INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA
Y AL DISEÑO EN LA INGENIERÍA
KRICK - LIMUSA
Recientemente, durante un viaje bastante largo, leí la traducción al castellano del libro de E. V. Krick cuyo titulo es Introducción a la ingeniería y al diseño en ingeniería.
Este libro esta destinado a estudiantes que desean contestarse preguntas como: ¿qué es la ingeniería? ¿cuál es el trabajo cotidiano de un ingeniero?
Pero no está de más que lo lean quienes quizás hace rato que dejaron de ser estudiantes, creyendo quizás que ya nada deben aprender...
Marqué en el libro muchas frases, que lógicamente al reproducirlas quedan fuera de contexto, pero como los conceptos son muy claros, no es malo leerlas aun sueltas, y es fácil llevarlas a la vida real.
Aquí van las frases extraídas:
Los medios de información y la mayor parte de la gente parecen no entender cuales son los papeles comparativos de los científicos y los ingenieros.
Una descripción de ingeniería es esencialmente una descripción de problemas y de su resolución.
Un problema proviene del deseo de lograr la transformación de un estado de cosas en otro.
En la mayor parte de los problemas hay muchas soluciones posibles, muchas más de las que haya tiempo de investigar.
Un problema involucra algo más que hallar una solución, requiere encontrar una forma preferible de lograr la transformación deseada.
Una norma de referencia para seleccionar entre varias soluciones se llama criterio.
Una restricción es algo que debe cumplir una solución.
El ingeniero debe ser capaz de identificar las características básicas de los problemas que tenga que resolver.
El trabajo (del ingeniero) comprende más comunicación con la gente de lo que el pensaba antes de realizar su primera tarea de ingeniería.
En todo trabajo de ingeniería el aspecto económico debe estar bajo constante vigilancia.
Es vital una estrecha colaboración entre los miembros de un equipo de ingeniería, debe haber un alto grado de interacción entre los conocimientos, ideas y decisiones de los diversos especialistas que se concentran en diferentes aspectos del problema.
Invención, tales cosas no se hallarán en manuales o textos, sino que son fruto de los poderes creativos de la mente.
La sencillez de la solución es una virtud, pero tal sencillez es engañosa, induce a subestimar el esfuerzo, el ingenio, el trabajo analítico, y la investigación que se aplicaron a su creación.
Un punto que vale la pena destacar es la cuidadosa atención que los ingenieros deben dar a los medios para construir sus obras.
Empresas arriesgadas... son cada vez más frecuentes. Una compañía vislumbra una oportunidad distante en algún tipo de creación o producto de la ingeniería, que en el presente está considerablemente más allá de sus posibilidades técnicas.
Por tanto la tarea primordial del ingeniero es traducir un vago enunciado en lo que se requiere, en un conjunto de especificaciones concretas de un medio satisfactorio para alcanzar el objetivo propuesto.
La capacidad creativa necesaria para inventar soluciones y el criterio utilizado en su evaluación, significan que la práctica de la ingeniería tiene más de arte de lo que podría haberse supuesto.
En casi todo proyecto de ingeniería hay un aire de urgencia.... usualmente hay presiones que urgen tener resultados tan pronto sea posible... debe recomendar una solución mucho antes que haya tenido tiempo de descubrir todas las posibilidades.
El grado que intervienen consideraciones económicas en los trabajos de ingeniería difícilmente puede ser exagerado.
El ingeniero tiene un marcado interés en los costos: el costo de desarrollar, y de realizar y el de utilizar su solución.
En general el resultado del trabajo de un ingeniero es algo tangible: un aparato físico, una estructura o un proceso.
Un ingeniero suele realizar la mayor parte de la resolución de problemas con trabajo abstracto. Trabaja mucho más con información que con cosas u objetos tangibles.
El caso en que un solo ingeniero diseña completamente un aparato o estructura, es cada vez más raro.
La diferencia más significativa entre aquellos antiguos ingenieros y los de nuestros días es el conocimiento en que se basan sus obras. Los primitivos ingenieros diseñaban sobre la base de un conocimiento práctico o empírico, el sentido común, la experimentación, y la inventiva personal. ... la ciencia prácticamente no existía.
El éxito de un ingeniero depende principalmente del conocimiento basado en hechos, de las habilidades, de su actitud, y de su capacidad para continuar su automejoramiento.
Un ingeniero debe trabajar con frecuencia en estrecha colaboración con otros ingenieros de especialidad diferente a la suya, y el mismo tiene que emplear conocimientos de otras ramas de la ingeniería.
... diseño es el procedimiento general por el que se convierte un enunciado vago de lo que se desea en un conjunto de especificaciones de un sistema que sirva para un propósito deseado.
Esta evaluación debe hacerse de preferencia mientras las ideas están aun en el papel.
Un método para predecir el funcionamiento de las soluciones alternativas es el uso del criterio personal, otro son las matemáticas, otro más es la simulación.
