Ingeniería mecánica

La ingeniería mecánica es la aplicación de los principios físicos para la creación de dispositivos útiles, como objetos y máquinas. Los ingenieros mecánicos usan principios como el calor, la fuerza y la conservación de la masa y la energía para analizar sistemas físicos estáticos y dinámicos, contribuyendo a diseñar objetos como automóviles, aviones y otros vehículos. También los sistemas de enfriamiento y calentamiento, equipos industriales y maquinaria de guerra pertenecen a esta rama de la ingeniería.

Historia de la ingeniería mecánica

Antes que la ingeniería mecánica se definiera como tal los físicos (que, a su vez, aplican conocimientos matemáticos) usaban teorías para resolver problemas, lo que llevó a la construcción de máquinas relativamente simples. Tiempo después, la industria observó la gran utilidad de las máquinas al ahorrar tiempo y recursos, por lo que comenzó a haber una fuerte demanda por nuevas máquinas (la Revolución Industrial fue una consecuencia de la introduccion de maquinaria en el taller con lo que se convirtió en industria). Esto tuvo como consecuencia que existiera una especialización, creando la disciplina de la ingeniería mecánica.

Se requería de nuevos dispositivos con funcionamientos complejos en su movimiento o que soportaran grandes cantidades de fuerza, por lo que fue necesario que esta nueva disciplina estudiara el movimiento y el equilibrio. También fue necesario encontrar una nueva manera de hacer funcionar las máquinas, ya que en un principio utilizaban fuerza humana o fuerza animal. El uso de máquinas que funcionan con energía proveniente del vapor, del carbón, de la gasolina y de la electricidad trajo grandes avances.

Ramas derivadas

El desarrollo de la ingeniería mecánica hizo aparecer nuevas ramas en el campo de la ingeniería ya que fue necesario cubrir algunas carencias que aparecían. Aunque en un principio estas carencias eran de corrección fácil, con el tiempo fue necesario aplicar mayor especialización, y esto daba como consecuencia la creación de una nueva rama.

Se comenzó a observar que al utilizar ciertos materiales al construir un mecanismo este podía resistir más, o que ciertas máquinas fallaban al ser utilizadas en condiciones extremas, con lo que se tuvo que estudiar más a fondo las propiedades de los materiales, dando como resultado un área conocida como ingeniería de los materiales.

De modo análogo, cuando se comenzaron a percibir los inconvenientes de utilizar energía proveniente de la combustión se vio la conveniencia de aprovechar la electricidad y el magnetismo para hacer funcionar máquinas, dando origen a la ingeniería eléctrica.

Aunque ciertos trabajos son fácilmente realizados por el hombre, otros requieren demasiada precisión o son labores muy repetitivas, lo cual provoca errores. El uso de interruptores y más adelante el uso de circuitos permitió reducir estos márgenes de error a niveles razonables, desarrollándose la ingeniería electrónica y, posteriormente, la ingeniería mecatrónica.

Herramientas computacionales

Prototipo de suspensión y dirección modelado en computadora

La Ingeniería Mecánica es un campo muy amplio de la ingeniería que implica el uso de los principios físicos para el análisis, el diseño, la fabricación y el mantenimiento de sistemas mecánicos. Cada vez se incrementa mas la necesidad de obtener resultados de mayor precision, por lo que la complejidad en los calculos han aumentado. Como en muchas areas que se basan en principios fisicos, se ha cambiado sencillez por exactitud. En otras ocasiones el uso de una computadora crea grandes ahorros al evitar diseñar demasiados prototipos antes de llegar a una version final.

El proceso de análisis y diseño es ayudado por herramientas de cómputo como el análisis finito de los elementos (FEA por sus siglas en inglés) y las dinámicas fluidas en computadoras (CFD). Con el uso de la manufacturación con ayuda de computadores (LEVA), los modelos se pueden también utilizar directamente por el software para crear "instrucciones" para la fabricación de los objetos representados por los modelos, mediante máquinas controladas númericamente por computadoras (CNC) u otros procesos automatizados, sin la necesidad de dibujos intermedios.

De los paquetes de software más importantes que existen destacan:

• Autocad
• ProE
• MSC.Adams
• Working model
• Matlab
• Maple

Conceptos básicos en ingeniería mecánica

• Diseño mecánico: Fallo y Coeficiente de seguridad.
• Materiales: Propiedades mecánicas de los materiales.
• Tensión y Deformación: Teorías de fallo | Mecánica de la fractura.
• Estática: Equilibrio estático | Pandeo.
• Dinámica: Grado de libertad | Fatiga | Vibración | Mecanismo.
• Tecnología mecánica.
• Termodinámica.

Asociaciones

Ademas de grupos existentes dentro de universidades, existen asociaciones de ingenieros las cuales se concentran en investigar nuevas tecnologias, publicar articulos, compartir conocimientos. Otras de sus funciones son las de validar, estandarizar y crear normas.

Enlaces externos

• American Society of Mechanical Engineers

Véase también

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