Top 10: Grandes ideas de la ingeniería

Los retos de la ingeniería moderna son inmensos debido a la velocidad de los cambios y la sofisticación en las nuevas tecnologías. Y a la enorme competencia entre empresas y países. Pero si algo nos demuestra la historia, es la existencia de grandes mujeres y hombres con imaginación, tenacidad y conocimientos técnicos suficientes, para desarrollar las más increíbles invenciones y obras. Capaces de marcar un antes y un después en los diversos campos de la ingeniería. Y de establecer nuevas realidades que mejoran la vida de las personas corrientes. Son muchas las genialidades, están son algunas de las más deslumbrantes. Top 10: Grandes ideas de la ingeniería.

El hombre biónico: Prótesis ortopédicas… ¡Controladas por el cerebro!

Las prótesis ortopédicas han dejado de ser meros diseños con finalidad puramente estética. Cuyo objetivo era eliminar el impacto visual por la falta de algún miembro. Inicia la lista una de las grandes ideas de la ingeniería biomédica: las modernas prótesis ortopédicas. Unos instrumentos plenamente funcionales que sustituyen en toda su amplitud a un brazo, una mano o un dedo.

¿Cómo funcionan las prótesis ortopédicas de última generación?

Estos avances de la bioingeniería moderna son verdaderas obras de arte. Además de engañar al ojo humano, establecen conexiones con el cuerpo para reproducir las prestaciones del miembro natural al que sustituyen:

Están unidas a los huesos para sujetarse.
Cuentan con electrodos conectados a los nervios y músculos: utilizan unos sensores que detectan la actividad eléctrica de nervios y músculos reconociendo la orden de movimiento que es trasmitida a la prótesis.
Entre otras capacidades, puede determinar la fuerza que se ejerce para sujetar un objeto o levantarlo, igual que lo haría una mano real.

¿Por qué las prótesis de última generación son grandes ideas de la ingeniería?

Porque han sido diseñadas y perfeccionadas mediante la combinación de disciplinas: matemáticas, física, electrónica, informática… Aplicadas a las necesidades de la medicina. Y reproduciendo las leyes de la biología. Todo ello, da lugar a la ingeniería biomédica o también llamada bioingeniería.

Es tal el nivel de perfeccionamiento de los modelos protésicos actuales, que son capaces de reproducir la propiocepción de nuestro sentido del tacto, haciendo un camino de ida y vuelta sensorial:

Transmite al cerebro qué necesito para hacer un movimiento: cuánta fuerza, velocidad, precisión…
Confirma que se ha ejecutado correctamente

Cambio climático y carrera armamentística: S-80, el submarino propulsado por bioetanol

A lo largo de la historia la industria militar ha servido como acicate de grandes avances tecnológicos. Intereses geoestratégicos y políticos, han impulsado la inversión en numerosas tecnologías muchas de ellas, cruciales para nuestro día a día como ciudadanos civiles de a pie.

Clase S-80: El submarino convencional más moderno del mundo

El submarino clase S-80 ha sido diseñado y construido íntegramente en España en los astilleros que Navantia tiene en Cartagena, Murcia. Es el filón español, porque sitúa a la ingeniería naval patria de nuevo como referente. Ya que este submarino es considerado una “autoridad técnica de diseño” (superior a los demás submarinos no nucleares).

Es digno heredero de los inventos de Narciso Monturiol, creador de un sumergible de madera de propulsión manual en el siglo XIX. Y del venerado Isaac Peral, creador del primer submarino impulsado por energía eléctrica, otra de las grandes ideas de la ingeniería cuya repercusión en la navegación supuso un antes y un después.

Un potente motor alimentado con biomasa: el Sistema de Propulsión Anaerobia AIP

Uno de los grandes problemas para hacer un cambio en la matriz energética imperante, basada en los hidrocarburos, es la falta de potencia de fuentes de energía alternativa para determinados usos. Como ocurre en los procesos de la industria pesada.

El hecho de que el bioetanol sirva para propulsar un submarino de estas características supone un gran paso en la transición energética. Con importantes implicaciones a nivel de transportes y en las industria de producción y transformación. El Sistema de Propulsión Independiente del Aire (AIP), es un potente motor muy sigiloso.

