Introducción a la ingenieríaeBook
una perspectiva desde el currículo en la formación del ingeniero

Name: Introducción a la ingeniería
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Autores: Martín Elías Villamil Rozo, Oscar Alberto Ortiz González

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El presente libro busca dar una mirada al concepto de ingeniería desde cuatro núcleos principales: 1. Historia y desarrollo de la ingeniería: contiene el conocimiento necesario para entender los orígenes de la ingeniería y su evolución hasta nuestros días. 2. Fundamentación científica de la ingeniería como disciplina y los aspectos tecnológicos de las diferentes ramas de la misma. 3. La formación de un ingeniero: sirve para comprender qué es la ingeniería como disciplina y como carrera, además para saber cuáles son los conocimientos, habilidades, destrezas, actitudes y dificultades que implica ser un ingeniero. 4. El enfoque ingenieril: en esta sección se habla de la metodología que utilizan los ingenieros para resolver problemas propios de su disciplina y especialidad. El texto es una guía para los profesores de ingeniería con el fin de que puedan entender cómo es la articulación de sus materias dentro de la formación integral del futuro profesional, propósito principal de toda estrategia curricular.

Descripción

SOBRE LOS AUTORES

Oscar Alberto Ortiz González

Martín Elías Villamil Rozo

TABLA DE CONTENIDOS

Prólogo — p. 1
Agradecimientos — p. 5
Capítulo 1. Origen e historia de la ingeniería — p. 7
1.1 Introducción — p. 9
1.2 Evolución de la ingeniería en la prehistoria y la historia — p. 9
1.2.1 Región del Cercano Oriente — p. 12
Mesopotamia — p. 13
Egipto — p. 15
1.2.2 Grecia — p. 17
1.2.3 Roma — p. 19
1.2.4 Edad Media — p. 21
1.2.5 Renacimiento — p. 24
1.3 Resumen del capítulo — p. 26
1.3.1 Época prehistórica — p. 26
1.3.2 Época antigua — p. 26
1.3.3 Edad Media — p. 27
1.3.4 Renacimiento — p. 27
1.4 Actividades de aprendizaje — p. 28
Bibliografía — p. 29
Cibergrafía — p. 29
Capítulo 2. Desarrollo de la ingeniería en la época moderna y posmoderna — p. 31
2.1. Introducción — p. 33
2.2. Primera Revolución Industrial — p. 33
2.3. Segunda Revolución Industrial — p. 36
2.4. Descubrimientos en ciencia y tecnología que dieron origen a las diferentes ramas de la ingeniería — p. 39
2.4.1. Ingeniería de minas y metalúrgica — p. 39
2.4.2. Ingeniería civil — p. 41
2.4.3. Ingeniería química — p. 42
2.4.4. Ingeniería mecánica — p. 43
2.4.5. Ingeniería eléctrica — p. 43
2.4.6. Ingeniería industrial — p. 44
2.4.7. Ingeniería mecatrónica — p. 45
2.5. Formación de las escuelas de ingeniería — p. 46
2.5.1 Francia — p. 47
2.5.2. Inglaterra — p. 47
2.5.3. Alemania — p. 48
2.5.4. Estados Unidos — p. 48
2.6 La ingeniería moderna — p. 50
2.7. Resumen del capítulo — p. 53
2.7.1 Primera Revolución Industrial — p. 53
2.7.2 Segunda Revolución Industrial — p. 53
2.7.3 Descubrimientos de ciencia y tecnología que dieron origen a las diferentes ramas de la ingeniería — p. 54
2.7.4 Escuelas de ingeniería — p. 55
Francia — p. 55
Inglaterra — p. 55
Alemania — p. 56
Estados Unidos — p. 56
2.7.5 La ingeniería moderna — p. 57
2.8. Actividades de aprendizaje — p. 57
Bibliografía — p. 58
Cibergrafía — p. 58
Capítulo 3. Fundamentación cientíca y tecnológica de la ingeniería — p. 61
3.1 Introducción — p. 63
3.2 Definiciones de ingeniería — p. 63
3.2.1 Definición filosófica — p. 64
3.2.2 Definición disciplinar — p. 65
3.2.3 Definición como profesión legalmente regulada — p. 67
3.3 Componentes generales de la ingeniería — p. 68
3.3.1 Primera trilogía: ciencia pura, ciencia aplicada e ingeniería — p. 70
Ciencia pura — p. 70
Ciencia aplicada — p. 70
Ingeniería — p. 71
3.3.2 Segunda trilogía: ciencia económica, finanzas e ingeniería — p. 71
Ciencia económica — p. 71
Finanzas — p. 72
