miércoles, 17 de enero de 2018

Yo quiero ser Ingeniero Mecánico - Julio Blanco Fernández

Y yo quiero ser...Ingeniero Mecánico
(Por Julio Blanco Fernández)


Escucha música mientras lees, vete al final.

Yo quiero ser Ingeniero Mecánico, y es lo que soy, aunque no os creáis que me parece sencillo explicar lo que hace un Ingeniero Mecánico en general, pues la Ingeniería Mecánica es tan amplia que puede haber varios Ingenieros Mecánicos que hagan trabajos que nada tenga que ver uno con el otro, pero ambos totalmente integrados en esta disciplina.

Y además me alegra ver que el conocimiento popular (Wikipedia) me da la razón en lo amplia que es esta disciplina y la inmensidad de campos que abarca. Nos cuenta esa fuente que (Ingeniería Mecánica):

La ingeniería mecánica es una rama de la ingeniería que aplica, específicamente, los principios de la termodinámica, mecánica, mecánica clásica, mecánica cuántica, mecánica de fluidos, análisis estructural, estática, dinámica, ecuación diferencial, trigonometría, ciencia de materiales para el diseño y análisis de diversos elementos usados en la actualidad, tales como maquinaria con diversos fines (térmicos, hidráulicos, transporte, manufactura), así como también de sistemas de ventilación, refrigeración, vehículos motorizados terrestres, aéreos y marítimos, entre otras aplicaciones.

Los principales ámbitos generales desarrollados por ingenieros mecánicos incluyen el desarrollo de proyectos en los campos de la ingeniería que tengan por objeto la construcción, reforma, reparación, conservación, demolición, fabricación, instalación, montaje o explotación de: estructuras, equipos mecánicos, instalaciones energéticas, instalaciones y plantas industriales.

He puesto en negrita las ciencias en las que se basa la Ingeniería Mecánica y los campos en los que se aplica, que resume finalmente en el segundo párrafo en una descripción que me parece buenísima sobre lo que es Ingeniería Mecánica, y que me he permitido ampliar y reordenar como “diseño, construcción, reforma, reparación, conservación, demolición, fabricación, instalación, montaje, análisis, optimización o explotación de instalaciones y plantas industriales, estructuras, equipos mecánicos, e instalaciones energéticas, entre otros”.

Lo que para mí tiene que quedar muy claro es que la Ingeniería Mecánica se encuadra dentro de la Ingeniería Industrial, junto a las otras dos Ingenierías básicas en esa disciplina, la Ingeniería Eléctrica y la Ingeniería Electrónica y Automática (además de otras oficialmente reconocidas, como la Ingeniería Química o la Ingeniería Textil, aunque para mí ésta última por ejemplo la considero una especificación dentro de la Ingeniería Mecánica). Además hay que tener en cuenta que en España llamamos Ingeniería Industrial a algo totalmente diferente a lo que se entiende por Ingeniería Industrial en otras zonas, como en la mayoría de países de Hispanoamérica, donde está más bien relacionada con la disciplina de administración de empresas o administración de industrias. Pero en este capítulo nos referimos a la Ingeniería Industrial de la que se habla aquí.

Y esa integración de la Ingeniería Mecánica como parte de la Ingeniería Industrial la quiero mostrar con unos ejemplos, para que aquellos de vosotros que optéis por la Ingeniería Mecánica como profesión veáis que casi con total seguridad tendréis que trabajar con Ingenieros Eléctricos, Electrónicos y de Sistemas y Automática, Químicos, o de otras disciplinas que podrían integrarse en las anteriores, como por ejemplo Ingenieros de Materiales, que yo lo considero parte de la Ingeniería Mecánica, aunque por supuesto eso es discutible.

Y como son tantos los ejemplos que se me ocurren de integración de la Ingeniería Mecánica en la Ingeniería Industrial, voy a comentar simplemente los que la web anterior, para no tener más que una referencia en todo este capítulo.