En general el ser humano es notoriamente inepto para obtener conclusiones, como lo demuestra repetidamente el hecho de llegar a conclusiones erróneas acerca de sus semejantes. La tendencia poco sana a deducir conclusiones incorrectas que se tiene por naturaleza, es probable que persista hasta la práctica de la profesión, a menos que se adiestre la mente para combatirla. ... aprender a conocer las diversas fuentes potenciales de error que intervienen en el proceso de deducir conclusiones, las limitaciones de las muestras pequeñas, el papel que juegan el azar, la incertidumbre, y los prejuicios, y la importancia de evaluar cuidadosamente la confiabilidad de la evidencia disponible.
La capacidad de trabajar eficientemente con otras personas es de importancia obvia.
La obligación profesional comprende algo más que limitarse a vivir de acuerdo con la confianza depositada por aquellos a quienes se sirve y que resultan afectados por las obras realizadas. Incluye también:
Insistencia en considerar a fondo un proyecto hasta tener una solución bien fundamentada.
El deseo de sostenerse en esa solución con el objeto de aprovechar la experiencia que se tuvo con ella.
La firme voluntad de mantenerse informado de las mejores prácticas o procedimientos y de los últimos adelantos, y utilizarlos.
Un sentido de responsabilidad hacia los colegas que se manifieste en las acciones, en los intentos de mejorar las condiciones del grupo profesional al que se pertenezca, y la disposición de intercambiar información no clasificada con otras personas de la profesión.
Un anhelo de contribuir al mejoramiento de la humanidad mediante obras y consejos.
Una mente flexible es una gran ventaja. Hay que ser receptivo a las nuevas teorías, a las nuevas ideas y a las innovaciones en la técnica.
Una de las metas de la educación en ingeniería es desarrollar la capacidad de pensar en los fenómenos físicos en términos de abstracciones útiles.
Por supuesto toda comunicación se realiza mediante modelos.
Al resolver modelos los ingenieros deben evaluar la mayor parte de las soluciones alternativas mientras están todavía en la etapa conceptual. Los modelos son extremadamente útiles para este propósito: permiten al ingeniero hacer las predicciones requeridas del funcionamiento de la solución, sin tener que crearla físicamente.
Los criterios conflictivos, y la necesidad de hallar una transacción, o un justo equilibrio entre ellos, abunda en los problemas de ingeniería.
Gracias a las computadoras es posible aplicar actualmente una amplia variedad de poderosas técnicas matemáticas, puesto que la computadora hará todas las laboriosas operaciones con rapidez y a un costo razonable.
La computadora no indica que el ingeniero ya no tenga que hacer cálculos con lápiz y papel, ni dibujar o buscar en archivos, todavía tiene que hacerlo, pero ya no lo hará por periodos prolongados.
La computadora esta ayudando a los ingenieros a hacer un mejor empleo de lo que se sabe.
La computadora ha ampliado grandemente la capacidad de realizar del ingeniero.
Presentamos el procedimiento general para resolver problemas de ingeniería:
Formulación del problema, el problema de que se trate se define en forma amplia y sin detalles.
Análisis del problema: en esta etapa se define con todo detalle.
Búsqueda de soluciones: las soluciones alternativas se reúnen mediante indagación, invención, investigación, etc.
Decisión: todas las alternativas se evalúan, comparan y seleccionan hasta que se obtiene la solución optima.
Especificación: la solución elegida se expone por escrito detalladamente.
¿Se intentaría resolver un problema sin saber en que consiste?
También es conveniente tener una vista panorámica del problema desde el principio, porque una vez que uno se sumerge en los detalles es materialmente imposible tener una amplia perspectiva.
La solución del problema no es el problema mismo.
Formular un problema de modo que comprenda o incluya tanto del problema total, como lo permitan la situación económica y los límites de la organización.
El tratamiento con amplitud de problemas que fueron atacados previamente por partes, puede dar excelentes resultados. ... problemas que no han sido resueltos de manera satisfactoria principalmente porque sus solucionadores razonaron con la estrechez de miras ordinaria y tradicional.
Hay diferencia importante entre la formulación del problema y la solución restringida dada...
La formulación amplia abre el problema a un gran campo de soluciones prometedoras.
El ingeniero cumple su deber ético. ... informa ... no es la solución correcta del problema y se abstiene de diseñar las soluciones propuestas.
Variables de entrada y variables de salida.
No todas las restricciones son aceptadas por el ingeniero.
La mayor parte de las decisiones hechas por ejecutivos, ingenieros y otros son subóptimas en cierto grado.
Una exclusión injustificada e indeseable de una posibilidad o de un grupo de ellas perfectamente legítimas es una restricción ficticia.
... causa frecuente de restricciones imaginarias autoimpuestas.
Es muy fuerte la tendencia a tomar equivocadamente lo que es por lo que debe ser.
... verdadera búsqueda o investigación en la mente, en la literatura técnica y científica, en el mundo que nos rodea.
