Historia Desarrollo y Estado Actual de La Ingenieía Mecánica
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7/23/2019 Historia Desarrollo y Estado Actual de La Ingenieía Mecánica
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Historia, desarrollo y estado actual de la Ingeniería Mecánica.
La ingeniería mecánica es la rama de la ingeniería que se enfoca en aplicar las ciencias
exactas, y específicamente los principios físicos de la termodinámica, la mecánica la
ciencia de materiales, la mecánica de fluidos y el análisis estructural, todo esto para el
diseño, análisis, fabricación y mantenimiento de sistemas mecánicos. Esta disciplina ha
hecho posible la creación de dispositivos tiles al hombre, como herramientas,
utensilios y máquinas.
La historia de la ingeniería mecánica comien!a en el periodo paleolítico, cuando el
hombre comen!ó a fabricar sus primeras herramientas vali"ndose del sílex #piedra
pedernal$ para satisfacer sus necesidades y facilitarse la vida cotidiana. %ara esto, el
hombre primitivo desconchaba la piedra y retocaba sus bordes hasta afilarlos, para así
poder utili!arla como herramienta de corte& tambi"n se implementó el uso del martillo.
Esta era evolucionó con el descubrimiento de las t"cnicas de pulido, donde el hombre
fue capa! de escoger ya entre un mayor nmero de materiales para fabricar sus
herramientas, y no nicamente depender del sílex para ello. 'e implementó entonces el
uso de hachas de piedra.
%osteriormente en la civili!ación antigua de (esopotamia se inventó un artefacto que
revolucionó la historia de la mecánica) la rueda. La primera de la que se tiene
constancia fue usada en *r, (esopotamia en torno al +-- a..
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%or su parte, en la civili!ación egipcia se inventaron otras máquinas simples, como lo
fue el caso de la palanca, la rampa #utili!ados principalmente para ayudarse en las
construcciones$ y la vela náutica, invento atribuido a la diosa egipcia /sis.
(ucho tiempo despu"s, en la antigua 0recia, el matemático e inventor 1rquímedes
escribió importantes obras sobre geometría plana y del espacio, aritm"tica y mecánica,
además, definió la ley de la palanca y se le reconoce como el inventor del tornillo sin fin
#invento que se utili!aba para elevar agua de nivel$, así como tratados sobre mecánica
de fluidos. 2ambi"n se le atribuye el invento de la catapulta.
3erón de 1le4andría fue el siguiente inventor que tuvo relevancia en el desarrollo de la
ingeniería mecánica, este escribió al menos 5+ obras sobre matemáticas, física y
mecánica. Entre sus inventos más c"lebres se encuentra la aelípila, la primera máquina
t"rmica que consistía en una esfera de metal conectada a una caldera en la que se
generaba vapor de agua. La esfera, a su ve!, tenía dos pequeños tubos por donde salía el
vapor a presión, al estar estos tubos orientados en direcciones opuestas, el empu4e
generado por el vapor hacía que la esfera girara a gran velocidad. 2ambi"n se creó la
fuente de 3erón y la dioptra. 6urante la edad media se cree que hubo un detenimiento
del desarrollo de la ingeniería, pero esto fue cierto solo en Europa, pues los países
islámicos vieron un auge en el desarrollo de las ciencias como la astronomía, medicina,
física, química, matemáticas y álgebra, y tambi"n en el desarrollo de la msica y las
artes. En cuanto a la ingeniería mecánica, los ingenios se enfocaron principalmente en
como obtener y extraer agua, pues en los países árabes esta es escasa, por lo que se
desarrollaron t"cnicas que permitían un me4or aprovechamiento del líquido.
El shaduf fue una de las máquinas que se crearon con este fin, la cual era una palanca
con contrapeso que servía para suspender e introducir un recipiente en un poso o un río.
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2ambi"n se inventó la noria, una rueda de grandes dimensiones movida por la fuer!a de
la corriente de un río, que consistía de una serie de recipientes y paletas que elevaban el
agua de nivel.
