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Los puentes de la civilización

El siguiente vistazo a la historia de la ingeniería revela los sutiles y apasionantes puentes que se han tendido, a lo largo de los siglos, entre el quehacer de quienes realizan descubrimientos desde la teoría y quienes los llevan a la práctica, y propone un equilibrio saludable respecto a la atención que la educación ha de prestar a las diversas ramas del conocimiento.

 

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Puente de cosas
Puente de cosas

Si bien el surgimiento de la ciencia, tal y como se entiende hoy en día, requirió un nivel avanzado de desarrollo humano —hay consenso de que surge en Grecia, con los físicos jónicos—, la tecnología acompaña al hombre desde el Paleolítico, pues entonces ya utilizaba hachas, artefactos para raspar, arcos y flechas, hondas, lámparas de aceite y diferentes instrumentos de hueso. En gran medida, la historia de la civilización es la historia de la tecnología.

En las pinturas rupestres de Francia y España —según J.E. Lips— figura lo que debió ser la primera máquina creada por el hombre: una trampa para bisontes o mamuts. Estaba preparada de modo que cuando uno de estos animales caía en ella, el peso accionaba unas estacas transversales que se clavaban en su cuerpo —uno de esos aparatos puede verse en la película Apocalypto— o hacía que unos pesados troncos de árbol le cayeran encima impidiéndole escapar.

De entre las personas que podrían considerarse ingenieros, la primera cuyo nombre trascendió fue el egipcio Imhotep, constructor de la pirámide de Saqqarah, que tiene más forma de tornillo que de pirámide, y es también la primera de cuya construcción se tiene noticia. Los egipcios construyeron también templos, diques y canales, y empleaban el cigoñal para elevar el agua. En Mesopotamia los asirios, babilonios y otros pueblos construyeron sistemas de ingeniería hidráulica, levantaron puentes, y desarrollaron diferentes artes navales. La importancia social que tenían desde entonces ciertas construcciones, se ilustra por el hecho de que en Mesopotamia se inició la tradición de “poner la primera piedra” (o echar la primera paletada de tierra) al iniciarse la construcción de un edificio público.

A pesar de que los griegos alcanzaron cumbres más altas en las artes y en las ciencias que los romanos, éstos fueron mejores ingenieros. Todavía se conservan en muchos lugares de Europa restos de sus acueductos, y cuando el Imperio Romano se encontraba en el clímax de su extensión, contaba con 290 mil kilómetros de carreteras. El Imperio Bizantino superaría a griegos y romanos en algunos aspectos de la construcción, como el principio del arco, que aplicaron en la edificación de domos semiesféricos sobre torres de base cuadrada.

ORIGEN BELICOSO
La palabra ingeniero comenzó a emplearse en el siglo III: por entonces se construyó un nuevo tipo de catapulta para el ataque de ciudades sitiadas, al que se le llamó ingenio (invención), y a su operador ingeniator, palabra que devino en ingeniero. A lo largo de la Edad Media fueron introduciéndose paulatinamente mecanismos e invenciones; tal vez el mayor logro de la ingeniería en esas centurias fue la construcción del reloj mecánico. Desde luego, muchos aportes se produjeron también en Asia, incluyendo el mundo árabe. La tecnología experimentó un fuerte impulso con las figuras prominentes del Renacimiento, sobre todo con Leonardo da Vinci y Galileo Galilei, y experimentó un cambio sustancial en la época de la Revolución Industrial, cuando se introdujeron el refinamiento del hierro y el empleo de la máquina de vapor en barcos, ferrocarriles y diversas maquinarias. En el siglo XIX la industrialización se continuó expandiendo, surgieron las primeras ingenierías que se reconocerían como profesiones a lo largo del siglo XX, y se impuso la conciencia de que era necesario tener formación científica y técnica adecuada para desempeñar esas profesiones.

Que el sustantivo ingeniero tenga un origen bélico no es fortuito: la ciencia y la tecnología se utilizaron en las guerras desde la antigüedad. El descubrimiento del hierro y su empleo en lanzas y escudos por los hititas, les dio una inmediata superioridad sobre los ejércitos griegos con su equipamiento de bronce. Caso notable en este sentido fue el de Arquímedes en la defensa de Siracusa contra la invasión romana. También Leonardo da Vinci concibió diversos inventos y construcciones para el ataque a tropas y la defensa de ciudades, aunque en su caso no se llevaron a la práctica. El empleo de conocimientos científicos y tecnológicos en las guerras adquirió gran relevancia en los inicios del siglo XIX, al punto de que algunas de las ingenierías surgieron asociadas a las escuelas militares. Así vemos, por ejemplo, a Napoleón Bonaparte llevándose a su expedición científica y militar de Egipto a Gaspard Monge y a Claude Louis Berthollet, ambos profesores en la École Polytechnique, junto con 42 estudiantes más, recientemente graduados o incluso sin terminar sus estudios, en lo que probablemente fue el origen de la Grande École francesa. O a Pierre Simon Laplace con una plaza de profesor en la Real Escuela Militar, y posteriormente monitor del cuerpo de artillería.


