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5.5: Conectando campos de carrera de ingeniería con ciencia e ingeniería

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    En esta sección se analiza la naturaleza de una variedad de disciplinas de ingeniería: los antecedentes, las actividades de ingeniería y lo que diseñan y construyen los ingenieros en la disciplina.

    La ingeniería agrícola implica el diseño de maquinaria y equipo agrícola, el desarrollo de formas de conservar el agua y mejorar el procesamiento de los alimentos agrícolas, y el desarrollo de formas de conservar el suelo y el agua. Nada de esto sería posible sin una comprensión de la geología, la química y la biología.

    Los ingenieros aeroespaciales utilizan sus conocimientos de física, matemáticas e ingeniería para diseñar y construir estructuras aerotransportadas y espaciales y los sistemas que las soportan. Estos incluyen aviones, helicópteros, cohetes, satélites y el transbordador espacial. Ejemplos de nuevos desafíos relacionados con el ser humano son el diseño de aviones comerciales más seguros y cómodos y en el diseño de aviones privados para personas mayores y con discapacidades físicas. Los ingenieros aeroespaciales suelen trabajar para organizaciones como Lear, Boeing y NASA.

    Los bioingenieros diseñan y desarrollan dispositivos y procedimientos que resuelven problemas médicos y relacionados con la salud combinando un conocimiento de física, química, biología y medicina con principios de ingeniería. Desarrollan y evalúan sistemas y productos como órganos artificiales, prótesis, instrumentos, sistemas de información médica y sistemas de administración de salud y prestación de cuidados. Trabajan con médicos y especialistas en salud para diseñar y construir componentes y sistemas que ayuden y mejoren el bienestar físico de los humanos. Estos incluyen dispositivos de diagnóstico (por ejemplo, sensores de azúcar en la sangre para diabéticos) y reparación corporal o piezas de reemplazo como caderas artificiales o piernas protésicas. Ejemplos de nuevos desafíos incluyen el desarrollo de reemplazos de órganos y sensores para monitorear la química corporal. Los bioingenieros suelen trabajar para empresas como Medtronic, Baxter Healthcare y Johnson and Johnson.

    Los ingenieros químicos aplican los principios de la química para resolver el diseño y supervisar las instalaciones para la producción y uso de productos químicos y bioquímicos. Deben ser conscientes de todos los aspectos de la fabricación de productos químicos y cómo el proceso de fabricación afecta el medio ambiente y la seguridad de los trabajadores y consumidores. Los ejemplos incluyen plantas de desalinización y equipos de procesamiento de semiconductores. Ejemplos de nuevos desafíos relacionados con el ser humano son el diseño y construcción de equipos para la producción a gran escala de piel artificial y antibióticos creados por bacterias. Suelen trabajar para organizaciones como Dow, DuPont, Motorola y Monsanto.

    Los ingenieros civiles diseñan y supervisan la construcción de estructuras e infraestructura como carreteras, edificios, puentes y sistemas de abastecimiento de agua y alcantarillado. Ejemplos de nuevos desafíos relacionados con el ser humano son proporcionar acceso fácil y fácil movilidad para las personas mayores y con discapacidades físicas a todas las estructuras, así como mejoras en la infraestructura para controlar y reducir la contaminación ambiental urbana del agua y el aire. Los ingenieros civiles suelen trabajar como consultores y para organizaciones arquitectónicas y de la ciudad como Del Webb Houses y la ciudad de Phoenix. Hacen uso de la mecánica desde la física en el diseño de carreteras y estructuras, pero también necesitan las herramientas de la química y la biología a la hora de abordar temas ambientales relacionados con el abastecimiento de agua y alcantarillado.

    Los informáticos y los ingenieros diseñan computadoras y los conjuntos de instrucciones en programas informáticos que controlan sistemas y dispositivos en el mundo que nos rodea. Ejemplos son los controles del motor de automóviles o la entrega de información por Internet Ejemplos de nuevos desafíos relacionados con el ser humano son el desarrollo de programas que ayudan a los discapacitados físicos para controlar el movimiento de las extremidades artificiales o para conducir un automóvil. Los ingenieros informáticos trabajan para empresas como Microsoft, Apple y Hewlett Packard.

    Los ingenieros eléctricos diseñan y fabrican dispositivos y sistemas eléctricos y electrónicos. Los ejemplos incluyen teléfonos celulares, televisores y sistemas de distribución eléctrica de rascacielos. Ejemplos de nuevos desafíos relacionados con el ser humano son el desarrollo de los sensores y la electrónica para sistemas biónicos como ojos y oídos artificiales. Los ingenieros eléctricos suelen trabajar para organizaciones como ATT, Motorola, Intel y Medtronic.

    Los ingenieros industriales diseñan e implementan la organización más rentable de recursos (personas, información, energía, materiales y máquinas) para la fabricación y distribución de servicios de ingeniería y bienes. Ejemplos de nuevos desafíos relacionados con el ser humano son la mejora de la seguridad y el diseño ergonómico de los automóviles para personas con discapacidades físicas o promedio. Los ingenieros industriales suelen trabajar para una variedad de organizaciones de fabricación como Intel, Boeing y Honeywell.