Centrales Hidroeléctricas

Como primer ejemplo vamos a pensar en mi fuente de energía preferida, la energía hidráulica. En una central hidroeléctrica conviven máquinas hidráulicas, turbinas, tuberías, etc. que son sin duda trabajo de ingenieros mecánicos, junto a generadores eléctricos (Ingeniería Eléctrica), sistemas de regulación automática (Ingeniería de Sistemas y Automática), sistemas electrónicos de potencia (Ingeniería Electrónica), etc. Y el trabajo de los Ingenieros Mecánicos incluye tanto el empleo de la dinámica de fluidos para el diseño y optimización de la turbina y de las tuberías, análisis mediante elementos finitos del comportamiento de las piezas que componen la maquinaria, etc.

Fig. 1. Central hidroeléctrica.
Crédito: De Diego Delso, CC BY-SA 3.0, 

Motor a reacción

Relacionado con lo anterior están los motores a reacción, que tienen cierta similitud con las turbinas hidráulicas. En este ejemplo tal vez la Ingeniería Eléctrica no tenga tanto peso, pero en cambio la Ingeniería Química tiene un papel fundamental en combinación con la Ingeniería Mecánica. Yo en realidad más que de la turbina me centro en el propio motor a reacción. Pero al igual que los motores a reacción, cualquier motor de explosión es puramente Ingeniería Mecánica junto a Ingeniería Química, y similarmente a un avión, un coche (ya sea un turismo o un coche de competición) integra junto a ellas Ingeniería de Sistemas y Automática, Ingeniería Electrónica, Ingeniería Eléctrica, etc. Existen varios ejemplos de aeronaves o de coches totalmente despiezados en aplicaciones informáticas de diseño mecánico, que podéis encontrar en internet, realmente espectaculares, con cientos de miles de piezas y hasta por encima de un millón.

Fig. 2. Motor a reacción.
De Harpagornis - Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, 

Trasbordador espacial

Aunque hemos comentado los aviones como representantes del sector aeroespacial, y tal vez un buque sería más equitativo en cuanto a la grandísima importancia del sector naval en la Ingeniería Mecánica, considero que el ejemplo del trasbordador espacial merece la pena comentarlo como uno de los mayores hitos de la Ingeniería en general, en los que la Ingeniería Mecánica es una de las fundamentales por la diversidad de materiales críticos empleados, las prestaciones mecánicas requeridas a todas las piezas para soportar las presiones y fuerzas tan tremendas sin comprometer el peso, el análisis aerodinámico del comportamiento de todos los sistemas, etc. Por no contar la gran estructura necesaria para el despegue, como puede verse en la fotografía.
Un aspecto fundamental a considerar en la Ingeniería Mecánica es la grandísima evolución que ha tenido en los últimos años con el desarrollo computacional, pasando de cálculos con fórmulas y tablas simplemente hace unos años (cuando yo estudiaba e incluso cuando comencé a trabajar) a potentísimas aplicaciones informáticas en la actualidad, que son ya herramientas fundamentales para el Ingeniero Mecánico.

Pueden destacarse las aplicaciones CAM (ComputerAidedManufacturing) y CAD (ComputerAidedDesign), con las que en diseño, análisis y optimización de sistemas complejos es hoy en día una labor además de muy eficiente, apasionante. Cuando trabajo con ellas, realmente no trabajo, sino que disfruto, como sé que os pasará a muchos de vosotros. En vez de nombrar las que yo suelo emplear, prefiero incluir la lista completa indicada en la web de Wikipedia para evitar discriminar a ninguna, que no es mi intención, aunque para quien quiera conocer mis preferencias respecto a ellas o las ventajas e inconvenientes que veo a cada una sólo tiene que contactar conmigo, que encantado le comentaré.

ALGOR                                    Solid Edge                               Unigraphics NX
ABAQUS                                 Autocad                                   Autodesk Inventor
ANSYS                                     CATIA                                      FLUENT
LabVIEW                                 LS-DYNA                                Maple
MSC.Adams                            MSC.Nastran                           Matlab
ProE                                          RADIOSS                                 SolidWorks
Workingmodel                        WorkXPlore 3D
  
Julio Blanco Fernández
Doctor Ingeniero Industrial
Universidad de la Rioja

Escucha música mientras lees.


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