 
CONOCIMIENTO, EXPERIENCIA Y PRÁCTICA
El siglo XIX, y sobre todo el XX, vieron surgir nuevas ingenierías y especialidades universitarias, y en cierto momento se sintió la necesidad de definir qué se entiende por ingeniería y discriminarla respecto de otras especialidades. Existe una variedad de definiciones, pero la que en el momento actual probablemente goza de mayor aceptación corresponde a la Accreditation Board for Engineering and Technology (ABET), que define ingeniería como: “La profesión en la que los conocimientos de las matemáticas y las ciencias naturales, adquiridos mediante el estudio, la experiencia y la práctica, se utilizan con criterio para desarrollar modos de utilizar económicamente los materiales y las fuerzas de la naturaleza para beneficio de la humanidad”.

En esta definición se pueden subrayar dos aspectos. El primero es que se habla de la utilización de conocimientos de matemáticas y ciencias naturales, pero no sólo adquiridos mediante el estudio, sino también como resultado de la experiencia y la práctica (lo que va ya distinguiendo a un ingeniero de un científico puro). El segundo, y más importante, es que lo que busca no es el conocimiento en sí: el objetivo de un ingeniero no es comprender el mundo natural, sino utilizar el conocimiento que de ese mundo existe, con el fin que en la definición se plantea.

El científico, como norma y sin que exista un deslinde preciso, es más bien teórico; el ingeniero es sobre todo práctico. El científico intenta descubrir las leyes de la naturaleza y conocerlas en profundidad; el ingeniero necesita conocer de tales leyes lo que le permita aplicarlas. La tecnología, normalmente, es desarrollada por los ingenieros sin que nuevas leyes naturales aparezcan, es decir, a partir de leyes ya descubiertas. Raramente la ciencia se traslada directamente a la tecnología, aunque en ciertas ramas lo hace cada vez más; en esas ramas la división entre ciencia y tecnología se vuelve borrosa.

DIFERENCIAS SUTILES
La clase de investigación que realizan es otro aspecto que ayuda a deslindar ingenieros de científicos.

+Se entiende por Investigación básica o fundamental, el trabajo experimental o teórico realizado principalmente con el objeto de generar nuevos conocimientos sobre los fundamentos de fenómenos y hechos observables, sin prever ninguna aplicación específica inmediata.

+Investigación aplicada es una investigación original realizada para la adquisición de nuevos conocimientos, dirigida principalmente hacia un fin u objetivo práctico, determinado y específico.

+Desarrollo experimental es el trabajo sistemático llevado a cabo sobre el conocimiento ya existente, adquirido de la investigación y la experiencia práctica; dirigido hacia la producción de nuevos materiales, productos y servicios; a la instalación de nuevos procesos, sistemas y servicios y hacia el mejoramiento sustancial de los ya producidos e instalados (Conacyt, 2001).

+El conocimiento alcanzado mediante la investigación básica se caracteriza por servir como insumo a otras actividades de investigación y toma la forma de hipótesis, teorías, postulados, fórmulas o leyes.

+El conocimiento que se obtiene mediante la investigación aplicada se caracteriza por ser potencialmente aplicable.

Aclarando nuevamente que el deslinde no es absoluto, puede decirse que el científico realiza sobre todo investigación básica; el ingeniero produce desarrollo experimental, y la investigación aplicada es propia tanto de ingenieros de alto nivel teórico como de científicos que trabajan en la solución de problemas concretos. A veces se clasifican en este caso especialidades de determinadas ramas, como las llamadas matemáticas aplicadas.

MAXWELL + HERTZ + MARCONI
El ejemplo histórico del surgimiento de la radio ilustra lo que queremos expresar. Hacia 1864 James Clerk Maxwell demostró matemáticamente la existencia de las ondas electromagnéticas. Unos veinte años después, el físico alemán Heinrich Hertz consiguió producir eléctricamente un tipo particular de tales ondas, las hoy conocidas como ondas de radio (denominadas también ondas hertzianas en honor a su descubridor). Pero fue Guglielmo Marconi, un ingeniero italiano, quien dio utilidad práctica a los descubrimientos de Maxwell y Hertz al construir, en 1896, un aparato que podía transmitir ondas de radio. Lo que así nació fue la llamada telegrafía sin hilos o radiotelegrafía, invención que fue el inicio de la radio. En este ejemplo, al menos en apariencia, Maxwell hizo investigación básica, Hertz investigación aplicada, y Marconi desarrollo experimental.