    Los ingenieros de materiales diseñan, seleccionan y mejoran los materiales utilizados en una amplia gama de aplicaciones de ingeniería. Estos incluyen las aleaciones en motores a reacción, plásticos en bicicletas, cerámica en equipos de radar, compuestos en palos de golf y semiconductores en teléfonos celulares. Ejemplos de desafíos relacionados con el ser humano son los materiales nuevos y mejorados para prótesis de piernas, brazos o manos e implantes para caderas y otras articulaciones. Los ingenieros de materiales suelen trabajar para una variedad de organizaciones como Motorola, Boeing y Ford.

    Los ingenieros mecánicos utilizan los principios físicos de movimiento, energía y fuerza como base para comprender, analizar, diseñar y construir componentes y sistemas mecánicos. Dichos sistemas podrían incluir bicicletas, automóviles, motores y sistemas de energía solar. Los nuevos desafíos relacionados con el ser humano podrían incluir miembros artificiales controlados robóticamente y componentes mecánicos para un corazón artificial. Los ingenieros mecánicos suelen trabajar para organizaciones como Boeing, Intel y Honeywell.

    Los ingenieros nucleares diseñan y construyen los procesos, instrumentos y sistemas que incluyen materiales radiactivos. Podrían diseñar centrales nucleares para generar electricidad o para alimentar barcos y submarinos. También podrían diseñar dispositivos médicos y sistemas que utilicen trazas de material radiactivo para diagnóstico por imágenes y tratamiento de radiación. Este campo hace un uso extensivo de la química, biología y física en el diseño para tales aplicaciones.

    Actividad: qué tipo de ingenieros se necesitan en un equipo para resolver un problema específico.

    Para cada una de las cuestiones sociales globales en la Tabla 1 en la sección ¿Cuál es el papel de la ciencia y las matemáticas en la ingeniería? sección, decidir los tipos de ingenieros que se necesitarían en un equipo para abordar estos temas.

    Actividad: ¿qué dicen los recursos de carrera sobre ingeniería?

    El propósito de esta actividad es ayudarle a comparar respuestas sobre diversos campos de la ingeniería y los posibles usos de las matemáticas y ciencias dentro de estos campos. Acceda al manual de perspectivas ocupacionales en el sitio web www.bls.gov/oco/. En este sitio, haga clic en el “Índice de la A a la Z” y luego haga clic en la letra “E” en el índice. Tómese un momento para anotar las numerosas opciones enumeradas dentro de “Ingeniería” o que tienen “Ingeniería” en su título. Seleccione la opción “ingenieros”, y se le dirigirá a una página que enumera todas las trayectorias profesionales posibles para un estudiante que cursa ingeniería, junto con una breve descripción de cada especialidad. Examine estas trayectorias profesionales y luego responda las siguientes preguntas:

    • ¿Aprendiste sobre alguna nueva carrera o actividad de ingeniería diferente?
    • Dé un ejemplo para una sola carrera de ingeniería sobre la naturaleza del trabajo, las condiciones de trabajo, los requisitos de capacitación, el empleo, las perspectivas laborales y los ingresos.

    Preguntas de revisión

    Las siguientes preguntas le ayudarán a evaluar su comprensión de la sección Conectando los campos de la carrera de ingeniería con la ciencia y la ingeniería. Puede haber una, dos, tres o incluso cuatro respuestas correctas a cada pregunta. Para demostrar su comprensión, debe encontrar todas las respuestas correctas.

    1. Ingenieros aeroespaciales
      1. capacitar a controladores de tránsito aéreo para usar equipos actualizados
      2. diseñar pistas aeroportuarias y salas de pasajeros
      3. enseñar en la Academia de la Fuerza Aérea en Colorado
      4. diseñar y construir cosas como aviones y transbordadores espaciales
    2. La ingeniería agrícola implica
      1. diseñando el mejor diseño para una granja
      2. seleccionar las plantas que producirán el cultivo más grande
      3. diseño de maquinaria y equipos agrícolas
      4. seleccionar la mejor manera de transportar productos al mercado
    3. El campo de la ingeniería o campos que utilizan una gran cantidad de matemáticas son
      1. ingeniería marina
      2. ingeniería nuclear
      3. ingeniero químico
      4. ingeniero industrial
    4. Bioingenieros
      1. trabajar con médicos y especialistas en atención de la salud
      2. desarrollar dispositivos para diagnosticar enfermedades
      3. debe tener un título médico
      4. desarrollar sistemas de gestión de la salud
    5. La mayoría de los ingenieros químicos
      1. saber cómo la fabricación de productos químicos afecta al medio ambiente
      2. suelen trabajar para los militares creando armas
      3. no son responsables de la seguridad de sus productos
      4. transformar gases y líquidos en productos útiles
    6. Ingenieros eléctricos
      1. escribir programas de computadora
      2. construir sistemas de energía solar
      3. construir sensores
      4. computadoras de diseño
    7. Ingenieros mecánicos
      1. trabajar en problemas mecánicos en lugar de relacionados con los humanos
      2. utilizar los principios físicos de la energía, la fuerza y el movimiento
      3. desarrollar nuevos materiales para la construcción de dispositivos mecánicos
      4. ninguno de los anteriores
    8. Ingenieros civiles
      1. construir puentes y sistemas de agua
      2. trabajar principalmente para el gobierno federal
      3. no necesitan experiencia en biología
      4. ninguno de los anteriores

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