Historia de la ingeniería - Enciclopedia
El concepto de ingeniería ha existido desde la antigüedad, ya que los humanos idearon inventos fundamentales como la polea, la palanca y la rueda. Cada una de estas invenciones es coherente con la definición moderna de ingeniería, que explota principios mecánicos básicos para desarrollar herramientas y objetos útiles.
El término ingeniería en sí mismo tiene una etimología mucho más reciente, derivando de la palabra ingeniero, que data de 1325, cuando un ‘engineer’ (literalmente, uno que opera una máquina) originalmente se refería a "un constructor de máquinas militares". En este contexto, ahora obsoleto, una "máquina" se refería a una máquina militar, es decir, una construcción mecánica utilizada en la guerra (por ejemplo, una catapulta). La palabra "máquina" en sí misma tiene un origen aún más antiguo, derivando del latín ingenium (alrededor de 1250), que significa "calidad innata, especialmente poder mental, por lo tanto, una invención inteligente".
Más tarde, a medida que el diseño de estructuras civiles como puentes y edificios maduró como una disciplina técnica, el término ingeniería civil entró en el léxico como una manera de distinguir entre aquellos especializados en la construcción de tales proyectos no militares y aquellos involucrados en la antigua disciplina de ingeniería militar (el significado original de la palabra "ingeniería", ahora en gran medida obsoleto, con notables excepciones que han sobrevivido hasta el día de hoy como los corpos de ingenieros militares, por ejemplo, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos).
Época Antigua
Las ziqurgates de Mesopotamia, el persepolic en Irán, las pirámides y el faro de Alejandría en el antiguo Egipto, las ciudades de la civilización del Valle del Indo, el acrópolis y el Partenón en la antigua Grecia, los acueductos, la Vía Appia y el Coliseo en el Imperio Romano, Teotihuacán, las ciudades y pirámides de los imperios maya, inca y azteca, y la Gran Muralla de China, entre muchos otros, son un testimonio de la ingenio y habilidad de los ingenieros civiles y militares antiguos.
Las seis máquinas simples clásicas se conocían en el Cercano Oriente antiguo. La cuña y el plano inclinado (escalera) se conocían desde la prehistoria. La rueda, junto con el mecanismo de rueda y eje, fue inventada en Mesopotamia (hoy Irak) durante el quinto milenio a.C. El mecanismo de palanca apareció por primera vez hace aproximadamente 5,000 años en el Oriente Próximo, donde se utilizó en una balanza de equilibrio simple y para mover objetos grandes en la tecnología egipcia antigua. La palanca también se utilizó en el dispositivo elevador de agua shadoof, la primera grúa mecánica, que apareció en Mesopotamia alrededor del 3000 a.C., y luego en la tecnología egipcia antigua alrededor del 2000 a.C. Las primeras evidencias de poleas datan de Mesopotamia en el principio del segundo milenio a.C., y en Egipto durante la Duodécima Dinastía (1991-1802 a.C.). La tornillería, la última de las máquinas simples en ser inventada, apareció por primera vez en Mesopotamia durante el período neoasirio (911-609 a.C.). Las pirámides egipcias se construyeron utilizando tres de las seis máquinas simples, el plano inclinado, la cuña y la palanca, para crear estructuras como la Gran Pirámide de Giza.
El primer arquitecto conocido por nombre es Imhotep. Como uno de los funcionarios del faraón Djosèr, probablemente diseñó y supervisó la construcción de la Pirámide de Djosèr (una pirámide de escalones) en Saqqara, Egipto, alrededor de 2630-2611 a.C. También podría haber sido responsable del primer uso conocido de columnas en la arquitectura.
Kush desarrolló la Sakia durante el siglo IV a.C., que dependía de la fuerza animal en lugar de la humana. En Kush se desarrollaron presas en forma de Hafirs para mejorar la irrigación. Los sappers se emplearon para construir causeways durante campañas militares. Los antepasados de Kush construyeron speos entre 3700 y 3250 a.C. Se crearon también bloomeries y hornos de fundición durante el período meroítico.
Las primeras máquinas prácticas de agua, la rueda hidráulica y el molino de agua, aparecieron por primera vez en el Imperio Persa, en lo que hoy son Irak e Irán, a principios del siglo IV a.C.