Ingeniería — p. 73
3.3.3 Tercera trilogía: relaciones sociales, relaciones industriales e ingeniería — p. 73
Relaciones sociales — p. 73
Relaciones industriales — p. 73
Ingeniería — p. 74
3.4 Ingeniería, arte y ciencia — p. 74
3.5 Resumen del capítulo — p. 76
3.6 Actividades de aprendizaje — p. 77
Bibliografía — p. 78
Capítulo 4. Ciencia, tecnología, técnica e ingeniería — p. 79
4.1 Introducción — p. 81
4.2 Ciencia — p. 81
4.2.2 Características del conocimiento científico — p. 83
4.3 Tecnología — p. 84
4.3.1 Contexto histórico y social de la tecnología — p. 85
4.3.2 La tecnología y la ética — p. 86
4.3.3 Impacto de la tecnología en la sociedad — p. 86
4.4 Técnica — p. 87
4.4.1 Desarrollo histórico — p. 88
4.5 Ingeniería: base científica, disciplina, ramas y especializaciones — p. 88
4.6 Innovación — p. 91
4.7 Investigación y desarrollo (I + D) — p. 91
4.8 Desarrollo sostenible — p. 92
4.9 Paradigmas sobre la ingeniería — p. 92
4.10 Resumen del capítulo — p. 95
4.11 Actividades de aprendizaje — p. 96
Bibliografía — p. 97
Capítulo 5. Ciencias básicas de la ingeniería — p. 99
5.1 Introducción — p. 101
5.2 El papel de las matemáticas en la ingeniería — p. 101
5.2.1 Ramas de las matemáticas — p. 103
Álgebra — p. 103
Geometría — p. 104
Trigonometría — p. 104
Cálculo — p. 104
Estadística — p. 104
5.3 Las ciencias naturales y la ingeniería — p. 108
5.3.1 Clasificación general (figura 5.6) — p. 108
5.3.2 Utilización de las ciencias en ingeniería — p. 109
5.3.3 Conceptos básicos y fundamentales de las ciencias en ingeniería — p. 109
Estados de agregación de la materia (figura 5.8): — p. 109
Ley de la conservación de la energía, de Einstein (Figura 5.8) — p. 111
5.4 Aplicación de las ciencias básicas en el diseño de soluciones ingenieriles — p. 111
5.4.1 Generalidades — p. 111
5.4.2 Transformación y usos generales de la energía — p. 112
Descripción del problema — p. 112
Desarrollo del proceso de solución — p. 112
Escogencia de la fuente — p. 113
Generación de energía eléctrica (conversión de energía mecánica a energía eléctrica) — p. 113
Producción de energía térmica, lumínica, química y acústica partiendo de la energía eléctrica — p. 115
5.5 Resumen del capítulo — p. 120
5.6 Actividades de aprendizaje o ejercicios recomendados — p. 121
Bibliografía — p. 122
Cibergrafía — p. 122
Capítulo 6. Especializaciones o ramas de la ingeniería — p. 123
6.1 Introducción — p. 125
6.2 Orígenes y propósitos generales de la disciplina de la ingeniería — p. 125
6.3 Campos y perfiles de los ingenieros en general — p. 126
6.3.1 Perfil disciplinario — p. 126
6.4 Algunas “ ramas” o especializaciones de la ingeniería — p. 126
6.4.1 Ramas tradicionales de la ingeniería — p. 126
Ingeniería civil — p. 127
Ingeniería mecánica — p. 129
Ingeniería eléctrica — p. 131
Ingeniería química — p. 134
6.4.2 Ramas modernas de la ingeniería — p. 136
Ingeniería de sistemas — p. 137
Ingeniería mecatrónica — p. 138
Ingeniería en telecomunicaciones — p. 141
Ingeniería en multimedia — p. 142
Ingeniería industrial — p. 144
6.4.3 Otras ramas de la ingeniería — p. 145
Ingeniería biomédica — p. 145
Ingeniería aeroespacial — p. 147
Ingeniería de materiales — p. 147
Ingeniería de petróleos — p. 148
Ingeniería ambiental — p. 149
6.5 Resumen del capítulo — p. 150
6.6 Actividades de aprendizaje — p. 151
Bibliografía — p. 152
Cibergrafía — p. 152
Capítulo 7. La educación y formación del ingeniero — p. 153
7.1 Introducción — p. 155
7.2 Definición de ingeniero — p. 156
7.3 Cualidades de un ingeniero competente — p. 156
7.4 Entrenamiento, instrucción, educación y formación — p. 157
7.4.1 Entrenamiento — p. 157
7.4.2 Instrucción — p. 157
7.4.3 Educación — p. 157
7.5 Paradigmas de la educación del ingeniero — p. 158
7.6 El currículo como estrategia de formación de un ingeniero — p. 159
7.6.1 Definición y propósitos del currículo — p. 160
