Download Ingenierías y tecnologías La ingeniería es el estudio y la aplicación

Ingenierías y tecnologías
La ingeniería es el estudio y la aplicación del saber científico en la transformación de ideas en
acción. Ideas enfocadas generalmente en la resolución de problemas reales o en la resolución
de necesidades humanas. La ingeniería utiliza saberes científicos como la física, la química, las
matemáticas, entre otros, como herramientas fundamentales de la transformación de una o
varias ideas en realidad, teniendo en cuenta además otras serie de disciplinas como la
economía, la psicología, relaciones humanas, las ciencias de la vida y la gestión. Lo cual hace de
este estudio un estudio inherentemente multidisciplinar.
Su objetivo central es el diseño, un arte que implica el ejercicio del ingenio, la imaginación, el
conocimiento, la habilidad, la disciplina y el juicio basado en la experiencia.
¿Qué es Investigar en Ingeniería?
Es utilizar diferentes saberes científicos, teniendo en cuenta además otros principios como
éticos y económicos para:
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La resolución de problemas y necesidades de la humanidad.
El mejoramiento de las tecnologías, estructuras, materiales, procesos y sistemas del
mundo físico que nos rodea.
La optimización de recursos y costos en el diseño y desarrollo de nuevos productos,
materiales, estructuras, procesos y sistemas.
La transformación de ideas o productos imaginarios en realidad.
Mejorar la calidad de vida de la humanidad
Metodologías de investigación en Ingeniería:
La metodología de investigación en ingeniería digamos que difiere un poco de la metodología
de investigación en otras ciencias, por ejemplo en otras ciencias como la Biología, la Química,
las Ciencias de la Tierra y el Espacio, todo parte por una pregunta de investigación:
En la ingeniería más que comenzar por una pregunta de investigación lo que se hace en
primera instancia es: Definir una Necesidad, y una vez hecho esto siguen una serie de pasos
algunos muy similares a los utilizados en la metodología de investigación de las ciencias
mencionadas anteriormente. A continuación veremos una tabla comparativa entre los pasos
utilizados en la metodología de investigación en Ingeniería y la metodología empleada en las
ciencias.
El método científico
La Ingeniería de Procesos
Indique su pregunta
Definir una necesidad
Haz una investigación de antecedentes
Haz una investigación de antecedentes
Formule su hipótesis, identificar las variables
Establecer criterios de diseño
Experimento de diseño, establecer procedimientos
Preparar diseños preliminares
Ponga a prueba su hipótesis haciendo un
experimento
Crear y probar un prototipo
Analizar los resultados y sacar conclusiones
Pruebe y rediseñar si es necesario
Presentar los resultados
Presentar los resultados
Definir una necesidad (Mejoramiento de algo ya existente ya sea adicionarle nuevas
funcionalidades, reducirle el costo, el tamaño, hacerlo portable, hacerlo más rápido, creación
de un nuevo dispositivo, este dispositivo ayuda a la gente, a los animales, mejorar
edificaciones, estructuras, materiales) por ejemplo un dispositivo X reproductor de audio se
consigue a muy alto costo en el mercado, pero yo me di cuenta que era capaz de hacer un
dispositivo similar más pequeño y además reduciendo el precio a la mitad ó por ejemplo:
toda mi vida he vivido en una finca y varias de las vacas que criamos se han escapado en las
noches y causado accidentes en una carretera aledaña, debido a la poca visión en la zona,
entonces me gustaría crear un dispositivo que se le coloque a las vacas sin lastimarlas o
causarles daño alguno, que nos envié una señal indicando que la vaca está saliendo del área de
la finca y que además emita una luz que nos permita tanto a nosotros como a los conductores
identificarla y así evitar accidentes.
Investigación de Antecedentes: Investigar lo que otros ya han aprendido acerca de tu idea.
Recopilar información que le ayudará a diseñar su invención. No reinventar la rueda. Entonces
siguiendo con el ejemplo de la vaca buscaríamos que dispositivos similares han inventado,
podríamos replantear nuestro idea buscando mejorar estos dispositivos ya existentes, ya sea
haciéndolo más eficiente, mas económico, más pequeño, más rápido.
Establecer Criterios de Diseño: Conociendo los antecedes tenemos nuestra idea mucho más
clara, ya sabemos que queremos hacer, pero ¿Cómo lo vamos hacer?, normalmente existen
diferentes alternativas con las cuales podemos llegar a un mismo resultado, es en esta etapa
donde debemos tomar decisiones de acuerdo aspectos como el tipo de materiales que
utilizaremos, el tiempo que tenemos para llegar a un resultado, el presupuesto disponible para
la fabricación.
Preparar Diseños Preliminares: Una vez tengamos unos criterios de diseño establecidos y con
el fin de evitar inconvenientes a futuro, es recomendable realizar en papel varios diseños o
alternativas de nuestro diseño, de modo que contemplemos los posibles inconvenientes que
puede llegar a tener nuestro diseño y estar preparados para solucionar estos inconvenientes si
se presentan. Continuando con el ejemplo de la vaca, observamos que existen diversas
maneras de informar que la vaca se está saliendo de la zona de nuestra finca, podría ser con
cámaras nocturnas que detecten la forma de la vaca o el calor y activen una alarma, pero nos
tocaría instalar muchas cámaras ya que la finca es muy grande, también podría ser con un
micrófono que tenga la vaca y detecte el sonido de los cascos de las patas cuando tocan el
pavimento de la carretera, pero el el problema es que dentro de la zona de la finca hay algunas
partes con pavimento, entonces podría ser confuso, así como estas, existen muchas
alternativas, entre las cuales decidimos diseñar el dispositivo con un chip GPS y una mini
antena de radio frecuencia, que envía una señal a una alarma en el momento en que el GPS
obtiene coordenadas que están por fuera de la zona de la finca, además de sonar la alarma,
alumbrará una serie de lucecitas leds que acompañaran al dispositivo.