Reduce la contaminación, activa a la industria auxiliar y nos hace más competitivos

Es una de las grandes ideas de la ingeniería naval porque reduce la emisión de gases de efecto invernadero. Además de otras grandes innovaciones del S-80:

Influye positivamente en el desarrollo de las industrias auxiliares y su mejora continua a nivel tecnológico.
Participan empresas de 11 comunidades autónomas.
Genera empleo para 6.000 personas.
Contribuye al PIB más de 250 millones de euros.

Margaret Hamilton y la “ingeniería del software”: O cómo el Apolo 11 llegó a la Luna

Si el hombre llegó a la Luna fue gracias al ingenio de una joven matemática que sentaría las bases de una nueva rama de la ingeniería: la informática. Margaret Hamilton, con apenas 33 años, trabajaba para la NASA junto a un equipo de colegas encargados de decirle al ordenador de a bordo del Apolo 11 las órdenes que debía seguir, cómo las debía cumplir y en qué orden.

Ingeniería del Software

Su código fuente del ordenador de guiado de la misión a la Luna es la historia viva del software. Y el nacimiento de un concepto, el de “ingeniería del software”, acuñado por ella y que abriría un universo de posibilidades en la informática donde el código tendría tanto valor como el hardware.

Cómo funcionaba el software que llevó al hombre hasta la Luna

Era sencillamente práctico y eficaz, de esas grandes ideas de la ingeniería. Un código centrado únicamente en las necesidades de la misión del Apolo 11 para poder despegar, viajar, alunizar y volver a casa. Sin artificios ni complicaciones. Tan prosaico como eficiente. Pensado como el cerebro de una ingeniera, en el que lo superfluo no tiene cabida.

Donde las tareas se priorizan desechando las no importantes

El software empleado era ensamblador
Un sistema operativo en tiempo real
Con planificación por lotes: Exec
Combinada con una waitlist o lista de espera: que sumaba tareas a la lista de ejecución de programas en el sistema
Contaba con alarmas que avisaban de errores: como las 1201 y 1202 del aterrizaje del Apolo 11 que resultaron cruciales, para salvar la vida de los astronautas y poder lograr el hito espacial.

Código fuente del Apolo 11, ¿por qué es una de las grandes ideas de la ingeniería informática?

Es un punto de inflexión en la informática y sienta los principios de la informática moderna, el inicio de la programación compleja, la automatización de vehículos y la Inteligencia Artificial (IA).

Misión a la Luna en palabras de Margaret Hamilton

En una carta publicada en 1971 explicando el problema que tuvo la nave Apolo 11 y cómo se solucionó gracias a su software:

“Debido a un error en el manual de tareas, el interruptor del radar se encontraba en la posición errónea. Esto provocó que se enviaran señales erróneas a la computadora, con el resultado de que se le pedía que realizara sus funciones normales para el aterrizaje mientras recibía una carga extra de datos falsos que ocupaban el 15% de su tiempo. El ordenador (o mejor, su software) fue lo suficientemente inteligente para reconocer que se le estaba pidiendo que realizara más tareas de las que debía”.

Salvó la misión y los devolvió a casa

Así, el ordenador avisó a los astronautas con una alarma y además tomó sus propias decisiones. “El software incorporaba un grupo completo de programas de recuperación. La acción del software, en este caso, fue la de eliminar tareas de prioridad baja y reestablecer las más importantes”. De no ser por ello, la nave espacial no habría aterrizado en la Luna.

Cómo leer o pagar en el súper sin equivocarse gracias a… ¡Las gafas para ciegos!

Las gafas para personas invidentes son unas gafas dotadas de un sistema inteligente que avisa a la persona que las está usando de lo que tiene delante. Funciona a través de una cámara fotográfica. Esta recoge imágenes que son procesadas a través de un software.

Una vez identificados los elementos se transmiten por voz al usuario de las gafas. Una idea sencilla pero práctica, perfecta en esta lista de grandes ideas de la ingeniería.

Como un ojo humano

La cámara cuenta con indicadores LED para adaptarse a la luz igual que lo haría nuestra pupila. El usuario no solo recibe información sobre lo que tiene delante, ¡sino que puede leer con ellas! La cámara identifica las letras y conforma las palabras a través de un programa informático para reproducir en voz alta lo que pone.

