El presente libro busca dar una mirada al concepto de ingeniería desde cuatro núcleos principales:
Historia y desarrollo de la ingeniería: contiene el conocimiento necesario para entender los orígenes de la ingeniería y su evolución hasta nuestros días.
Fundamentación científica de la ingeniería como disciplina y los aspectos tecnológicos de las diferentes ramas de la misma.
La formación de un ingeniero: sirve para comprender qué es la ingeniería como disciplina y como carrera, además para saber cuáles son los conocimientos, habilidades, destrezas, actitudes y dificultades que implica ser un ingeniero.
El enfoque ingenieril: en esta sección se habla de la metodología que utilizan los ingenieros para resolver problemas propios de su disciplina y especialidad.
El texto es una guía para los profesores de ingeniería con el fin de que puedan entender cómo es la articulación de sus materias dentro de la formación integral del futuro profesional, propósito principal de toda estrategia curricular.
- Introducción a la ingeniería
- Portada
- Los autores
- Tabla de contenido
- Prólogo
- Agradecimientos
- Capítulo 1. Origen e historia de la ingeniería
- 1.1. Introducción
- 1.2. Evolución de la ingeniería en la prehistoria y la historia
- 1.2.1. Región del Cercano Oriente
- 1.2.2. Grecia
- 1.2.3. Roma
- 1.2.4. Edad Media
- 1.2.5. Renacimiento
- 1.3. Resumen del capítulo
- 1.3.1. Época prehistórica
- 1.3.2. Época antigua
- 1.3.3. Edad Media
- 1.3.4. Renacimiento
- 1.4. Actividades de aprendizaje
- Bibliografía
- Cibergrafía
- Capítulo 2. Desarrollo de la ingeniería en la época moderna y posmoderna
- 2.1. Introducción
- 2.2. Primera Revolución Industrial
- 2.3. Segunda Revolución Industrial
- 2.4. Descubrimientos en ciencia y tecnología que dieron origen a las diferentes ramas de la ingeniería
- 2.4.1. Ingeniería de minas y metalúrgica
- 2.4.2. Ingeniería civil
- 2.4.3. Ingeniería química
- 2.4.4. Ingeniería mecánica
- 2.4.5. Ingeniería eléctrica
- 2.4.6. Ingeniería industrial
- 2.4.7. Ingeniería mecatrónica
- 2.5. Formación de las escuelas de ingeniería
- 2.5.1. Francia
- 2.5.2. Inglaterra
- 2.5.3. Alemania
- 2.5.4. Estados Unidos
- 2.6. La ingeniería moderna
- 2.7. Resumen del capítulo
- 2.7.1. Primera Revolución Industrial
- 2.7.2. Segunda Revolución Industrial
- 2.7.3. Descubrimientos de ciencia y tecnología que dieron origen a las diferentes ramas de la ingeniería
- 2.7.4. Escuelas de ingeniería
- Francia
- Inglaterra
- Alemania
- Estados Unidos
- 2.7.5. La ingeniería moderna
- 2.8. Actividades de aprendizaje
- Bibliografía
- Cibergrafía
- Capítulo 3. Fundamentación científica y tecnológica de la ingeniería
- 3.1. Introducción
- 3.2. Definiciones de ingeniería
- 3.2.1. Definición filosófica
- 3.2.2. Definición disciplinar
- 3.2.3. Definición como profesión legalmente regulada
- 3.3. Componentes generales de la ingeniería
- 3.3.1. Primera trilogía: ciencia pura, ciencia aplicada e ingeniería
Ciencia pura
- Ciencia pura
- Ciencia aplicada
- Ingeniería
- 3.3.2. Segunda trilogía: ciencia económica, finanzas e ingeniería
- Ciencia económica
- Finanzas
- Ingeniería
- 3.3.3. Tercera trilogía: relaciones sociales, relaciones industriales e ingeniería
- Relaciones sociales
- Relaciones industriales
- Ingeniería
- 3.4. Ingeniería, arte y ciencia
- 3.5. Resumen del capítulo
- 3.6. Actividades de aprendizaje
- Bibliografía
- Capítulo 4. Ciencia, tecnología, técnica e ingeniería
- 4.1. Introducción
- 4.2. Ciencia
- 4.2.1. Desarrollo de la ciencia moderna y su aplicación al desarrollo de la ingeniería
- 4.2.2. Características del conocimiento científico
- 4.3. Tecnología
- 4.3.1. Contexto histórico y social de la tecnología
- 4.3.2. La tecnología y la ética
- 4.3.3. Impacto de la tecnología en la sociedad