¿CIENCIA ADELANTE E INGENIERÍA DETRÁS?
La tecnología es el resultado de la ingeniería. Ya antes afirmamos que en pocas ocasiones la ciencia se traslada directamente a la tecnología, aunque a veces ocurre. Tampoco la ingeniería es sólo ciencia aplicada. Suele pensarse que los desarrollos tecnológicos siempre suceden a nuevos descubrimientos científicos, y ciertamente es así con frecuencia (el ejemplo de la radio), pero históricamente muchos avances tecnológicos (como el aeroplano, o el motor de combustión interna) se produjeron antes de que la ciencia subyacente se hubiera desarrollado para explicar a cabalidad cómo funcionan esos aparatos. Además, es posible que en ejemplos como los mencionados, o en otros, todavía existan descubrimientos científicos por hacerse, que expliquen mejor o con más detalles dicho funcionamiento.

Sin embargo, cuando la ciencia estudia y obtiene resultados analizando esos ingenios o aparatos, no cabe duda de que los mejora, los hace más eficientes y, como resultado, la tecnología se vuelve más valiosa. Un ejemplo clásico en este sentido se produjo precisamente en la aviación. En los años treinta, uno de los problemas que se presentaba en todos los países que ya construían aviones era el del “revoloteo” (flutter) que ocurría inesperadamente (según se comprobó después) cuando el avión rebasaba cierta velocidad crítica. Ya se habían literalmente partido varios aviones en pleno vuelo. Ese valor crítico de la velocidad, que tenía que ver con la estructura de cada tipo de aparato, podía ser muy bajo, de modo que era un problema que se debía resolver con urgencia, dado que las velocidades potencialmente alcanzables tendían a subir con rapidez. Se trataba de un fenómeno de lo que se conoce como resonancia, debido a las oscilaciones propias del avión, que se modela mediante ecuaciones diferenciales. Este problema fue resuelto mediante el empleo de una rama bastante abstracta de las matemáticas (la Teoría Espectral de Operadores), lo que le dio ventaja a la aviación soviética al inicio de la segunda guerra mundial. El resultado que se aplicó es conocido como Teorema de Keldysh —demostrado por el académico M. V. Keldysh— una de las famosas “Tres K” de la aviación y la cosmonáutica soviética (Korolev, Kurchatov y Keldysh), que por varios lustros incidieron de manera fundamental en que la Unión Soviética llevara la delantera en la carrera aéreo-espacial con Estados Unidos.

Puede ocurrir que algunas innovaciones sucedan de manera sorpresiva, como fue el caso de la Internet. También se producen a veces descubrimientos científicos inesperados que pueden sugerir nuevas tecnologías, por lo cual los ingenieros deben estar debidamente informados y formados para asimilar y utilizar esos nuevos descubrimientos.

TENDENCIA DOMINANTE
En lo que respecta a la educación, esta estrecha relación entre las ciencias y las ingenierías, y la depedencia de las segundas respecto de las primeras, se han mantenido en los países con más desarrollo científico y tecnológico o en aquellos que se esfuerzan por no rezagarse. El Informe Technion (Technion Report, 1987) evidenció que la tendencia dominante entonces consistía en dar mayor peso a las ciencias naturales, por el papel que juegan en los planes de dichas carreras en los países con mayor desarrollo. En los documentos de la abet, correspondientes al curso académico 1991-1992, se señala que en el diseño curricular cada vez se le presta mayor atención al estudio de las matemáticas, en particular a las probabilidades, la estadística, el álgebra lineal, el análisis numérico y el cálculo avanzado.

Esta tendencia se ha sostenido en las tres grandes potencias (Estados Unidos, Alemania y Japón), lo que contribuye a que en muchas ramas, el privilegio de producir nueva ciencia o nueva tecnología se reduzca a unos cuantos países, mientras los otros se convierten cada vez más en meros consumidores de esas nuevas tecnologías, o a lo sumo se dedican a desarrollos muy específicos dentro de las cadenas de producción internacionales. Naciones como India y China, con una fuerza de trabajo numerosa y bien educada, han aprendido a mover a amplios segmentos de su población hacia una economía de avances industriales, tal como lo hicieron antes Japón, Corea y Taiwán. Además, han continuado construyendo universidades que producen gran número de ingenieros y científicos, y esto les ayuda a atraer inversiones foráneas y a adquirir con más facilidad tecnologías avanzadas, lo que a su vez les facilita encontrar estrategias de crecimiento para sus exportaciones.

Esta estrecha relación entre el desarrollo económico de un país y su educación, particularmente en lo que respecta a las ciencias básicas y las ingenierías, está más que comprobada por la historia, aunque a veces no se aprecia. Un país que se preocupe por su desarrollo y su estabilidad debe mantener un balance adecuado entre el número y el nivel de las personas que se dedican a la ciencia y la tecnología, y el de las que se dedican a otras ramas y profesiones. m. 

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