7.6.2 Conceptualización y construcción del currículo — p. 160
7.6.3 Definición de ingeniería como base del currículo y del plan de estudios — p. 161
7.6.4 Perfil profesional y ocupacional — p. 162
Perfil profesional o disciplinar — p. 162
Perfil ocupacional — p. 163
7.6.5 Estructuración del currículo y del plan de estudios de ingeniería — p. 164
Área profesional, tecnológica o de ingeniería aplicada — p. 164
Área ciencias de la ingeniería o ciclo básico profesional — p. 165
Área de ciencias básicas — p. 165
Área económico-administrativa — p. 169
Área humanística — p. 169
Área complementaria — p. 170
7.7 Formación por competencias — p. 170
7.7.1 Concepto o definición — p. 170
7.7.2 Componentes — p. 171
Conocimientos — p. 172
Habilidades y destrezas — p. 172
Actitudes y cualidades — p. 172
7.8 Formación por competencias y el Proyecto Tuning — p. 173
7.8.1 Competencias genéricas — p. 173
Aprender a aprender — p. 175
Competencias comunicativas — p. 176
Gerenciamiento personal — p. 176
Adaptabilidad y trabajo en equipo — p. 176
Competencias específicas — p. 177
7.8.2 Formación integral — p. 178
7.8.3 El Sistema de créditos académicos T3 — p. 179
Qué es un sistema de créditos académicos — p. 180
Objetivos o propósitos del sistema de créditos académicos — p. 180
Determinación del crédito académico — p. 181
Qué mide el crédito académico — p. 182
Tipos de créditos — p. 183
7.8.4 Momentos de aprendizaje — p. 183
7.9 Los estudios de posgrado en ingeniería — p. 185
7.9.1 Reflexiones y paradigmas sobre los estudios de posgrado — p. 186
7.9.2 Los trabajos de grado — p. 187
7.9.3 Dónde trabaja el ingeniero del siglo XXI — p. 188
7.10 Resumen del capítulo — p. 189
Actividades de aprendizaje — p. 191
Bibliografía — p. 192
Capítulo 8. El enfoque ingenieril y el diseño en la solución de problemas — p. 193
8.1 Introducción — p. 195
8.2 El enfoque ingenieril y la metodología de investigación científica — p. 195
8.3 Concepto de problema en ingeniería — p. 198
8.3.1 Definición de problema — p. 198
8.3.2 Componentes o partes de un problema — p. 199
8.4 El diseño en el enfoque ingenieril — p. 199
8.4.1 Etapas del enfoque ingenieril y del diseño en ingeniería — p. 200
8.4.2 Identificación y formulación del problema — p. 201
Identificación — p. 201
Formulación — p. 202
8.4.3 Ejemplo de identificación y formulación del problema — p. 202
8.4.4 Ejemplo de formulación y alcance del problema — p. 203
8.4.5 Análisis del problema — p. 205
Criterios — p. 205
Restricciones — p. 206
Herramientas de análisis — p. 209
8.4.6 Búsqueda de soluciones alternativas — p. 215
Obstáculos en la búsqueda de soluciones — p. 215
Exploración del espacio y fronteras de soluciones — p. 216
Generación del mayor número posible de soluciones alternativas — p. 217
La creatividad y la inventiva — p. 218
Técnicas de mejoramiento de la inventiva — p. 220
Métodos sistemáticos de búsqueda de soluciones — p. 221
8.4.7 Evaluación de alternativas de solución y selección de la óptima — p. 222
Criterios de diseño — p. 222
Concepto de optimización — p. 222
Evaluación de las alternativas — p. 223
Evaluación numérica de las alternativas de solución — p. 229
Especificación de la solución escogida — p. 229
Modelos — p. 230
Informe final — p. 231
8.5 Ejemplo de la aplicación del enfoque ingenieril en la solución de un problema de ingeniería — p. 232
8.6 Ingeniería concurrente — p. 238
8.6.1 Diseño tradicional contra diseño concurrente — p. 240
8.6.2 Tipos de diseño en la ingeniería concurrente — p. 241
8.7 Desarrollo sostenido. Producción más limpia e ingeniería — p. 244
8.7.1 Producción más limpia — p. 244
Antecedentes — p. 245
Conceptos básicos — p. 245
Herramientas de PML — p. 246
8.8 Ecoingeniería — p. 247
8.9. Resumen del capítulo — p. 248
8.10 Actividades de aprendizaje — p. 250
Bibliografía — p. 251