El concepto de ingeniería ha existido desde la antigüedad, cuando los seres humanos idearon invenciones fundamentales como la polea , la palanca y la rueda . Cada uno de estos inventos es consistente con la definición moderna de ingeniería, explotando principios mecánicos básicos para desarrollar herramientas y objetos útiles .
El término ingeniería en sí tiene una etimología mucho más reciente, derivada de la palabra ingeniero , que a su vez se remonta a 1325, cuando un ingeniero (literalmente, uno que opera un motor ) originalmente se refería a "un constructor de motores militares". [1] En este contexto, ahora obsoleto, un "motor" se refiere a una máquina militar, i. mi. , un artilugio mecánico utilizado en la guerra (por ejemplo, una catapulta ). La palabra "motor" en sí misma tiene un origen aún más antiguo, y en última instancia deriva del latín ingenium (c. 1250), que significa "cualidad innata, especialmente poder mental, por lo tanto, una invención inteligente". [2]
Más tarde, a medida que el diseño de estructuras civiles como puentes y edificios maduraba como disciplina técnica, el término ingeniería civil [3] entró en el léxico como una forma de distinguir entre los que se especializan en la construcción de tales proyectos no militares y los que participan en ellos. la disciplina más antigua de la ingeniería militar (el significado original de la palabra "ingeniería", ahora en gran parte obsoleta, con notables excepciones que han sobrevivido hasta el día de hoy, como el cuerpo de ingenieros militares, por ejemplo , el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU .).
Era antigua
Los zigurats de Mesopotamia , las pirámides y Pharos de Alejandría en el antiguo Egipto , las ciudades de la civilización del valle del Indo , la Acrópolis y el Partenón en la antigua Grecia , los acueductos , Via Appia y Coliseo en el Imperio Romano , Teotihuacán , las ciudades y pirámides de la Los imperios maya , inca y azteca y la Gran Muralla China , entre muchos otros, son un testimonio del ingenio y la habilidad de los antiguos ingenieros civiles y militares.
Las seis máquinas simples clásicas se conocían en el antiguo Cercano Oriente . La cuña y el plano inclinado (rampa) se conocían desde tiempos prehistóricos . [4] La rueda , junto con el mecanismo de la rueda y el eje , se inventó en Mesopotamia (el actual Irak) durante el quinto milenio antes de Cristo. [5] El mecanismo de palanca apareció por primera vez hace unos 5.000 años en el Cercano Oriente , donde se utilizó en una balanza simple , [6] y para mover objetos grandes en la antigua tecnología egipcia . [7] La palanca también se usó en el dispositivo de elevación de agua a la sombra , la primera máquina grúa , que apareció en Mesopotamia alrededor del 3000 aC, [6] y luego en la tecnología del antiguo Egipto alrededor del 2000 aC. [8] La evidencia más antigua de poleas se remonta a Mesopotamia a principios del segundo milenio antes de Cristo, [9] y al antiguo Egipto durante la XII Dinastía (1991-1802 a. C.). [10] El tornillo , la última de las máquinas simples que se inventaron, [11] apareció por primera vez en Mesopotamia durante el período neoasirio (911-609) a. C. [12] Las pirámides egipcias se construyeron utilizando tres de las seis máquinas simples, el plano inclinado, la cuña y la palanca, para crear estructuras como la Gran Pirámide de Giza . [13]
El primer arquitecto conocido por su nombre es Imhotep . [3] Como uno de los funcionarios del faraón , Zoser , es probable que diseñó y supervisó la construcción de la pirámide escalonada de Zoser (una pirámide escalonada ) en Saqqara en Egipto alrededor de 2630 - 2611 aC . [14] También puede haber sido responsable del primer uso conocido de columnas en arquitectura . [15]
Kush desarrolló la Sakia durante el siglo IV a.C., que dependía de la energía animal en lugar de la energía humana. [16] Se desarrollaron embalses en forma de Hafirs en Kush para impulsar el riego. [17] Se emplearon zapadores para construir calzadas durante las campañas militares. [18] Los antepasados kushitas construyeron speos entre el 3700 y el 3250 a. C. [19] También se crearon bloomeries y altos hornos durante el período meroítico . [20] [21] [22] [23]
Las primeras máquinas prácticas accionadas por agua , la rueda hidráulica y el molino de agua , aparecieron por primera vez en el Imperio Persa , en lo que ahora son Irak e Irán, a principios del siglo IV a. C. [24]