Las increíbles repercusiones de esta tecnología en la vida de las personas

Si bien este no es un hito como tal de la ingeniería, sí supone un cambio drástico respecto a la calidad de vida de muchas personas por eso es una de las grandes ideas de la ingeniería moderna. Como tecnología sigue patrones usados por los sensores de cadenas de producción o los asistentes a la conducción, por ejemplo.

No se trata de la complejidad que representa, sino de las increíbles ventajas que ofrece para quienes prefieran extender sus capacidades sensoriales con la ayuda de la ciencia.

Wi-Fi, la tecnología que nació de una estrella de Hollywood antes que Internet

Con la Segunda Guerra Mundial como contexto, nace la teoría de salto de frecuencia Lamarr. Una invención de la actriz e inventora de origen austriaco, Hedy Lamarr y el compositor George Antheil. Juntos, desarrollaron y patentaron un sistema de guía por radio de torpedos.

Mediante el uso del espectro ensanchado y la tecnología de salto de frecuencia, evitaba las interferencias perpetradas por los alemanes.

Lo que nos dió Lamarr, además de cine

La tecnología Bluetooth se basa en los principios de su trabajo. El salto de frecuencia se emplea también en el Wi-Fi, los satélites militares, el GPS o los móviles, entre otros. Una tecnología clave para la seguridad de las comunicaciones y, sin duda, una de las grandes ideas de la ingeniería que, además, Lamarr ofreció a los aliados de manera altruista.

Del autogiro… Al helicóptero

Fue un español el inventor de un transporte revolucionario: el autogiro, el bisabuelo del helicóptero moderno. Esta singular aeronave nació en los años 20 del siglo pasado. Lo hizo de la mano del inventor e ingeniero Juan de la Cierva quien construyó el primer autogiro. Cuya patente sentó las bases para el primer helicóptero años más tarde.

Por qué el autogiro es una de las grandes ideas de la ingeniería aeronáutica

Por su innovadora ala rotatoria. “Solo cuando el rotor del autogiro se aplicó a los helicópteros, los helicópteros empezaron a volar”, señala el Coronel del Ejército del Aire, Fernando Roselló.

Usos y aplicaciones del helicóptero moderno gracias a de la Cierva

Además de ser un medio de transporte rápido y versátil del que disfrutan desde grandes ejecutivos a turistas en todo el mundo. El helicóptero es fundamental para misiones de salvamento y rescate.

Especialmente en lugares inhóspitos, tanto en el mar como en alta montaña.

Misiones para helicópteros

Guardia Civil
Policía Nacional
Salvamento Marítimo
Ejército…

Cuentan con unidades especializadas en misiones de rescate. Y situaciones de emergencia y vigilancia como las labores antiincendios que llevan a cabo en Galicia cada año. O el control de la delincuencia en la zona del Estrecho de Gibraltar.

Internet, de las conexiones del Pentágono a las reuniones por Zoom

El nacimiento de Internet y el desarrollo de las primeras computadoras van de la mano. La necesidad pasaba por conectar las máquinas de distintos fabricantes para permitir la comunicación.

La Guerra Fría, ese periodo de gran tensión entre la URSS y EEUU marcado por el miedo al contrario. Propició una carrera tecnológica (armamentística, espacial, telecomunicaciones…) sin precedentes.

Entre 1958 y 1966 el presupuesto total destinado a I+D de EEUU se dobla dos veces. Y se colabora con universidades y centros de investigación de todo el país para desarrollar las bases del Internet moderno.

El escollo que da lugar al Internet que conocemos y lo convierte en una de las grandes ideas de la ingeniería de todos los tiempos

Mientras se tejía la Red, muchos centros de investigación y universidades desarrollan modelos de computadoras con su propio código. El reto en 1966 aún era conectar todo tipo de ordenadores entre sí, sin importar el fabricante o el lenguaje de estos.

Y en 1971 se trabajaba para que técnicamente fuera viable que cientos de usuarios de Internet estuvieran conectados al mismo tiempo, sin necesidad de estar cerca de un host (anfitrión). Tal y como lo hacemos hoy.

