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