Enginyeria
De Viquipèdia
L'enginyeria es defineix genèricament com la ciència al servei de la humanitat, o l'aplicació pràctica de la tecnologia. En l'enginyeria els coneixements de les matemàtiques, les ciències naturals, i d'altres ciències, obtinguts a través de l'estudi, l'experiència i la pràctica, són aplicats amb criteri i amb consciència al desenvolupament de mitjans per a utilitzar econòmicament amb responsabilitat social i basats en una ètica professional, els materials i les forces de la naturalesa per a benefici de la humanitat. Les persones que es dediquen a ella reben el nom d'enginyers.
Taula de continguts |
[edita] Història
[edita] Origen
El concepte d'enginyeria ha existit des de temps remots quan els éssers humans conceberen invencions fonamentals com la politja, la palanca, i la roda. Cadascuna d'aquestes invencions és coherent amb la definició moderna de l'enginyeria com l'explotació dels principis bàsics de la mecànica per a desenvolupar eines útils i objectes.
El terme en si té una etimologia molt més recent, derivada de la paraula enginyer, que al seu torn es remunta al 1325, quan la paraula s’utilitzava per referir-se a "un constructor de maquinaria (o enginys) militars". La paraula "enginy" en si mateixa té encara un origen molt més antic, en última instància, es deriva del llatí “Ingenium” (c. 1250), que significa "capacitat innata, sobretot en capacitat mental, de la que en deriva una inventiva intel·ligent."
Més tard, derivades del disseny d'estructures civils, com ponts i edificis, sorgí, com a disciplina tècnica, el terme d’enginyeria civil entrant en el lèxic com una forma de distingir entre les especialitats basades en la construcció d'aquests projectes no militars i els que participen en la disciplina d'enginyeria militar. El terme va evolucionar més endavant per a incloure totes les àrees en què s'utilitzen tècniques per a aplicar el mètode científic. En altres llengües com l'àrab, la paraula enginyeria també significa geometria.
[edita] Edat antiga
La Acròpolis i el Partenó a Grècia, els aqüeductes romans, la Via Appia i el Colosseu, els Jardins penjants de Babilònia, el Far d'Alexandria, les piràmides d'Egipte, el Teotihuacan i les ciutats i les piràmides dels imperis maies, inques i asteques, la Gran Muralla Xinesa, la Stupa budista i Canal Yoda a Sri Lanka, entre molts altres, quden com un testimoni de l'enginy i l'habilitat dels antics enginyers civils i militars.
El primer enginyer civil conegut pel seu nom probablement és Imhotep. Com a un dels funcionaris del Faraó d'Egipte, Djoser, probablement dissenyà i supervisà la construcció de la piràmide de Djoser a Saqqara a Egipte al voltant de 2630-2611 aC . També pot haver estat responsable de la primera utilització de columnes conegut en l'arquitectura.
A l'antiga Grècia es desenvoluparen màquines tant en els camps civil com militar. El Mecanisme d'Anticitera, és el primer model d'un equip mecànic conegut de la història, i la mecànica de les invencions d'Arquimedes són exemples de principis de l'enginyeria mecànica]. Alguns d'Arquímedes invencions, així com el mecanisme Antikythera requereix de coneixements avançats de còmput diferencial o engranatges epicicloidals, dos principis clau en la teoria de màquines que van ajudar a dissenyar el canvi de marxes dels trens de la revolució industrial i que encara s'usen massivament avui dia en diversos camps com la robòtica i la enginyeria automobilística.
Els exèrcits xinès, grec i romà empleaven complexa maquinaria i invencions militars, com l'artilleria que fou desenvolupada pels grecs al voltant del segle IV a.C.; el trirreme, la ballesta i la catapulta. A l'Edat Mitjana, es va desenvolupar el Trabuquet.
[edita] Renaixement
William Gilbert es pot considerar el primer enginyer elèctric, amb la seva publicació de 1600 de “De Magnete”, on s’introdueix per primer cop el terme "electricitat".