Entre otros inventos hidráulicos, tambi"n está la saqiya, la bomba de doble cilindro, la
rueda de paletas helicoidales etc.
2ambi"n inventaron el molino de viento.
1l t"rmino de la edad media se habían desarrollado varias t"cnicas para la fundición de
metales, la construcción civil y la extracción y aprovechamiento del agua, así como la
pólvora y el cañón.
on la llegada del renacimiento, se produ4o un gran avance en las ciencias y las artes,
por lo que la ingeniería mecánica tambi"n alcan!ó un desarrollo. Leonardo 6a 7inci
fue uno de los hombres más brillantes de los que se tenga memoria, y gracias a su
precisa observación y documentación reali!ó varias invenciones mecánicas. 6a 7inci
se basó en las máquinas simples de 1rquímedes y 3erón, en especial cinco elementos)
la rampa, la cuña, el tornillo, la palanca y la rueda, con las cuales creaba mecanismos
más comple4os como tornos y engrana4es, con la regla de intentar reducir la fuer!a de
entrada de sus máquinas para hacerlas más eficientes. Entre sus inventos están gras
móviles capaces de levantar cargas pesadas, barcos, tra4es de bu!o, ascensores y
máquinas para tallar tornillos y limas& y como era un gran dibu4ante creó
representaciones gráficas de estos artefactos.
El desarrollo de la ingeniería mecánica continuó a manos de otros científicos del
renacimiento, como lo fueron 8iccoló 9ontana, 0erolamo ardano, 8icolás op"rnico,
:onh ;elper, Evangelista 2orricelli, 'imon 'tevin de <ru4as, <lase %ascal, hristian
3uygens, =obert 3oo>e, %aul 0uldin, ?illebrord 'nell, %ierre de 9ermat, @le =Amer
etc.
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:onh ;elper, 4unto con los estudios de op"rnico, formuló las bases para el estudio de
los cuerpos en movimiento, pues estudió el movimiento de los planetas en el sistema
solar y 4unto con 0alileo 0alilei, qui"n descubrió la ley del p"ndulo y desarrolló
estudios sobre la caída de los cuerpos y dinámica, condu4eron mas tarde a 8eBton a
formular sus leyes fundamentales del movimiento.
/saac 8eBton
/saac 8eBton es considerado uno de los más grandes científicos que ha dado la
humanidad, pues reali!ó notables descubrimientos en óptica que le dieron gran fama y
concibió la Ley de la 0ravitación *niversal. 2ambi"n postuló sus tres leyes del
movimiento que vale la pena citar)
5.C 2odo cuerpo en estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme continuará en
ese estado, a menos que sea obligado a cambiar de estado por fuer!as que acten sobre
"l.
D.C
El cambio de movimiento es proporcional a la fuer!a aplicada y es producido en la
dirección de la línea recta en que la fuer!a acta.
+.C 1 toda acción siempre se opone una reacción igual) las acciones mutuas entre dos
cuerpos son siempre iguales y dirigidas a la parte contraria.
6espu"s de /saac 8eBton se terminaron de sentar las bases para que la humanidad
alcan!ara un desarrollo tecnológico sin precedentes, pues en el siglo F/// se
terminaron de enunciar las leyes de la física y la química, las cuales sirvieron para
facilitar los estudios de los científicos posteriores a este periodo, y así aprovechar los
materiales y fuer!as de la naturale!a en beneficio de la humanidad.
Las guerras que ocurrieron en Europa, y mas en concreto las guerras 8apoleónicas,
fueron el motor para el desarrollo industrial del vie4o continente, pues los embargos
económicos que se impusieron los países enemigos propiciaron que las naciones se
vieran obligadas a producir aquellas materias y artículos que importaban, además de que
buscaran nuevos mercados para colocar sus productos y exportaciones.