La antigua Grecia desarrolló máquinas tanto en el ámbito civil como en el militar. El mecanismo de Antikythera , un modelo temprano conocido de una computadora analógica mecánica , y las invenciones mecánicas de Arquímedes , son ejemplos de la ingeniería mecánica griega. Algunas de las invenciones de Arquímedes, así como el mecanismo de Antikythera, requirieron un conocimiento sofisticado de engranajes diferenciales o engranajes epicíclicos , dos principios clave en la teoría de máquinas que ayudaron a diseñar los trenes de engranajes de la revolución industrial y que todavía se utilizan ampliamente en diversos campos como robótica e ingeniería automotriz . [25]
Los ejércitos chino y romano emplearon complejas máquinas militares, incluidas la Ballista y la catapulta . En la Edad Media, se desarrolló el Trebuchet . En 132, el erudito Zhang Heng inventó el sismoscopio para detectar terremotos, que no se inventó en ningún otro lugar del mundo hasta 1.100 años después. [26]
Huan Tan 's Xinlun es el primer texto para describir el dispositivo de disparo martillo accionado por el sistema hidráulico (es decir, una rueda hidráulica), que se utilizan para libra y el grano de decorticación. [27]
Edad media
Las primeras máquinas eólicas prácticas , el molino de viento y la bomba de viento , aparecieron por primera vez en el mundo musulmán durante la Edad de Oro islámica , en lo que ahora son Irán, Afganistán y Pakistán, en el siglo IX d.C. [28] [29] [30] [31] La primera máquina práctica a vapor fue una turbina de vapor con gato de vapor , descrita en 1551 por Taqi al-Din Muhammad ibn Ma'ruf en el Egipto otomano . [32] [33]
La desmotadora de algodón se inventó en la India en el siglo VI dC, [34] y la rueca se inventó en el mundo islámico a principios del siglo XI, [35] ambos fundamentales para el crecimiento de la industria algodonera . La rueca también fue un precursor de la jenny giratoria , que fue un desarrollo clave durante la Revolución Industrial temprana en el siglo XVIII. [36] El cigüeñal y el árbol de levas fueron inventados por Al-Jazari en el norte de Mesopotamia alrededor de 1206, [37] [38] [39] y luego se convirtieron en fundamentales para la maquinaria moderna como la máquina de vapor , el motor de combustión interna y los controles automáticos . [40]
Las primeras máquinas programables se desarrollaron en el mundo musulmán. Un secuenciador de música , un instrumento musical programable , fue el primer tipo de máquina programable. El primer secuenciador de música fue un flautista automático inventado por los hermanos Banu Musa , descrito en su Libro de dispositivos ingeniosos , en el siglo IX. [41] [42] En 1206, Al-Jazari inventó autómatas / robots programables . Describió a cuatro músicos autómatas , incluidos bateristas operados por una caja de ritmos programable , donde se les podía hacer tocar diferentes ritmos y diferentes patrones de batería. [43] El reloj del castillo , un hydropowered mecánica reloj astronómico inventado por Al-Jazari, fue la primera programable ordenador analógico . [44] [45] [46]
Al-Jazari construyó cinco máquinas para bombear agua para los reyes de la dinastía turca Artuqid y sus palacios . Además de más de 50 ingeniosos dispositivos mecánicos, Al-Jazari también desarrolló e hizo innovaciones en engranajes segmentarios, controles mecánicos, mecanismos de escape , relojes, robótica y protocolos para métodos de diseño y fabricación.
Renacimiento europeo
La primera máquina de vapor fue construida en 1698 por el ingeniero mecánico Thomas Savery . El desarrollo de este dispositivo dio lugar a la revolución industrial en las próximas décadas, lo que permitió el inicio de la producción en masa .
Con el surgimiento de la ingeniería como profesión en el siglo XVIII, el término se aplicó de manera más restringida a los campos en los que las matemáticas y las ciencias se aplicaban con estos fines. De manera similar, además de la ingeniería civil y militar, los campos entonces conocidos como artes mecánicas se incorporaron a la ingeniería.
Las siguientes imágenes son muestras de una baraja de cartas que ilustran instrumentos de ingeniería en Inglaterra en 1702. Ilustran una variedad de especializaciones de ingeniería, que eventualmente se conocerían como ingeniería civil , ingeniería mecánica , geodesia y geomática , etc.