Grecia antigua desarrolló máquinas tanto en el dominio civil como en el militar. El mecanismo de Antikythera, un modelo temprano de computadora analógica mecánica, y las invenciones mecánicas de Arquímedes, son ejemplos de ingeniería mecánica griega. Algunas de las invenciones de Arquímedes, así como el mecanismo de Antikythera, requerían un conocimiento sofisticado de engranajes diferenciales o engranajes epicíclicos, dos principios clave en la teoría de las máquinas que ayudaron a diseñar las cintas de engranajes de la Revolución Industrial y que aún se utilizan hoy en una amplia gama de campos como la robótica y la ingeniería automotriz.
Las fuerzas armadas chinas y romanas emplearon máquinas militares complejas, incluyendo la ballista y la catapulta. En la Edad Media, se desarrolló el trebuchet. En 132, el erudito Zhang Heng inventó el sismógrafo para detectar terremotos, que no fue inventado en otro lugar del mundo hasta 1,100 años después.
El Xinlun de Huan Tan es el texto más antiguo que describe el dispositivo martillo de tripulación impulsado por hidráulica (es decir, una rueda hidráulica), que se utilizó para aplastar y pelar granos.
Edad Media
= Imperio bizantino =
Los bizantinos tradujeron y conservaron innumerables manuscritos griegos y también contribuyeron al desarrollo de la ingeniería en el mundo medieval temprano. Anthemius de Tralles y Isidoro de Mileto fueron responsables de la arquitectura de la iglesia de Santa Sofía en 532-537 d.C.
El fuego griego, inventado por Callinicus de Heliópolis, fue un arma utilizada por los bizantinos. Consistía en sustancias inflamables como el petróleo, la nafta, la cal viva, el azufre, la resina y el nitrato de potasio.
= Edad de Oro islámica =
La Edad de Oro islámica fue testigo de avances en el conocimiento de la ingeniería, después de traducir las obras de eruditos griegos, persas, romanos e indios.
Las primeras máquinas prácticas impulsadas por viento, el molino de viento y el bomba de viento, aparecieron en el mundo musulmán durante la Edad de Oro islámica, en lo que hoy son Irán, Afganistán y Pakistán, en el siglo IX d.C. La primera máquina práctica impulsada por vapor fue una bomba de vapor y turbina de vapor, descrita en 1551 por Taqi al-Din Muhammad ibn Ma'ruf en Egipto otomano.
La cotton gin fue inventada en la India en el siglo VI d.C., y la rueda de hilado fue inventada en el mundo islámico a principios del siglo XI, ambas fueron fundamentales para el crecimiento de la industria del algodón. La rueda de hilado también fue un precursor de la rueda de hilado jenny, que fue un desarrollo clave durante la Revolución Industrial temprana en el siglo XVIII.
Después de traducir las obras de Hero de Alejandría por Qusta ibn Luqa, se desarrollaron las primeras máquinas programables en el mundo musulmán. Un secuenciador musical, un instrumento musical programable, fue el tipo más antiguo de máquina programable. El primer secuenciador musical fue un flautista automático inventado por los hermanos Banu Musa, descrito en su libro "Book of Ingenious Devices", en el siglo IX. En 1206, Al-Jazari inventó autómatas/robots programables. Describió cuatro músicos autómatas, incluyendo tambores operados por una máquina de batería programable, donde podían tocar diferentes ritmos y patrones de batería.
Al-Jazari construyó cinco máquinas para bombear agua para los reyes de la dinastía artúrida turca y sus palacios. Además de más de 50 dispositivos mecánicos ingeniosos, Al-Jazari también desarrolló y realizó innovaciones en engranajes segmentales, controles mecánicos, mecanismos de escape, relojes, robótica y protocolos para métodos de diseño y fabricación.
Renacimiento europeo
La primera máquina de vapor completamente funcional fue construida en 1716 por el herrero Thomas Newcomen. El desarrollo de este dispositivo dio lugar a la Revolución Industrial en las décadas siguientes, permitiendo los inicios de la producción en masa.
Con el surgimiento de la ingeniería como profesión en el siglo XVIII, el término se aplicó de manera más restringida a los campos en los que matemáticas y ciencia se aplicaban a estos fines. De manera similar, además de la ingeniería militar y civil, los campos entonces conocidos como las artes mecánicas se incorporaron a la ingeniería.
Las siguientes imágenes son ejemplos de una baraja de cartas que ilustra instrumentos de ingeniería en Inglaterra en 1702. Ellas ilustran una gama de especialidades de ingeniería que eventualmente se conocerían como ingeniería civil, ingeniería mecánica, geodesia y geomática, etc.
Cada carta incluye un subtítulo que explica el propósito del instrumento.