- 4.4. Técnica
- 4.4.1. Desarrollo histórico
- 4.5. Ingeniería: base científica, disciplina, ramas y especializaciones
- 4.6. Innovación
- 4.7. Investigación y desarrollo (I + D)
- 4.8. Desarrollo sostenible
- 4.9. Paradigmas sobre la ingeniería
- 4.10. Resumen del capítulo
- 4.11. Actividades de aprendizaje
- Bibliografía
- Capítulo 5. Ciencias básicas de la ingeniería
- 5.1. Introducción
- 5.2. El papel de las matemáticas en la ingeniería
- 5.2.1. Ramas de las matemáticas
- Álgebra
- Geometría
- Trigonometría
- Cálculo
- Estadística
- 5.3. Las ciencias naturales y la ingeniería
- 5.3.1. Clasificación general (figura 5.6)
- 5.3.2. Utilización de las ciencias en ingeniería
- 5.3.3. Conceptos básicos y fundamentales de las ciencias en ingeniería
- Estados de agregación de la materia (figura 5.8)
- Ley de la conservación de la energía, de Einstein (Figura 5.8)
- 5.4. Aplicación de las ciencias básicas en el diseño de soluciones ingenieriles
- 5.4.1. Generalidades
- 5.4.2. Transformación y usos generales de la energía
- Descripción del problema
- Desarrollo del proceso de solución
- Escogencia de la fuente
- Generación de energía eléctrica (conversión de energía mecánica a energía eléctrica)
- Producción de energía térmica, lumínica, química y acústica partiendo de la energía eléctrica
- 5.5. Resumen del capítulo
- 5.6. Actividades de aprendizaje o ejercicios recomendados
- Bibliografía
- Cibergrafía
- Capítulo 6. Especializaciones o ramas de la ingeniería
- 6.1. Introducción
- 6.2. Orígenes y propósitos generales de la disciplina de la ingeniería
- 6.3. Campos y perfiles de los ingenieros en general
- 6.3.1. Perfil disciplinario
- 6.4. Algunas “ramas” o especializaciones de la ingeniería
- 6.4.1. Ramas tradicionales de la ingeniería
- Ingeniería civil
- Ingeniería mecánica
- Ingeniería eléctrica
- Ingeniería química
- 6.4.2. Ramas modernas de la ingeniería
- Ingeniería de sistemas
- Ingeniería mecatrónica
- Ingeniería en telecomunicaciones
- Ingeniería en multimedia
- Ingeniería industrial
- 6.4.3. Otras ramas de la ingeniería
- Ingeniería biomédica
- Ingeniería aeroespacial
- Ingeniería de materiales
- Ingeniería de petróleos
- Ingeniería ambiental
- 6.5. Resumen del capítulo
- 6.6. Actividades de aprendizaje
- Bibliografía
- Cibergrafía
- Capítulo 7. La educación y formación del ingeniero
- 7.1. Introducción
- 7.2. Definición de ingeniero
- 7.3. Cualidades de un ingeniero competente
- 7.4. Entrenamiento, instrucción, educación y formación
- 7.4.1. Entrenamiento
- 7.4.2. Instrucción
- 7.4.3. Educación
- 7.5. Paradigmas de la educación del ingeniero
- 7.6. El currículo como estrategia de formación de un ingeniero
- 7.6.1. Definición y propósitos del currículo
- 7.6.2. Conceptualización y construcción del currículo
- 7.6.3. Definición de ingeniería como base del currículo y del plan de estudios
- 7.6.4. Perfil profesional y ocupacional
- Perfil profesional o disciplinar
- Perfil ocupacional
- 7.6.5. Estructuración del currículo y del plan de estudios de ingeniería
- Área profesional, tecnológica o de ingeniería aplicada
- Área ciencias de la ingeniería o ciclo básico profesional
- Área de ciencias básicas
- Área económico-administrativa
- Área humanística
- Área complementaria
- 7.7. Formación por competencias
- 7.7.1. Concepto o definición
- 7.7.2. Componentes
- Conocimientos
- Habilidades y destrezas
- Actitudes y cualidades
- 7.8. Formación por competencias y el Proyecto Tuning
- 7.8.1. Competencias genéricas
- Aprender a aprender
- Competencias comunicativas
- Gerenciamiento personal
- Adaptabilidad y trabajo en equipo
- Competencias específicas
- 7.8.2. Formación integral
- 7.8.3. El Sistema de créditos académicos T3
- Qué es un sistema de créditos académicos