Cada tarjeta incluye una leyenda que explica el propósito del instrumento:
Cuatro de corazones: cuadrante del mar
Nueve de diamantes: Dyals (diales)
Seis de diamantes: circunferencial
Ocho de diamantes: la brújula
Rey de espadas: esferas
Bribón de corazones: Topografía de ruedas y cadenas
Sota de espadas: Leavell
Uno de diamantes: instrumentos matemáticos
Reina de diamantes: Proyecciones de la esfera
Reina de espadas: cuadrante astronómico
Tres de diamantes: calibre (calibres)
Dos de clubes: Theodolet y semicírculo
Era moderna
Los inventos de Thomas Savery y el ingeniero escocés James Watt dieron lugar a la ingeniería mecánica moderna . El desarrollo de máquinas especializadas y sus herramientas de mantenimiento durante la revolución industrial condujo al rápido crecimiento de la Ingeniería Mecánica tanto en su lugar de nacimiento, Gran Bretaña como en el extranjero. [3]
La disciplina de la Ingeniería Eléctrica fue moldeada por los experimentos de Alessandro Volta en el siglo XIX, los experimentos de Michael Faraday , Georg Ohm y otros y la invención del motor eléctrico en 1872. La ingeniería eléctrica se convirtió en una profesión a fines del siglo XIX. Los practicantes habían creado una red de telégrafo eléctrico global y las primeras instituciones de ingeniería eléctrica para apoyar la nueva disciplina se fundaron en el Reino Unido y los Estados Unidos. Aunque es imposible identificar con precisión a un primer ingeniero eléctrico, Francis Ronalds está por delante del campo, quien creó el primer sistema de telégrafo eléctrico en funcionamiento en 1816 y documentó su visión de cómo el mundo podría transformarse mediante la electricidad. [47] [48]
El trabajo de James Maxwell y Heinrich Hertz a finales del siglo XIX dio lugar al campo de la electrónica . Los inventos posteriores del tubo de vacío y el transistor aceleraron aún más el desarrollo de la electrónica hasta tal punto que los ingenieros eléctricos y electrónicos actualmente superan en número a sus colegas de cualquier otra especialidad de ingeniería. [3]
La Ingeniería Química , como su contraparte la Ingeniería Mecánica, se desarrolló en el siglo XIX durante la Revolución Industrial . [3] La fabricación a escala industrial demandó nuevos materiales y nuevos procesos y para 1880 la necesidad de producción de productos químicos a gran escala fue tal que se creó una nueva industria, dedicada al desarrollo y fabricación a gran escala de productos químicos en nuevas plantas industriales. [3] El papel del ingeniero químico fue el diseño de estas plantas y procesos químicos. [3]
La ingeniería aeronáutica se ocupa del diseño de aeronaves , mientras que la ingeniería aeroespacial es un término más moderno que amplía el alcance de la disciplina al incluir el diseño de naves espaciales . [49] Sus orígenes se remontan a los pioneros de la aviación a principios del siglo XX, aunque recientemente se ha fechado el trabajo de Sir George Cayley como de la última década del siglo XVIII. El conocimiento inicial de la ingeniería aeronáutica fue en gran parte empírico con algunos conceptos y habilidades importados de otras ramas de la ingeniería. [50] Sólo una década después de los exitosos vuelos de los hermanos Wright , la década de 1920 vio un amplio desarrollo de la ingeniería aeronáutica a través del desarrollo de aviones militares de la Primera Guerra Mundial . Mientras tanto, la investigación para proporcionar antecedentes científicos fundamentales continuó combinando la física teórica con experimentos.
El primer doctorado en ingeniería (técnicamente, ciencias aplicadas e ingeniería ) otorgado en los Estados Unidos fue para Willard Gibbs en la Universidad de Yale en 1863; también fue el segundo doctorado en ciencias otorgado en los EE . UU. [51]
En 1990, con el auge de la tecnología informática , el ingeniero informático Alan Emtage construyó el primer motor de búsqueda .
Ver también
- Cronología de inventos históricos
- Historia de la mujer en la ingeniería
- Historia de la ingeniería química
- Historia de la ingeniería eléctrica
- Historia de la ingeniería estructural
Referencias
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enlaces externos
- Historia de la ingeniería en la Universidad de Minnesota