Un ingeniero creativo no importa cuantas soluciones haya ideado, debe suponer, muy justificadamente, que quedaran sin ser descubiertas muchas y mejores soluciones. No sólo supondrá que existen, sino que tratara de hallarlas en tanto el tiempo lo permita.
No hay que enfrascarse en los detalles antes de lo necesario.
... se descubre una solución mejor, probablemente en forma injustificada quedara uno predispuesto en favor de la solución en la que ya se ha invertido tanto tiempo en los detalles.
... cuando debemos detenernos... el pragmático contestaría: cuando lo dicte mi limite de tiempo... cuando haya alcanzado un punto de ganancia o utilidad decreciente.
En ingeniería hay una enorme necesidad de pensadores más originales (y en todos los campos también).
La confiablidad, la operabilidad, y la disponibilidad junto con criterios tales como la reparabilidad, y la facilidad de mantenimiento son cada vez más importantes...
Las soluciones simples no son menos eficaces que las más complicadas.
Una solución hábilmente simplificada tiende a decepcionar al ojo inexperto en lo que se refiere a la dificultad del problema y a todos los conocimientos, aptitudes y esfuerzos que se emplearon en su solución.
Cuando una solución ha alcanzado este estado decepcionalmente simple, puede considerarse por lo general que se ha hecho un buen trabajo.
Una característica de una persona excepcionalmente creativa en casi cualquier campo es la sencillez de sus trabajos.
Hay arte en la ingeniería, y según el criterio de sencillez las soluciones mejores son completamente artísticas.
La solución especialmente simple se describe como elegante:
elegancia = lo que realiza la solución / la complejidad de la solución.
En la fase de especificación, los datos de entrada son la solución elegida, parte en forma de croquis, apuntes, cálculos...y gran parte todavía en la cabeza del proyectista. Además de ser incompleto este material esta desorganizado, y difícilmente en condiciones de poder ser presentado a los jefes o a los clientes.
Proceso de diseño en vista retrospectiva:
Enunciado vago de lo que se quiere. Formulación del problema.
Vista panorámica del problema. Análisis del problema.
Detalles del problema. Investigación.
Múltiples soluciones parciales, principalmente en forma de concepto. Decisión.
Solución preferida en forma burda. Especificación.
Detalles de la solución propuesta.
Es cierto que aun el más deficiente enfoque para resolver problemas puede dar ocasionalmente una solución aceptable, pues un elemento del azar esta comprendido en la generación de ideas. ... La diferencia esta en la probabilidad de obtener superiores resultados, de modo que la ganancia consistirá en el mejor desempeño ... en su trabajo, a largo plazo.
Los ingenieros a menudo comienzan su carrera con la errónea impresión de que si sus proposiciones son técnica y económicamente correctas, serán naturalmente aceptadas.
Ninguna solución a un problema práctico conserva indefinidamente su calidad.
En cada caso hay un grado óptimo de refinamiento simplemente porque el personal de trabajo y otros recursos dedicados a tales fines se necesitan en otras actividades, y también porque un mayor mejoramiento produce ganancias decrecientes.
El punto es que hay numerosas alternativas y se deben considerar antes de emprender una tarea determinada.
A menudo es mucho más fácil utilizar mecánicamente y a ciegas un mismo procedimiento cada vez que se presenta un tipo de problema que detenerse y razonar, considerar y quizás cambiar el método.
... algunos trabajos son efectuados con una computadora cuando bastarían procedimientos más simples y baratos, sencillamente porque estas maquinas están de moda y se causa una buena impresión. (... lo anterior no es propio de la buena practica de la ingeniería).
... las recomendaciones de sencillez y elegancia ... se aplican tanto a los métodos para lograr soluciones, como a las soluciones mismas.
Sin vacilación empléense computadoras o matemáticas complicadas cuando sean los mejores medios para el trabajo que va a realizarse, pero hay que evitar ser como el individuo que toma un tractor para hacer un trabajo de dos minutos que sólo requiere pico y pala.
De la efectividad con que los diseños de uno satisfagan a la gente dependerá especialmente el concepto que se formen de uno como ingeniero.
Después de todo los ingenieros son creadores tanto de cambios sociales como de cambios físicos, y deben conocer y tomar en cuanta a los beneficiarios y a las víctimas de sus obras.
Hay que tomar partido contra las proposiciones de obras que pudieran contaminar la atmósfera, y las corrientes de agua, poner en peligro la salud publica, desfigurar el paisaje, o bien contra las que carezcan de sensatez, o de estética o sean indeseables de cualquier modo. Los ingenieros deben hablar!
Y ahora terminada la lectura de citas del libro quizás haya que leerlo completo... otra propuesta es leer nuevamente frase por frase y calificar (autocalificar) sinceramente, en base a ella, el ambiente de ingeniería en que uno se desempeña.
Seguramente surgirán ácidas criticas, el paso siguiente es corregir! y para esto último hay que tener enorme coraje, el resultado contribuirá a un mundo mejor!
Puerto Ordaz - enero 1998 - RIF