- Objetivos o propósitos del sistema de créditos académicos
- Determinación del crédito académico
- Qué mide el crédito académico
- Tipos de créditos
- 7.8.4. Momentos de aprendizaje
- 7.9. Los estudios de posgrado en ingeniería
- 7.9.1. Reflexiones y paradigmas sobre los estudios de posgrado
- 7.9.2. Los trabajos de grado
- 7.9.3. Dónde trabaja el ingeniero del siglo XXI
- 7.10. Resumen del capítulo
- Actividades de aprendizaje
- Bibliografía
- Capítulo 8. El enfoque ingenieril y el diseño en la solución de problemas
- 8.1. Introducción
- 8.2. El enfoque ingenieril y la metodología de investigación científica
- 8.3. Concepto de problema en ingeniería
- 8.3.1. Definición de problema
- 8.3.2. Componentes o partes de un problema
- 8.4. El diseño en el enfoque ingenieril
- 8.4.1. Etapas del enfoque ingenieril y del diseño en ingeniería
- 8.4.2. Identificación y formulación del problema
- Identificación
- Formulación
- 8.4.3. Ejemplo de identificación y formulación del problema
- 8.4.4. Ejemplo de formulación y alcance del problema
- 8.4.5. Análisis del problema
- Criterios
- Restricciones
- Herramientas de análisis
- 8.4.6. Búsqueda de soluciones alternativas
- Obstáculos en la búsqueda de soluciones
- Exploración del espacio y fronteras de soluciones
- Generación del mayor número posible de soluciones alternativas
- La creatividad y la inventiva
- Técnicas de mejoramiento de la inventiva
- Métodos sistemáticos de búsqueda de soluciones
- 8.4.7. Evaluación de alternativas de solución y selección de la óptima
- Criterios de diseño
- Concepto de optimización
- Evaluación de las alternativas
- Evaluación numérica de las alternativas de solución
- Especificación de la solución escogida
- Modelos
- Informe final
- 8.5. Ejemplo de la aplicación del enfoque ingenieril en la solución de un problema de ingeniería
- 8.6. Ingeniería concurrente
- 8.6.1. Diseño tradicional contra diseño concurrente
- 8.6.2. Tipos de diseño en la ingeniería concurrente
- 8.7. Desarrollo sostenido. Producción más limpia e ingeniería
- 8.7.1. Producción más limpia
- Antecedentes
- Conceptos básicos
- Herramientas de PML
- 8.8. Ecoingeniería
- 8.9. Resumen del capítulo
- 8.10. Actividades de aprendizaje
- Bibliografía
- Listado de figuras.
- Figura 1.1. Las primeras civilizaciones se desarrollaron en cercanías a los ríos Nilo, Éufrates e Indo
- Figura 1.2. Región del Cercano Oriente
- Figura 1.3. Tableta con escritura precuneiforme Mesopotamia del Sur, cuarto milenio a. C. Tierra cruda, alto 7,2 cm
- Figura 1.4 Pirámides de Keops, Kefren y Micerino
- Figura 1.5. Ubicación de la antigua Grecia
- Figura 1.6. La disposición de las calles y su pavimento demuestra la capacidad previsora y práctica de los romanos
- Figura 1.7. El Pont du Gard, al sur de Francia, fue construido hacia el año 19 a. C.
- Figura 1.8. Pirámide social en la edad media
- Figura 1.9. Catedral de Milán, estilo gótico
- Figura 1.10. Leonardo Da Vinci y algunos de sus diseños
- Figura 2.1. El carbón y el acero son los símbolos materiales de la Revolución Industrial, de la misma manera que el vapor fue su motor
- Figura 2.2. Submarino Nautilus
- Figura 2.3. Motor de combustión interna (4 tiempos) conformado por cilindros y pistones, a través del cual se logró mover vehículos (carros). Este motor fue inventado por Nikolaus Otto, quien llevó a la práctica un sistema de operación del motor a base de válvulas cuyo uso se ha generalizado y se aplica prácticamente en la mayoría de los diseños de motores para automóviles
- Figura 2.4. Cadena de montaje creada por Henry Ford en 1908
- Figura 2.5. Acerías Berisso es una empresa argentina líder en fabricación de moldería para la industria del vidrio
- Figura 2.6. Mina de cobre en Utah - EE. UU.