Época moderna
Las invenciones de Thomas Savery y el ingeniero escocés James Watt dieron lugar a la ingeniería mecánica moderna. El desarrollo de máquinas especializadas y sus herramientas de mantenimiento durante la Revolución Industrial llevó al rápido crecimiento de la ingeniería mecánica tanto en su lugar de nacimiento, Gran Bretaña, como en el extranjero.
La disciplina de ingeniería eléctrica fue moldeada por los experimentos de Alessandro Volta en el siglo XIX, los experimentos de Michael Faraday, Georg Ohm y otros y la invención del motor eléctrico en 1872. La ingeniería eléctrica se convirtió en una profesión a finales del siglo XIX. Los profesionales crearon una red telegráfica eléctrica global y las primeras instituciones de ingeniería eléctrica se fundaron en el Reino Unido y Estados Unidos. Aunque es imposible precisar quién fue el primer ingeniero eléctrico, Francis Ronalds se destaca por haber creado el primer sistema de telégrafo eléctrico funcional en 1816 y documentado su visión de cómo el electricidad podría transformar el mundo.
El trabajo de James Maxwell y Heinrich Hertz a finales del siglo XIX dio lugar al campo de la electrónica. Las posteriores invenciones del tubo de vacío y el transistor aceleraron el desarrollo de la electrónica en tal medida que los ingenieros eléctricos y electrónicos actualmente superan en número a sus colegas de cualquier otra especialidad de ingeniería.
La ingeniería química, como su contraparte ingeniería mecánica, se desarrolló en el siglo XIX durante la Revolución Industrial. La fabricación a escala industrial demandaba nuevos materiales y nuevos procesos y para 1880 la necesidad de la producción a gran escala de productos químicos era tan grande que se creó una nueva industria dedicada al desarrollo y fabricación a gran escala de productos químicos en nuevas plantas industriales. El papel del ingeniero químico era el diseño de estas plantas químicas y procesos.
La ingeniería aeronáutica se ocupa del diseño de aeronaves mientras que la ingeniería aeroespacial es un término más moderno que amplía el alcance de la disciplina incluyendo el diseño de naves espaciales. Sus orígenes pueden rastrearse hasta los pioneros de la aviación a principios del siglo XX, aunque el trabajo del sir George Cayley ha sido datado recientemente como de la última década del siglo XVIII. El conocimiento temprano de la ingeniería aeronáutica fue en gran medida empírico, con algunos conceptos y habilidades importados de otras ramas de la ingeniería. Sólo una década después de los vuelos exitosos de los hermanos Wright, los años 1920 vieron un desarrollo extensivo de la ingeniería aeronáutica mediante el desarrollo de aviones militares de la Primera Guerra Mundial. Mientras tanto, la investigación para proporcionar una ciencia fundamental continuó combinando la física teórica con experimentos.
El primer doctorado en ingeniería (ténicamente, ciencias aplicadas y ingeniería) otorgado en los Estados Unidos fue a Willard Gibbs en la Universidad de Yale en 1863; también fue el segundo doctorado en ciencia otorgado en los Estados Unidos.
En 1990, con el auge de la tecnología de computadoras, el primer motor de búsqueda fue construido por el ingeniero informático Alan Emtage.
Ver también
Cronología de inventos históricos
Historia de las mujeres en ingeniería
Historia de la ingeniería química
Historia de la ingeniería eléctrica
Historia de la ingeniería estructural
Referencias
Leer más
Bix, Amy Sue. Girls Coming to Tech!: A History of American Engineering Education for Women (MIT Press, 2014)
Hill, Donald. A history of engineering in classical and medieval times (Routledge, 2013), on Greeks, Romans, Byzantines, and Arabs
Landels, John G. Engineering in the Ancient World (University of California Press, 2000, rev. ed.) ISBN 978-0-520-22782-8
Lawton, Brian, ed. The Early History of Mechanical Engineering - Vol. 1 (2004) online; vol 2 (2004) online
Rae, John and Rudi Volti. The Engineer in History (2001) online
Rhodes, Edward, ed. Engineering America: The Rise of the American Professional Class, 1838–1920 (Washington: Westphalia Press, 2014) 142 pp.
Smith, Edgar C. A short history of naval and marine engineering (Cambridge University Press, 2013)
Usher, Abbott Payson. A History of Mechanical Invention (2nd ed. 1954), 450 pp. online review
Enlaces externos
Historia de la ingeniería en la Universidad de Minnesota