Ingeniería mecánica

De Wikipedia, la enciclopedia libre

Uno o más wikipedistas están trabajando actualmente en extender este artículo.

Es posible que, a causa de ello, haya lagunas de contenido o deficiencias de formato. Por favor, antes de realizar correcciones mayores o reescrituras, contacta con ellos en su página de usuario o la página de discusión del artículo para poder coordinar la redacción.

La Ingeniería Mecánica es un campo muy amplio de la ingeniería que implica el uso de los principios físicos para el análisis, diseño, fabricación y mantenimiento de sistemas mecánicos. Tradicionalmente, ha sido la rama de la Ingeniería que mediante la aplicación de los principios físicos ha permitido la creación de dispositivos útiles, como utensilios 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.

Tabla de contenidos

1 Historia de la ingeniería mecánica
2 Ramas derivadas
3 Herramientas computacionales
4 Conceptos básicos en ingeniería mecánica
5 Asociaciones
6 Véase también
7 Enlaces externos

[editar] 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 introducción 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.

[editar] 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.

[editar] Herramientas computacionales

Prototipo de suspensión y dirección modelado en computadora

Debido a la complejidad creciente de los análisis que se realizan en todas las ramas de la Ingeniería Mecánica, el cálculo asistido por ordenador ha ido adquiriendo siempre mayor protagonismo. Se ha producido una evolución en la representación de los sistemas físicos, pasando de esquematizar partes del sistema en modo aproximado a reproducir todo el conjunto en modo detallado. Este proceso ha sido posible en gran parte debido a la constante mejora de las prestaciones de de los equipos informáticos, y a la mejora de los programas de cálculo.

En el diseño de nuevos componentes, el uso de estas herramientas permite en la mayoría de los casos obtener resultados más precisos y sobre todo una reducción de costes al permitir analizar virtualmente el comportamiento de nuevas soluciones.

En el proceso de análisis y diseño se utilizan herramientas de cálculo como el análisis mediante elementos finitos (FEA por sus siglas en inglés) o la dinámica de fluidos computacional (CFD). El diseño de procesos de fabricación con ayuda de computadores (LEVA), permite que los modelos generados se puedan utilizar directamente para crear "instrucciones" para la fabricación de los objetos representados por los modelos, mediante máquinas de control numérico (CNC) u otros procesos automatizados, sin la necesidad de dibujos intermedios.

En el campo de Análisis y Simulación existen asociaciones independientes que proporcionan información y elabora normas de cálculo. Una de las más importante es la es la National Agency for Finite Element Methods and Standards (NAFEMS), organización sin ánimo de lucro constituida por más de 700 compañías de todo el mundo.

Paquetes de software de análisis y diseño más extendidos:

ABAQUS
Autocad
ANSYS
Catia
FLUENT
LS-DYNA
Maple
MSC.Adams
MSC.Nastran
Matlab
ProE
RADIOSS
SolidWorks
Working model

[editar] 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.

[editar] Asociaciones

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

Una de estas asociaciones es el ASME (American Society of mechanical Engineers), la cual fue fundada en 1880 por Alexander Lyman Holley, Henry Rossiter Worthington, John Edison Sweet and Matthias N. Forney. En Estados Unidos establece los códigos y normas de dispositivos mecánicos.

El NCEE (National Council of Examiners for Engineering), es una asociación existente en Estados Unidos que realiza exámenes de certificación para estudiantes del área de ingeniería.

El CONACYT es un organismo público que busca fomentar el desarrollo de nuevas tecnologías en México.