La primera màquina de vapor fou construïda el 1698 per l'enginyer mecànic Thomas Savery. El desenvolupament d'aquest dispositiu donà lloc a la Revolució industrial en els següents decennis, cosa que permeté l'inici de la producció en massa.
Amb l'auge de l'enginyeria com a professió en el segle XVIII, el terme esdevingué més restrictiu, i s’aplicà únicament a aquells camps en els que s’usaven els principis de les matemàtiques i la ciència. A més de les branques militars i civil, el que llavors es coneixia com a “arts mecàniques” s’incorporà a l'enginyeria.
[edita] Revolució Industrial i actualitat
Els orígens formals de l’enginyeria elèctrica es poden situar en els experiments d’Alessandro Volta el 1800, i en els experiments de Michael Faraday, Georg Ohm i altres, així com en la invenció del motor elèctric el 1872. El treball de James Maxwell i Heinrich Hertz a finals del segle XIX va donar lloc a la disciplina de l’electrònica. Després de la invenció del tub de buit i del transistor el desenvolupament d'electrònica es veié fortament accelerat, de tal manera que, els enginyers elèctrics i electrònics de l'actualitat són més nombrosos que els seus col·legues de qualsevol altra especialitat de l'enginyeria.
Les invencions de Thomas Savery i l'enginyer escocès James Watt van donar lloc a la moderna concepció de l’enginyeria mecànica. El desenvolupament d'equips especialitzats i de les seves eines de manteniment durant la Revolució industrial van donar lloc al ràpid creixement de l'enginyeria mecànica, tant en el seu lloc d’origen, el Regne Unit com posteriorment a la resta del món.
L’enginyeria química, igual que la seva homòloga mecànica, fou desenvolupada en el segle XIX durant la Revolució Industrial. La fabricació a escala industrial exigia nous materials i processos i, al voltant de 1880, la necessitat de producció a gran escala de productes químics és tan gran que es creà una nova indústria, dedicada al desenvolupament i la fabricació a gran escala de productes químics en noves plantes industrials. El paper de l'enginyer químic va ser el disseny d'aquestes plantes químiques i els seus processos.
L’enginyeria aeronàutica s'ocupa de disseny de les aeronaus, mentre que l’enginyeria aerospacial és un terme més modern que expandeix l'abast de la disciplina, per a incloure el disseny de naus espacials. Els seus orígens es remunten als pioners de l'aviació, a finals del segle XIX i començaments del XX, encara que el treball de Sir George Cayley ha estat datat com a més recent. Els principis dels coneixements d'enginyeria aeronàutica eren en gran mesura empírics amb alguns conceptes i habilitats procedents d'altres branques de l'enginyeria. Només una dècada després que l'èxit dels vols dels Wright, en la dècada de 1920 s'amplia el desenvolupament d'enginyeria aeronàutica a través del desenvolupament de les aeronaus militars de la Primera Guerra Mundial. Mentrestant, la investigació per proporcionar una base científica es centrava en la combinació de la ciència física teòrica, amb els experiments.
El primer doctorat en enginyeria (tècnicament, “ciència aplicada i enginyeria civil”) fou concedit als Estats Units i va ser per Willard Gibbs a la Universitat de Yale el 1863, a més també era el segon doctorat concedit en ciència als EUA.
A la dècada de 1970, amb l'augment de la tecnologia informàtica, apareix la branca coneguda com a enginyeria informàtica. El primer motor de cerca fou creat el 1990 per l'enginyer Alan Emtage.
[edita] Metodologia de l'Enginyeria
L'enginyer ha d'identificar i comprendre els obstacles més importants per a poder realitzar un bon disseny. Alguns dels obstacles són els recursos disponibles, les limitacions físiques o tècniques, la flexibilitat per a futures modificacions i addicions, i altres factors com el cost, la possibilitat de dur-ho a terme, les prestacions i les consideracions estètiques i comercials. Mitjançant la comprensió dels obstacles, els enginyers dedueixen quines són les millors solucions per a afrontar les limitacions trobades quan s'ha de produir i utilitzar un objecte o sistema.
