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CAPÍTULO 3 Las especialidades en la ingeniería 3.2 ESPECIALIZACIÓN DE LA INGENIERÍA A lo largo de la historia de la humanidad, los ingenieros han resuelto muchos problemas. De igual forma, han acumulado una cantidad importante de conocimientos que en la práctica requieren ser (sub)divididos y (sub)clasificados. Es a partir de esta situación que surge la especialización de la ingeniería, la cual no es tan sólo una división en distintas áreas, o de todos los conocimientos acumulados, sino que tiene la finalidad de que cada una de dichas áreas, resuelva cierto tipo de problemas. Clasificación general de las ingenierías (2015) 3.3 ÁREA FÍSICO-MATEMÁTICAS Las herramientas científicas más importantes con que cuenta la ingeniería son las matemáticas y la física. Debido a lo anteriormente dicho, es que se requiere inculcar, conocer, desarrollar y aplicar estos conocimientos físicomatemáticos desde una etapa muy temprana de la formación profesional del ingeniero. El ingeniero emplea los cálculos matemáticos para obtener ecuaciones útiles que le permitan simular el comportamiento real de los fenómenos naturales que estudia, con la finalidad de entenderlos y de dominarlos en beneficio de la Humanidad. Herramientas de la Física y de las Matemáticas, más empleadas por las ramas de la ingeniería La ingeniería civil Es una licenciatura que da formación multidisciplinaria, conformada por conocimientos generales de matemáticas, física, química; así como de las áreas específicas de la disciplina, como pueden ser: la construcción, las estructuras, la geotecnia, la ingeniería sanitaria, la ingeniería del transporte (aéreo, férreo, carretero y pluvial), la hidráulica, etcétera; las que aunadas a las nociones en computación, comunicación gráfica, informática, administración y evaluación de proyectos, permiten la participación en las etapas de planeación, diseño, organización, construcción, operación y conservación de obras civiles y de infraestructura. Concentrado de las áreas que conforman la ingeniería civil El campo de estudio de la ingeniería civil es muy amplio, se ha dividido en áreas: Aplicaciones prácticas de la ingeniería Estructuras. Análisis y estudio de las estructuras necesarias para la construcción de puentes, edificios, cúpulas, presas, etcétera. Transporte. Estudio, diseño, análisis y construcción de las vías de comunicación terrestres y marítimas, en ellas se incluyen los puertos, los aeropuertos, las terminales de autobuses y de camiones, y de ferrocarriles. Sanitaria. Diseño y construcción de sistemas de alcantarillado, de plantas de tratamiento de aguas residuales y pluviales, de plantas potabilizadoras de agua, y sistemas para evitar la contaminación ambiental. Hidráulica. Detección de fuentes de agua potable, de construcción de instalaciones portuarias y fluviales, diseño y construcción de sistemas de riego, presas, canales y redes de distribución. Geotecnia. Estudio y análisis de los suelos y de las rocas, en los que se construirán edificios, carreteras, puentes, presas o plataformas petroleras. Geodesia. Estudio y análisis de la superficie de la tierra para determinar los proyectos de ingeniería civil; para ello se utilizan satélites o la aerofotometría. Construcción. Construyen lo que los demás ingenieros calculan o diseñan, su especialidad es la administración de recursos técnicos, financieros y humanos. La ingeniería industrial Esta área de la ingeniería se enfoca al diseño, mejora e instalación de sistemas que se integran por personal (trabajadores), materiales y energía, que en conjunto se encargan de la producción de bienes y de servicios para la sociedad. El profesional de esta área del conocimiento que se enfoca a la investigación operativa, emplea las matemáticas avanzadas como herramienta para lograr su objetivo, así como técnicas avanzadas de computación. La ingeniería mecánica La mecánica es una de las áreas más antiguas y amplias de la ingeniería; está relacionada con la maquinaria, el uso de la energía en forma óptima, y los métodos de fabricación y/o de producción. Los ingenieros mecánicos se encargan de diseñar máquinas que hacen otras máquinas; es decir, implementan máquinas-herramienta(s), maquinaria y equipo para todas las ramas del área industrial. Se puede mencionar entre los diseños más importantes de la ingeniería mecánica los siguientes: o Las turbinas. o La maquinaria pesada. o Motores para aeronaves, ferrocarriles, automóviles, autobuses y barcos. Responsabilidades del ingeniero mecánico en la ingeniería de manufactura, y en el diseño mecánico 3.4 ÁREA DE CIENCIAS DE LA TIERRA La geología. Estudia todo lo relacionado con la corteza de la Tierra, para aplicar esos conocimientos en la industria minera, la petrolera y la hidráulica. La topografía. Permite a la ingeniería representar en planos los “accidentes” de la superficie terrestre, para poder elaborar los mapas que posteriormente son utilizados para planear y controlar obras civiles, para deslindar propiedades y límites estatales, para calcular los movimientos de tierra, etcétera. La geología estructural. Analiza las características estructurales de los diferentes estratos de que se compone la corteza terrestre, para con esa información poder planear, diseñar y construir obras que se realizan en la superficie de la Tierra, o en obras subterráneas como son los túneles. Ingeniería geológica Con base