- Figura 2.7. El Coliseo Romano – Roma - Italia
- Figura 2.8. Primera fresadora universal, fabricada por Joseph R. Brown en 1862. Estaba equipada con divisor, consola con desplazamiento vertical, curso transversal y avance automático de la mesa longitudinal con la aplicación de la transmisión Cardan
- Figura 2.9. Trabajadoras de una fábrica textil inglesa en el siglo XIX
- Figura 2.10. Robots industriales ensamblando vehículos
- Figura 2.11. Salón de clases de finales del siglo XIX
- Figura 3.1. Componentes generales de la ingeniería
- Figura 4.1. Disciplina, ramas o especializaciones y subespecializaciones
- Figura 5.1. Clasificación general de las matemáticas en ingeniería
- Figura 5.2. Ejemplo histograma de frecuencia
- Figura 5.3. Curva normal o campana de Gauss
- Figura 5.4. Ejemplo de operaciones con vectores - suma
- Figura 5.5. Ejemplo de operaciones con vectores - resta
- Figura 5.6. Clasificación general de las ciencias naturales en ingeniería
- Figura 5.7. Energía y la forma como se manifiesta en la naturaleza
- Figura 5.8. Concepto de masa o materia y ley de la conservación de la energía
- Figura 5.9. Aplicaciones de las ciencias básicas al diseño de soluciones de ingeniería
- Figura 5.10. Generación electromagnética de corriente eléctrica
- Figura 5.11. Generadores de energía eléctrica
- Figura 5.12. Conversión de energía eléctrica a energía térmica y lumínica - el bombillo
- Figura 5.13. Conversión de energía eléctrica a energía térmica y lumínica – Partes y funcionamiento del bombillo
- Figura 5.14. Pila galvánica
- Figura 5.15. Componentes fundamentales de un televisor
- Figura 5.16. Partes generales de un televisor
- Figura 6.1. Torre Eiffel ubicada en París-Francia
- Figura 6.2. Motor de un automóvil
- Figura 6.3. Vehículos y dispositivos elaborados por profesionales de la ingeniería mecánica
- Figura 6.4. Central Eléctrica, generadora de electricidad
- Figura 6.5. Dispositivos desarrollados gracias a la energía eléctrica
- Figura 6.6. Variedad de productos desarrollados gracias a la ingeniería química
- Figura 6.7. Diferentes disciplinas que aportan conocimientos a la ingeniería mecatrónica
- Figura 7.1. Mapa conceptual del currículo en ingeniería
- Figura 7.2. Símil de una mesa y el concepto de competencias
- Figura 7.3. Formación integral
- Figura 7.4. Símil de una mesa y el concepto de formación integral
- Figura 7.5. Preclase o trabajo independiente
- Figura 7.6. Clase o trabajo con acompañamiento
- Figura 7.7. Posclase o trabajo con o sin acompañamiento
- Figura 8.1. La metodología de investigación científica y el enfoque ingenieril
- Figura 8.2. Estados A y B de un problema
- Figura 8.3. Etapas o fases del enfoque ingenieril
- Figura 8.4. Amplitud en la formulación del problema
- Figura 8.5. El método de la caja negra
- Figura 8.6. Diagrama causa efecto
- Figura 8.7. Hipótesis de causa del bajo rendimiento
- Figura 8.8. Síntomas, efectos o consecuencias provenientes de una causa
- Figura 8.9. Ejemplo de síntomas, efectos o consecuencias provenientes de una causa
- Figura 8.10. Ejemplo de síntomas, efectos o consecuencias provenientes de una causa
- Figura 8.11. Ejemplo de hipótesis de causas
- Figura 8.12. Espacio y fronteras de soluciones posibles
- Figura 8.13. Ampliación y reducción de las fronteras del espacio de soluciones
- Figura 8.14. El mejoramiento de la inventiva
- Figura 8.15. Búsqueda sistemática de soluciones
- Figura 8.16. Ejemplo de optimización matemática
- Figura 8.17. Proceso de la fase o etapa de especificación
- Figura 8.18. Modelos de representación de la solución escogida
- Figura 8.19. Marco teórico del problema
- Figura 8.20. Formulación del problema
- Figura 8.21. Restricciones y variables de solución
- Figura 8.22. Criterios de diseño
- Figura 8.23. Selección y especificación de la solución preferida
- Figura 8.24. Etapas de diseño secuencial
- Figura 8.25. Ingeniería secuencial contra ingeniería concurrente
- Figura 8.26. Ejemplo de diseño para montaje
- Figura 8.27. Ejemplo de diseño teniendo en cuenta la fabricabilidad
- Listado de tablas
- Tabla 7.1. Formación por competencias - componentes
- Tabla 7.2. Componentes del crédito académico
- Tabla 8.1. Cuadro de evaluación de alternativas para comunicar las actividades que se realizarán en una universidad durante la semana cultural
- Tabla 8.2. Matriz de alternativas de solución contra características
- Tabla 8.3. Matriz de alternativas de solución contra restricciones
- Tabla 8.4. Matriz de alternativas de solución contra criterios
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