Els enginyers utilitzen el coneixement de la ciència i les matemàtiques i l'experiència apropiada per a trobar les millors solucions als problemes concrets. Creant els models matemàtics apropiats dels problemes que els permeten analitzar-los rigorosament i provar les solucions potencials. Si hi ha múltiples solucions raonables, els enginyers avaluen les diferents opcions de disseny sobre la base de les seues qualitats i trien la solució que millor s'adapta a les necessitats.
En general, els enginyers intenten provar si els seus dissenys aconsegueixen els seus objectius abans de procedir a la producció en cadena. Per a això, empren entre altres coses: prototips, models a escala, simulacions, proves destructives i proves de força. Les proves asseguren que els artefactes funcionaran com s'havia previst.
Per a fer dissenys estàndard i fàcils, els ordinadors tenen hui dia un paper important. Utilitzant els programes de disseny assistit per ordinador (DAO, més conegut per CAD -Computer Assisted Design-), els enginyers poden obtenir més informació sobre els seus dissenys. L'ordinador pot traduir automàticament alguns models en instruccions aptes per a fabricar un disseny. L'ordinador també permet una reutilització major de dissenys desenvolupats anteriorment mostrant-li a l'enginyer una biblioteca de parts predefinides per a ser utilitzades en els seus propis dissenys. Un cop realitzat el disseny geomètric, el programari de càlcul (en anglès CAE, computer assisted Enginiering), bé sigui matricial per a càlculs més senzills, bé sigui per elements finits per a càlculs més complexos, permet realitzar un prototipus o maqueta virtual (en anglès, Digital MockUp)per a poder-hi fer proves virtuals.
[edita] Ètica professional
Els enginyers s'han de prendre molt seriosament la seva responsabilitat professional per a produir dissenys que es desenvoluparan com estava previst i no causaran un dany inesperat a la gent en general. Normalment, els enginyers inclouen un factor de seguretat en els seus dissenys per a reduir el risc de fallades inesperades.
[edita] Relació amb la ciència, la tecnologia i l'art
La ciència intenta explicar els fenòmens recents i sense explicació, creant models matemàtics que es corresponen amb els resultats experimentals. Tecnologia i enginyeria són l'aplicació del coneixement obtingut a través de la ciència i produeix resultats pràctics. Els científics treballen amb la ciència i els enginyers amb la tecnologia. Tanmateix, pot haver-hi punts de contacte entre la ciència i l'enginyeria. No és estrany que els científics es vegin implicats en les aplicacions pràctiques dels seus descobriments. Al contrari, durant el procés de desenvolupar tecnologia, els enginyers es troben a vegades explorant nous fenòmens.
També pot haver-hi connexions entre el funcionament dels enginyers i els artistes, sobretot als camps de la arquitectura i del disseny industrial.
[edita] Camps de l'enginyeria
Les següents són les principals branques d'estudi de l'enginyeria:
- Enginyeria administrativa
- Enginyeria acústica
- Enginyeria aeroespacial i aeronàutica
- Enginyeria agrícola
- Enginyeria d'aliments
- Enginyeria ambiental
- Enginyeria de l'arquitectura
- Enginyeria biològica o bioenginyeria
- Enginyeria civil
- Enginyeria de control
- Enginyeria electrònica
- Enginyeria forestal
- Enginyeria genètica
- Enginyeria geotècnica
- Enginyeria informàtica
- Enginyeria industrial
- Enginyeria informàtica
- Enginyeria logística
- Enginyeria marina
- Enginyeria mecànica
- Enginyeria mecatrònica
- Enginyeria mèdica
- Enginyeria dels materials
- Enginyeria militar
- Enginyeria minera
- Enginyeria nuclear
- Enginyeria d'organització industrial
- Enginyeria del paper
- Enginyeria del petroli
- Enginyeria química
- Enginyeria de sistemes
- Enginyeria de programari
- Enginyeria de teixits
- Enginyeria de telecomunicació
- Enginyeria del transport
- Nanoenginyeria
- Retroenginyeria
- Tecnologia de la informació
[edita] Vegeu també
|
|||||