en los conocimientos científicos y técnicos, la ingeniería geológica estudia los recursos minerales, se encarga de la localización de yacimientos de hidrocarburos, también localiza y controla la explotación de los recursos hidráulicos, participa en la planeación de obras civiles, estudia la localización de posibles fuentes alternas de energía; así como también analiza los problemas relacionados con la conservación del medio ambiente, para prevenir desastres geológicos. Mediante la clasificación de los tipos de suelo, la ingeniería geológica puede predecir el comportamiento que éstos tendrán después de haber colocado una estructura encima de ellos. Ingeniería en minas y metalurgia La ingeniería en minas y metalurgia tiene un papel fundamental en el proceso de extracción, de tratamiento y de aprovechamiento de los recursos minerales existentes en la corteza terrestre. Es ella quien se encarga de suministrarlos bajo las especificaciones técnicas que requieren las diversas industrias. Actualmente, la importancia de los sistemas de cómputo, los dispositivos electrónicos de muy alta tecnología, instrumentos y equipos modernos de medición, permite que la ingeniería en minas y metalurgia los emplee con éxito. Gracias a ellos se han logrado mejores evaluaciones, mediciones y predicciones, así como un control más eficiente en las diferentes etapas de la explotación de los minerales. Ingeniería petrolera La ingeniería petrolera es la rama de la ingeniería que permite llevar a cabo con excelente técnica, la programación, la ejecución y la dirección de los procesos de explotación de hidrocarburos, de agua y de energía geotérmica, a fin de redituar beneficios económicos y prever los posibles daños ecológicos al medio ambiente. La ingeniería petrolera se desarrolla en forma intensa y en lugares de clima tropical ya sea en tierra, a bordo de barcos perforadores y en las plataformas instaladas en el mar. Igualmente, hace estudios técnicos y de investigación, para lo cual utiliza un conjunto de conocimientos apoyados principalmente en las matemáticas, la física, la química, la probabilidad y la estadística; a los cuales se agregan la mecánica de los fluidos, la geología, la termodinámica, la ingeniería en perforación, la ingeniería de fluidos del subsuelo, y la evaluación económica aplicada en los proyectos de explotación de los hidrocarburos. Especialidades de la ingeniería petrolera 3.5 ÁREA QUÍMICO-BIOLÓGICAS Ingeniería en alimentos Es una profesión que se basa en una importante y sólida formación en las ciencias químicas y del área biológica; específica y concretamente se encarga del estudio de todos los procesos relacionados con los alimentos. Su objetivo es diseñar, desarrollar y adaptar nuevas tecnologías para crear procesos industriales efectivos (eficaces y eficientes), relacionados con los productos alimenticios, además de desarrollar estrategias para la comercialización de los alimentos producidos a través de sus procesos. Esta área del conocimiento junto con sus técnicas y tecnologías, ha cobrado una gran importancia en los últimos veinte años, ya que se ha hecho indispensable tanto la producción como la conservación y la distribución de los alimentos. Entonces, con el crecimiento de la demanda, se ha incrementado la necesidad de producir nuevas frutas y nuevos vegetales (más grandes y más resistentes), además de crear estrategias para conservar por más tiempo los productos cárnicos y los derivados de los productos lácteos. Ingeniería biomédica La ingeniería biomédica, en colaboración con la medicina y la biología, se encarga de crear instrumentos, equipos, sistemas y aparatos médicos funcionales y de alta tecnología, para diagnosticar y corregir adecuada y oportunamente, anomalías y enfermedades en el cuerpo humano, así como para la investigación médica aplicada. Igualmente, se encarga del desarrollo y producción de sustancias quimioterapéuticas que permiten contrarrestar los efectos de ciertas enfermedades (como el cáncer). En este campo no existe restricción en cuanto al tipo de medicamento(s) que se genera(n); es decir, lo mismo se aplica en humanos, que en animales y en los vegetales. El objetivo fundamental de la ingeniería biomédica en este inicio del siglo XXI, es mantener controladas a las especies que atacan a los seres vivos y que los hace morir prematuramente. Un ejemplo de los productos que esta área de la ingeniería investiga, son los medicamentos de todo tipo. Ingeniería química Esta licenciatura es la encargada de diseñar, supervisar, poner en operación y administrar las plantas industriales, en donde se realizan transformaciones de las materias primas, para crear productos de alta calidad que satisfagan las necesidades humanas más importantes, buscando que dicha producción no afecte el medioambiente y la salud. Los principales conceptos y técnicas que opera y ocupa esta rama de la ingeniería, están basados en las matemáticas, la física, la química, así como las operaciones unitarias. Su área de trabajo radica principalmente en la industria química, la petroquímica, la farmacéutica, la de fabricación de plásticos y polímeros, en la de los detergentes y jabones, en la textil, entre muchas otras; por lo que el ingeniero químico puede desarrollar su trabajo en prácticamente cualquier giro de la industria que requiera una o varias transformaciones física, química o combinada, de las materias primas involucradas. Otras áreas