Historia de la ingeniería

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El concepto de ingeniería ha existido desde la antigüedad cuando los humanos idearon inventos 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 se remonta a 1325, cuando un ingeniero (literalmente, alguien que opera un motor) se refirió originalmente a "un constructor de motores militares". 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, derivando en última instancia del latín ingenium (c. 1250), que significa "cualidad innata, especialmente poder mental, por lo tanto, una invención inteligente".

Más tarde, a medida que el diseño de estructuras civiles como puentes y edificios maduró como disciplina técnica, el término ingeniería civil entró en el léxico como una forma de distinguir entre aquellos que se especializan en la construcción de tales proyectos no militares y aquellos involucrados en la disciplina más antigua. de ingeniería militar (el significado original de la palabra "ingeniería", ahora en gran parte obsoleto, con excepciones notables que han sobrevivido hasta nuestros días, como el cuerpo de ingeniería militar, por ejemplo, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU.).

Era antigua

Los zigurats de Mesopotamia, las pirámides y Faros 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, la Vía Apia y el Coliseo en el Imperio Romano, Teotihuacán, las ciudades y pirámides del 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) eran conocidos desde tiempos prehistóricos. La rueda, junto con el mecanismo de la rueda y el eje, se inventó en Mesopotamia (actual Irak) durante el quinto milenio antes de Cristo. El mecanismo de palanca apareció por primera vez hace unos 5000 años en el Cercano Oriente, donde se usaba en una balanza simple y para mover objetos grandes en la tecnología del antiguo Egipto. La palanca también se usó en el dispositivo de elevación de agua shadoof, la primera máquina grúa, que apareció en Mesopotamia alrededor del año 3000 a. C., y luego en la tecnología del antiguo Egipto alrededor del año 2000 a. La evidencia más temprana de poleas se remonta a Mesopotamia a principios del segundo milenio antes de Cristo.y el antiguo Egipto durante la Dinastía XII (1991-1802 a. C.). El tornillo, la última de las máquinas simples que se inventó, apareció por primera vez en Mesopotamia durante el período neoasirio (911-609) a. Las pirámides egipcias se construyeron usando tres de las seis máquinas simples, el plano inclinado, la cuña y la palanca, para crear estructuras como la Gran Pirámide de Giza.

El primer arquitecto conocido por su nombre es Imhotep. Como uno de los funcionarios del faraón Djosèr, probablemente diseñó y supervisó la construcción de la Pirámide de Djoser (una pirámide escalonada) en Saqqara en Egipto alrededor de 2630-2611 a. También puede haber sido responsable del primer uso conocido de columnas en arquitectura.

Kush desarrolló el Sakia durante el siglo IV a. C., que se basaba en la energía animal en lugar de la energía humana. Se desarrollaron embalses en forma de Hafirs en Kush para potenciar el riego. Se emplearon zapadores para construir calzadas durante las campañas militares. Los antepasados ​​kushitas construyeron speos entre el 3700 y el 3250 a. Bloomeries y altos hornos también se crearon durante el período meroítico.

Las primeras máquinas prácticas impulsadas 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.

La antigua Grecia desarrolló máquinas tanto en el ámbito civil como militar. El mecanismo de Antikythera, uno de los primeros modelos conocidos 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, requerían conocimientos sofisticados de engranajes diferenciales o engranajes epicicloidales, 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 hoy en día en diversos campos como robótica e ingeniería automotriz.

Los ejércitos chino y romano emplearon máquinas militares complejas, incluidas la balista 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 1100 años después.

Xinlun de Huan Tan es el texto más antiguo que describe el dispositivo de percutor impulsado por un sistema hidráulico (es decir, una rueda hidráulica), que se usaba para machacar y descortezar el grano.

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. La máquina de vapor práctica más antigua fue una turbina de vapor con toma de vapor, descrita en 1551 por Taqi al-Din Muhammad ibn Ma'ruf en el Egipto otomano.

La desmotadora de algodón se inventó en la India en el siglo VI d. C., y la rueca se inventó en el mundo islámico a principios del siglo XI, y ambas fueron fundamentales para el crecimiento de la industria del algodón. La rueca también fue un precursor de la jenny giratoria, que fue un desarrollo clave durante la Revolución Industrial temprana en el siglo XVIII.

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. En 1206, Al-Jazari inventó los 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. El reloj del castillo, un reloj astronómico mecánico hidroenergizado inventado por Al-Jazari, fue la primera computadora analógica programable.

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 innovó en engranajes segmentados, controles mecánicos, mecanismos de escape, relojes, robótica y protocolos para métodos de diseño y fabricación.

Renacimiento europeo

La primera máquina de vapor completamente funcional fue construida en 1712 por el herrero Thomas Newcomen. El desarrollo de este dispositivo dio lugar a la revolución industrial en las próximas décadas, permitiendo los inicios 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 militar y civil, los campos entonces conocidos como artes mecánicas se incorporaron a la ingeniería.

Las siguientes imágenes son muestras de una baraja que ilustra 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:

Era moderna

Los inventos de Thomas Savery y el ingeniero escocés James Watt dieron origen 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 origen, Gran Bretaña, como en el extranjero.

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 global de telégrafo eléctrico y las primeras instituciones de ingeniería eléctrica para apoyar la nueva disciplina se fundaron en el Reino Unido y EE. UU. Aunque es imposible identificar con precisión a un primer ingeniero eléctrico, Francis Ronalds se encuentra por delante del campo, quien creó el primer sistema de telégrafo eléctrico en funcionamiento en 1816 y documentó su visión de cómo la electricidad podría transformar el mundo.

El trabajo de James Maxwell y Heinrich Hertz a fines del siglo XIX dio origen al campo de la Electrónica. Las invenciones 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.

La Ingeniería Química, al igual que su contraparte la Ingeniería Mecánica, se desarrolló en el siglo XIX durante la Revolución Industrial. La fabricación a escala industrial demandaba nuevos materiales y nuevos procesos y hacia 1880 la necesidad de producción de productos químicos a gran escala era tal que se creó una nueva industria, dedicada al desarrollo y fabricación a gran escala de productos químicos en nuevas plantas industriales. El papel del ingeniero químico era el diseño de estas plantas y procesos químicos.

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. Sus orígenes se remontan a los pioneros de la aviación de principios del siglo XX, aunque recientemente se ha fechado la obra de Sir George Cayley en la última década del siglo XVIII. El conocimiento temprano de la ingeniería aeronáutica fue en gran parte empírico con algunos conceptos y habilidades importados de otras ramas de la ingeniería.Solo una década después de los vuelos exitosos de los hermanos Wright, la década de 1920 vio un gran desarrollo de la ingeniería aeronáutica a través del desarrollo de aviones militares de la Primera Guerra Mundial. Mientras tanto, la investigación para proporcionar fundamentos científicos continuó combinando 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 otorgado en ciencia en los EE. UU.

En 1990, con el auge de la tecnología informática, el ingeniero informático Alan Emtage construyó el primer motor de búsqueda.