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'e podría mencionar que la máquina de vapor fue el invento más importante de esta
"poca pues gracias a ella se produ4o la revolución industrial. Fa desde siglos atrás el
hombre había intentado aprovechar en usos prácticos el efecto mecánico de la fuer!a de
expansión del vapor de agua, pero había fallado en su intento.
La creación de la máquina de vapor se hi!o gradualmente, como siempre, me4orando un
invento o idea anterior y combinándolo con otra. 6enis %apin fue el primero en lograr
un cierto "xito en este caso, pero no en su totalidad, pues aunque si logró producir el
vacío dentro de un recipiente que llenaba de vapor que despu"s condensaba enfriándolo.
2homas 'avery aprovechó este invento de, pues consiguió elevar agua con una máquina
fundamentada en el principio de la marmita de %apin aprovechando la presión atmosf"rica
para empu4ar el agua para que llenara el vacío producido. 2homas 8eBcomen le dio otro
avance a este descubrimiento, cito) Gel vapor empu4aba un "mbolo, se condensaba y la
presión de la atmósfera hacía caer el "mbolo, produci"ndose un movimiento balancín, que
movía una palanca. Esta hacía subir y ba4ar el pistón de una bomba para elevar el agua. El
cilindro del "mbolo de la máquina de 8eBcomen quedaba abierto por un lado, y así el vapor
servía para empu4ar en una dirección& para retroceder se contaba con el vacío que producía
el vapor al condensarse.H :ames ?att fue qui"n materiali!ó las ideas de estos científicos de
convertir el vapor en fuer!a motri! aprovechable, pues se le ocurrieron varias me4oras para
la máquina de vapor de 8eBcomen, que consistían en cerrar el "mbolo en ambos lados paraobligar al vapor a empu4arlo en ambas direcciones con lo que se conseguían fuer!as mucho
mayores que la de la presión atmosf"rica en el vacío, además le añadió un bra!o que podía
transformar el movimiento de palanca que producía la máquina de 8eBcomen en
movimiento giratorio, despu"s se perfeccionó con doble "mbolo, se le añadió un
condensador, se inventó la caldera tubular y se le dieron proporciones gigantescas
aplicables en las industrias, además se utili!aron para mover barcos de gran tamaño.
(áquina de vapor de :ames ?att
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@tra innovación digna de ser mencionada fue el m"todo de pudelado, que consiste en
inyectar aire a trav"s del hierro fundido para que se convierta en hierro maleable. Estos
inventos fomentaron el desarrollo industrial de Europa y dio pasa a la revolución industrial.
%or su parte, ya estaba en proceso la invención del motor de combustión interna. Esto
inició con el diseño del científico hristian 3uygens en 5IJK, pero nunca llegó a
construirlo. 'i bien algunos científicos e ingenieros trataron de llevar a cabo la idea de
instalarlo a un automóvil hasta mediados de la d"cada de 5KK- el motor de combustión
interna no alcan!ó un nivel que permitiera su utili!ación de forma efica! en vehículos de
carretera, a manos del ingeniero 1ugust @tto, que construyó u motor de cuatro cilindros que
constituyó la base de casi todos los motores posteriores, y que además reempla!aría a los
motores de vapor para automóviles.
(otor de cuatro tiempos
2ambi"n comen!ó la producción en serie, qui"n a manos de 3enry 9ord se perfeccionó,
dividiendo las fábricas en !onas de traba4o, introduciendo las cadenas de producción #si
bien no fueron su invento supo aprovecharlas me4or$ e implementando la producción
normali!ada de pie!as de precisión, creando así un me4or aprovechamiento del tiempo y los
recursos y disminuyendo el precio de sus automóviles que pronto llenaron las calles de
E.*.1., 4unto con las cadenas 0eneral (otors, y hrysler. En la segunda revolución
industrial se dio la invención del acero, la bombilla el"ctrica y el dinamo, que aprovechaba
una fuente alterna de energía en ese periodo #la electricidad$ en las industrias de producción, lo que produ4o un avance tecnológico a la par del obtenido con la máquina de
vapor, pero sustituy"ndolo casi en su totalidad en el sector industrial.