El Chip o por qué puedes trabajar con tu ordenador y llamar por tu movil

Sí, eso que hace que tu teléfono funcione correctamente. Los chips o circuitos integrados, son imprescindibles para cualquier ordenador, Tablet, relojes inteligentes, tarjeta de crédito, microondas, semáforos…

Con el circuito integrado se resolvía por fin el problema de conectar todos los componentes electrónicos de forma eficiente y que resultara rentable. Es decir, permite el funcionamiento de cualquier aparato electrónico como si fuera un cerebro.

El primer chip

El primer circuito integrado o chip, fue creado por Jack Kilby en 1958, de la Texas Instruments. Necesitaba un semiconductor, fue el germanio el primer material que sirvió para tal fin. Actualmente es el silicio el mineral clave de los chips que utilizamos.

La segunda gran revolución del circuito integrado fue su optimización, hasta conseguir todas las prestaciones en un espacio muy pequeño, el de un microchip. Lo que ha facilitado el desarrollo de nuevas tecnologías de comunicación compactas, como móviles o relojes inteligentes. Sin duda alguna, una de las grandes ideas de la ingeniería que más nos ha aportado.

Un Premio Nobel

El invento del circuito integrado le valió a Kilby el Premio Nobel en Física en el año 2000. La Academia de las Ciencias escandinava reconoció con este galardón la increíble aportación que supuso el chip al mundo.

GPS, el imprescindible entre las grandes ideas de la ingeniería por sus múltiples aplicaciones

El sistema de posicionamiento global o GPS (Global Positioning System, en inglés) nació al amparo de la carrera espacial entre la URSS y EEUU, durante la Guerra Fría.

Pensado en un principio como un sistema de geolocalización de alta definición, estratégico para el ejército. Sus increíbles ventajas en el mundo civil han hecho de esta tecnología un básico en nuestra vida cotidiana.

Vía satélite… ¡Americanos!

Para funcionar, el GPS, utiliza satélites principalmente americanos, aunque la Unión Europea cuenta con el sistema Galileo. Especialmente creados para determinar el posicionamiento, de los que recoge y envía señales. Su tecnología ha sido incorporada a aviones comerciales, coches y tu propio móvil.

Sus aplicaciones son tan variadas como: dar un paseo por la sierra sin perderse, ayudarte a llegar hasta donde has quedado con tus amigos. O proporcionar información a la Policía Nacional o la Guardia Civil clave para investigaciones de todo tipo.

Canal de Suez: desafíos de la ingeniería civil

Este gran hito de la obra civil es una de las grandes ideas de la ingeniería y no solo a nivel técnico: creando un canal artificial que conecta el Mediterráneo con el Mar Rojo. Se trata de una solución funcional al problema de las grandes distancias para el comercio marítimo internacional.

Construido entre 1859 y 1869 por Ferdinand de Lesseps, aunque pertenece a Egipto. Cuenta con 193 kilómetros de vía navegable para grandes barcos. Y ha permitido acortar las interminables rutas entreAsia y Europaen 8.000 kilómetros.

Un dragado sin precedentes

Contó para su construcción con las últimas tecnologías de la época: máquinas de vapor, dragas y excavadoras, éstas últimas realizadas especialmente para el proyecto.

Por qué es importante el Canal de Suez en nuestros días

La muestra de que es una de las grandes ideas de la ingeniería la encontramos en marzo de este año. Cuando el buque portacontenedores “Ever Given”, de la naviera Energreen quedó encallado durante seis días que pasarán a la historia de la navegación y del comercio internacional.

El parón millonario

El megabuque había sufrido una avería y no podía moverse. Provocando un tapón que frenó en seco el tráfico marítimo mundial. Más de 400 buques iban en cola para poder continuar su trayecto en ambos sentidos. Se estima que el valor del tráfico marítimo por el Canal de Suez cada día asciende a cerca 8.150 millones de euros.

La creación del Canal de Suez fue clave para acortar tiempos y mejorar el comercio internacional y el abastecimiento de todo tipo de productos. Y este caso muestra hasta qué punto hoy en día este hito de la ingeniería civil sigue siendo importante para la economía, los mercados y los ciudadanos de todo el mundo.