continua-
mente lo aprendido en la escuela se vuelven más importantes.
Los medios para ese incremento ininterrumpido son la expe-
riencia, los libros y revistas, las -conferencias, las visitas a obras
y plantas industriales, las publicaciones comerciales y los cur-
sos de postgraduados. Aun cuando usted fuera un ingeniero
completo en el momento de la graduación, todavía sería ne-
cesario continuar el aprendizaje, porque muchas de las cosas
aprendidas en la escuela se vuelven anticuadas en relativa-
mente pocos años. Limitándose a una actitud pasiva, uno sólo
llegará a ser finalmente algo más que un "ingeniero de ma-
nual" (llamado así porque los problemas relativamente ruti-
narios que se le presentan pueden resolverse en su mayor parte
hojeando manuales y catálogos). La necesidad de mantenerse
al día uno mismo es cada vez más imperiosa, porque la rapi-
dez con que cambian los conocimientos y las técnicas crece
constantemente.
Desde luego, el automejoramiento continuo, además de ser
una obligación profesional, es una buena inversión en el sen-
tido financiero. El sueldo que se obtenga y la rapidez con que
se ascienda a diferentes puestos, dependen en parte de la
inclinación y aptitud para mantenerse profesionalmente a tono
con los tiempos.
OBJETIVOS DE LA EDUCACION EN INGENIERIA
Observando la Fig. 1 pueden preverse los principales obje-
tivos de una educación en ingeniería:
1. Impartir una parte significativa del conocimiento de he-
chos reales que se requerirán.
2. Proporcionar un buen comienzo en el desarrollo de las
habilidades y aptitudes para la ingeniería.
3. Ayudar a conformar las actitudes o puntos de vista.
4. Proporcionar los medios y la motivación necesarios para
proseguir el automejoramiento.
Los cursos o partes de los cursos que contribuyen a lograr
el primer objetivo serán evidentes. Esto se cumple también
en el caso del desarrollo de algunas habilidades, tales como
las que se adquieren en la instrucción sobre el manejo de la
regla de cálculo o en los cursos de análisis gráfico. Pero los
esfuerzos para desarrollar la habilidad de pensamiento, la ap-
titud para trabajar con otras personas, la objetividad, la mente
sin prejuicios y otras actitudes, no son tan obvios. Aunque
descripción resumida de la ingeniería / 61
estas materias raramente se tratan en forma explícita, el des-
arrollo en estos aspectos es un objetivo de la mayor parte
de los maestros.
Valor de la educación en ingeniería
Las cualidades resumidas en la Fig. 1 son, en gran parte,
responsables de la reputación que han alcanzado los inge-
nieros como solucionadores de problemas. El éxito que se tenga
en obtener tales cualidades determina la eficacia de uno como
ingeniero, y las satisfacciones y retribuciones que se reciban
en el ejercicio de esta profesión.
La familiarización de un ingeniero con las ciencias puede
concentrarse en las ciencias físicas y matemáticas, pero cierta-
mente no debe limitarse a ellas. Tal familiarización se debe
extender a las ciencias sociales y puede comprender aun las
ciencias biológicas. Así, pues, la educación formal de un inge-
niero usualmente debe abarcar las ciencias naturales y sociales,
la tecnología y las humanidades, y tiene que ser, por cierto,
una educación muy amplia. Esto es muy importante, pues la
amplitud de conocimientos es deseable, y en la actualidad no
puede considerarse amplia una educación si no comprende la
tecnología. En nuestra civilización, la tecnología ha llegado a
ser una potente fuerza que influye notablemente en los ne-
gocios, el Gobierno, la educación y la organización militar.
Obsérvese que las habilidades y las actitudes no pueden
adquirirse de la misma manera que los hechos. ¿Podrá una
persona desarrollar repentinamente una actitud interrogante,
sólo con leer en qué consiste y saber que debe poseerla? Se
requiere algo más que eso; se necesita una disciplina mental
ejercitada durante un largo tiempo. Obsérvese también que,
aunque las habilidades y actitudes requieren más tiempo y
esfuerzo para adquirirlas que el conocimiento de hechos reales,
son igualmente difíciles de perder. Además, el conocimiento
científico y técnico especializado es susceptible de volverse
anticuado a medida que se hacen nuevos descubrimientos. Y
también, al cambiar uno de empleo, puede ya no necesitarse
el conocimiento especializado que se ha adquirido, pero las
habilidades y aptitudes que se adquieren de una educación
en ingeniería serán de valor en casi cualquier campo. Estos
son los beneficios de "uso general"
DESCRIPCION RESUMIDA DE LA INGENIERIA
Los capítulos 2 a 4 proporcionan el fundamento de esta
definición: "La ingeniería es la aplicación de ciertos cono-
cimientos, habilidades y actitudes. principalmente

FIGURA 1.
houmA 2.
de obras y dispositivos físicos que satisfagan necesidades y de-
seos de la sociedad."