6inamo <ombilla
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0racias al estudio de fenómenos como el electromagnetismo y de la enunciación de sus
leyes, se pudo aprovechar para usos tecnológicos, abriendo el campo para las
telecomunicaciones.
En cuanto a la aviación, el siglo / produ4o varios ingenieros dedicados a reali!ar un
sueño del hombre) volar. 6ebemos decir que los ingenieros que diseñaban artefactos
creados con este fin iban perfeccionando sus t"cnicas paso a paso, apoyados en otros
conocimientos en la aerodinámica obtenidos por sus colegas, y así el vuelo que producían
estas aeronaves primitivas iba creciendo cada ve!& hasta que en 5-+, los hermanos ?rigth,
combinando la invención del motor a gasolina #si bien no fueron los primeros en usar esta
idea$ con el aeroplano, consiguieron obtener el primer vuelo pilotado de una aeronave mas
pesada que el aire.
Los hermanos fueron perfeccionando sus invenciones hasta llegar a conseguir el primer
vuelo de una hora y los primeros vuelos tripulados. En 5- se compró el primer avión
militar de la historia por el gobierno de Estados *nidos, construido por los hermanos
?rigth. 6ebo citar) G6urante los años posteriores a la / 0uerra (undial se reali!aron
grandes progresos tanto en el diseño de los aeroplanos como en los motores. Los aviones de
dos alas con los motores y las h"lices situadas en la parte posterior pronto fueron sustituidos
por aviones con los motores situados en la parte delantera. 3abía muy pocos modelos de
monoplanos, pero, en cambio, durante la guerra ambos contendientes fabricaron enormes
biplanos con dos, tres y hasta cuatro motores, que en Europa fueron al principio del tipo
rotativo, aunque pronto se sustituyeron por los modelos radiales. En 0ran <retaña y Estados
*nidos predominaron los motores refrigerados por aguaH.
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6espu"s de la 5M 0uerra (undial, se crearon las primeras líneas de transporte a"reo de
correo y de pasa4eros, y con la llegada de la DM 0uerra (undial, se volvieron a producir
avances en el campo de la aviación que fueron aprovechados por las cadenas comerciales de
transporte de pasa4eros. Los experimentos en el campo del diseño aerodinámico, de los
nuevos metales, nuevas plantas de potencia y avances electrónicos tra4eron el desarrollo de
los aviones turborreactores de alta velocidad, diseñados para vuelos transoceánicos, vuelos
supersónicos, aviones cohete experimentales, aviones de despegue corto o vertical y cohetes
espaciales.
La cohetería y los via4es espaciales ya se habían soñado años atrás, por muchos
Gexc"ntricosH, hasta que se volvieron realidad gracias a los avances en cohetería reali!ados
en la guerra, comen!ando por enviar sat"lites a la órbita terrestre a manos de los sovi"ticos
y los norteamericanos, hasta que se concretó el via4e lunar, que dio un parte aguas para la
era tecnológica.
Fa en la era moderna la tecnología a avan!ado tanto que se necesitaría demasiado tiempo
para mencionar una por una las innovaciones tecnológicas en el campo de la ingeniería
mecánica y en las partes que la conforman como la aeronáutica, el transporte terrestre y
marítimo, la medicina, la astronáutica etc.& pero podemos concluir que lo que ha hecho que
la ingeniería mecánica avance hasta este punto es la imaginación y el ingenio del hombre
para resolver problemas y cumplir sueños, combinando conocimientos de otras "pocas y
otros hombres, sin importar ra!a, credo o inclinación política, siempre con el fin de que la
humanidad avance en el conocimiento y aprovechamiento su entorno, del universo y las
fuer!as que lo rigen, como bien está escrito G(uchos correrán de aquí para allá y la ciencia
aumentaráH.