Crear y probar un prototipo: Un prototipo es el primer modelo a escala real y funcional de su
invención. Se construye a partir de lo que crees que es el diseño preliminar que mejor se ajuste
a sus criterios de diseño. A veces es imposible cumplir todos los criterios de diseño y debemos
elegir una solución de compromiso. Siguiendo con el ejemplo, habiendo realizado ya nuestro
diseño preliminar, el paso siguiente es pasar de nuestro diseño en papel a un dispositivo físico
funcional, necesitaríamos apropiarnos del conocimiento de cómo usar el chip GPS que
compramos, como usar la antena de radiofrecuencia, la alarma y una vez tengamos claro esto,
debemos investigar o asesorarnos con alguien sobre como interconectar todos estos
dispositivos con un circuito electrónico lo más sencillo posible. Una vez entendamos todo esto
procedemos a construir y a programar el prototipo. Cuando ya tengamos el prototipo
funcionando procedemos hacer pruebas, es recomendable que las pruebas sean pensadas y
diseñadas y no improvisadas, por ejemplo hacernos las siguientes preguntas y convertirlas en
pruebas: ¿En el momento en que la vaca está saliendo de la zona, se está activando la alarma?,
¿En el momento en que la vaca está saliendo de la zona, se están encendiendo los leds?, ¿Que
pasa si cambio la ubicación de la antena, el dispositivo sigue funcionando?, preguntas como
están llevaran hacer unas buenas pruebas de nuestro dispositivo.
Rediseñar y Probar Nuevamente: Casi cada prototipo tiene fallas no previstas, cosas que
pasan por alto o características de diseño que no funcionó de la manera que usted desea. En
muchos proyectos de ingeniería como en la vida ocurren frecuentemente este tipo de cosas,
pero no es un motivo para desanimarse, es momento de mirar y analizar donde se tuvo la falla,
corregirla y si es necesario rediseñar nuevamente y realizar las pruebas y ajustes cuantas veces
sea necesario, hasta que nuestro dispositivo funcione correctamente y tengamos nuestro idea
convertida en una realidad.
----------------------------------------------------------------------Sub-áreas:
Ingeniería De Materiales:
La ingeniería de materiales se encarga del estudio de técnicas de producción y transformación
de los materiales, el desarrollo de nuevos materiales, fabricación y comportamiento de
componentes utilizados en estructuras, desarrollar métodos de modificación de las
propiedades de los materiales para múltiples necesidades y aplicaciones industriales. Hablar
nanotecnología.
¿Cómo mezclar materiales reciclados para que sean utilizados en la construcción de viviendas
de bajo costo?
Ingeniería Informática:
La ingeniería informática se encarga de diseñar, desarrollar, proyectar, dirigir, construir,
operar y mantener sistemas informáticos, incluyendo las diversas técnicas y actividades
relacionadas con metodología, los sistemas operativos, los sistemas de bases de datos, el
cálculo numérico y la inteligencia el tratamiento de la información como soporte de
conocimientos, de la comunicación humana, y entre máquinas. Se divide en varios campos
especializados, como la síntesis y el análisis de algoritmos, la teoría de computación, la
arquitectura de computadores, los lenguajes de programación.
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¿Cómo desarrollar un video juego que concientice a los jóvenes de la ciudad de
Medellín sobre la importancia de reciclar?
¿Cómo desarrollar un software que facilite la enseñanza de las matemáticas en la
institución Pedro Coral, haciendo de estas entendibles y divertidas?
¿Cómo crear una base de datos que mejore la organización de la información y los
tiempos de atención del restaurante escolar de la institución Federico Aguirre?
Ingeniería Electrónica:
Está basada en la electrónica, principalmente en la electrónica de baja potencia, se encarga de
resolver problemas como procesos industriales, automatización, abarca conocimientos como
el diseño de circuitos integrados, electrónica analógica, electrónica digital, microelectrónica,
redes de computadores, sistemas embebidos y electrónica de consumo. La robótica está
ampliamente relacionada con esta ingeniería y la ingeniería de sistemas. Ejemplos de
preguntas de investigación.
¿ Cómo desarrollar una alarma de seguridad para el hogar, que ante una posible ausencia
informe al celular si una puerta ha sido abierta, si alguna presencia es detectada en un pasillo,
si se presenta algún incendio o inundación?
¿Cómo construir un robot que ayude a las personas invidentes como lazarillo guía?
¿Cómo ayudar a los familiares de las personas con mal de alzhéimer con la construcción de un
dispositivo que informe o emita una señal cuando la persona se aleje una distancia
predeterminada de su hogar?
Ingeniería Eléctrica: Trata problemas de generación y transmisión de energía eléctrica,
controles eléctricos industriales, control de motores y transformadores. Los ingenieros
electricistas diseñan sistemas eléctricos de potencia que usan energía eléctrica. Ejemplos de
proyectos.
¿Cómo construir un prototipo de planta de generación de energía eléctrica con paneles solares
para días soleados y con energía eólica para aprovechamiento de los vientos?
Ingeniería Mecánica: La ingeniería mecánica hace uso de principios físicos y matemáticos para
el análisis, diseño, mantenimiento y fabricación de sistemas.
¿Cómo construir un prototipo de un carro robótico inteligente qué esquive obstáculos y
detecte fuentes de luz?
¿Cómo construir un prototipo de juego mecánico para un parque de diversiones que sea nuevo
y divertido?
¿Como diseñar un sistema mecánico que utilice poleas que nos permita enseñar en el aula de
clase principios de física de forma divertida?