El primordial interés de la ingeniería en la aplicación, más
que en la generación de conocimientos, fue destacado en el
capítulo 3. Los conocimientos, habilidades y actitudes de la
ingeniería se han descrito en este capítulo. Los ingenieros son
principalmente creadores de artefactos u objetos físicos o tan-
gibles: aparatos o dispositivos, estructuras y procesos. Son res-
ponsables de la creación de estas cosas, es decir, de su ideación
o diseño y de la dirección de su construcción. Tales objetos
se producen en respuesta a necesidades y deseos de la sociedad
(sería ingenuo pensar que se tengan que satisfacer sólo las
necesidades) .
CAPITULO 5
Representación
por modelos
Ejercicios
1. Suponiendo que está usted en una escuela de ingeniería,
cada materia que cursa ahora tiene por objeto contribuir
a su desarrollo con respecto a algunas de las cualidades
descritas en este capítulo. Analice el contenido y realiza-
ción de cada curso; separe o identifique los tipos de co-
nocimientos, habilidades y actitudes que aparentemente
el curso tiene por objeto desarrollar en usted.
2. Haga una lista de los aparatos, estructuras y procesos
creados por cada una de las ramas principales de la in-
geniería, descritas en el Apéndice A.
3. Haga una lista de 15 obras de ingeniería cuyo diseño pro-
bablemente haya requerido del talento de ingenieros de
dos o más ramas principales de la ingeniería. Identifique
las ramas que usted cree intervinieron en el desarrollo de
cada obra enlistada.
4. Tarde o temprano su novia le preguntará inocentemente:
"¿Qué es justamente la ingeniería?" Como de seguro no
tendrá usted este libro a la mano para leer la respuesta,
su explicación necesariamente tendrá que expresarse en sus
propias palabras y en los términos más sencillos posibles
(no hacemos ninguna consideración acerca de la inteli-
gencia de la joven). ¿Cómo le explicaría a ella lo que es
la ingeniería?
Representaciones físicas (o icónicas), gráficas y esque-
máticás. Los siguientes objetos tienen algo en común: un
tren de juguete, un globo terráqueo, una estatua y un modelo
de un aeroplano. Cada uno de ellos es una representación tri-
dimensional de una realidad física. Hay también la represen-
tación bidimensional, ejemplificada por una fotografía, un
croquis o una copia heliográfica. Como estas representaciones
en dos y tres dimensiones guardan semejanza física con los
objetos de la vida real, se denominan representaciones físicas
o icónicas.* En la ingeniería se emplean frecuentemente tales
representaciones no simbólicas; es evidente que la mostrada
en la Fig. 3 es una valiosa ayuda para quienes tratan de vi-
sualizar o imaginarse cómo sería en realidad la estructura re-
presentada en 27 horas de complicados planos.
Luego se tienen las conocidas representaciones gráficas, tal
como se ilustran en las páginas 73 y 74. El lector ya estará
familiarizado con la utilidad de las gráficas y diagramas**
para visualizar las relaciones y las magnitudes relativas.
Un esquema suele representar, en forma simbólica, un ob-
jeto real. El esquema de un circuito eléctrico y la Fig. 2 son
representaciones esquemáticas. Otros ejemplos aparecen en las
páginas 72 y 84. En cada caso una configuración de líneas
y símbolos representa la disposición estructural o el compor-
tamiento de un objeto real. Un esquema como el de la Fig. 3
es, efectivamente, de gran ayuda para quienes diseñan el sis-
* Del griego eikon, imagen. (N. del T.)
** En español el término "diagrama" no significa lo mismo que
el inglés diagram, sino que designa una gráfica o representación geo-
métrica que sirve para ilustrar una ley de variación, demostrar una
proposición o para obtener determinados valores numéricos de las
relaciones entre variables. Por ejemplo, un diagrama presión-volumen,
un diagrama entalpia-entropla (de Mollier), etc. (N. del T.)

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