APOR TE DE LOS ESTUDIANTES DEL ITES CARLOS CISNEROS

1. ITS “CARLOS CISNEROS”
MECÁNICA INDUSTRIAL
La ingeniería mecánica es una rama de la ingeniería, que aplica las ciencias exactas,
específicamente los principios físicos de la termodinámica, mecánica, ciencia de
materiales, mecánica de fluidos y análisis estructural para el diseño y análisis de
diversos elementos usados en la actualidad, tales como maquinarias con diversos fines
(térmicos, hidráulicos, de transporte, de manufactura), así como también de sistemas
de ventilación, vehículos motorizados terrestres, aéreos y marítimos, entre otras
aplicaciones.
Contenido
Áreas del conocimiento
La ingeniería mecánica es un campo muy amplio de la ingeniería que implica el uso de
los principios de la física para el análisis, diseño, fabricación de sistemas mecánicos.
Tradicionalmente, ha sido la rama de la ingeniería que mediante la aplicación de los

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principios físicos ha permitido la creación de dispositivos útiles, como utensilios y
máquinas. Los ingenieros mecánicos usan principios como el calor, las fuerzas y la
conservación de la masa y la energía para analizar sistemas físicos estáticos y
dinámicos, contribuyendo a diseñar objetos. La Ingeniería Mecánica es la rama de las
máquinas, equipos e instalaciones teniendo siempre en mente aspectos ecológicos y
económicos para el beneficio de la sociedad. Para cumplir con su labor, la ingeniería
mecánica analiza las necesidades, formula y soluciona problemas técnicos mediante un
trabajo interdisciplinario, y se apoya en los desarrollos científicos, traduciéndolos en
elementos, máquinas, equipos e instalaciones que presten un servicio adecuado,
mediante el uso racional y eficiente de los recursos disponibles.
Sistema termodinámico típico mostrando la entrada desde una fuente de calor
(caldera) a la izquierda y la salida a un disipador de calor (condensador) a la derecha. El
trabajo se extrae en este caso por una serie de pistones.
En el plan de estudios de la ingeniería mecánica usualmente se encuentra:
Cálculo diferencial e integral, álgebra lineal y ecuaciones diferenciales
Estática y dinámica
Termodinámica, Transferencia de calor
Dibujo técnico, diseño mecánico, diseño y fabricación asistida por computadora
Ciencia de materiales
Mecánica de fluidos
Tecnología mecánica
Análisis numérico, método de los elementos finitos
Turbomáquinas
Teoría de control
Estructuras metálicas, cimentaciones
Diseño de máquinas

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Además incluye conocimientos básicos de electrónica y electricidad, química y
conceptos de la ingeniería civil.
Campos de acción
Los campos de la ingeniería mecánica se dividen en una cantidad extensa de sub-
disciplinas. Muchas de las disciplinas que pueden ser estudiadas en Ingeniería
mecánica pueden tocar temas en comunes con otras ramas de la ingeniería. Un
ejemplo de ellos son los motores eléctricos que se solapan con el campo de los
ingenieros eléctricos o la termodinámica que también es estudiada por los ingenieros
químicos.
Los campos de la ingeniería mecánica pueden describirse de la siguiente forma:
Ingeniería de producto y de manufactura
Robótica industrial
Mecatrónica
Manufactura flexible
Mecanismos inteligentes
Motores híbridos

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Nanomáquinas
Siderúrgica
Biomecánica
La ingeniería mecánica se extiende de tal forma que es capaz de abordar un problema
con la racionalización de varios factores que pueden estar afectando y que son
fundamentales para hallar determinada solución.
Historia
Origen
Las aplicaciones de esta ingeniería se encuentran en los archivos de muchas
sociedades antiguas de todo el mundo. En la antigua Grecia, las obras de Arquímedes
(287 a. C.-212 d. C.) ha influido profundamente en la mecánica occidental y Heron de
Alejandría (c. 10-70 d. C.), creó la primera máquina de vapor.1 En China, Zhang Heng
(78-139 d. C.) mejora un reloj de agua e inventó un sismómetro, y Ma Jun (200-265 d.
C.) inventó un carro con diferencial de engranajes. El ingeniero chino Su Song (1020-
1101 d. C.) incorporó un mecanismo de escape en su torre del reloj astronómico dos

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siglos antes de que cualquier fuga se puediese encontrar en los relojes de la Europa
medieval, así como la primera cadena de transmisión.2
Durante los siglos VIII al XV, en la era llamada edad de oro islámica, se realizaron
notables contribuciones de los musulmanes en el campo de la tecnología mecánica. Al
Jaziri, quien fue uno de ellos, escribió su famoso "Libro del Conocimiento de ingeniosos
dispositivos mecánicos" en 1206, en el cual presentó muchos diseños mecánicos.
También es considerado el inventor de tales dispositivos mecánicos que ahora forman
la base de mecanismos, tales como árboles de levas y cigüeñal.3
Un hito importante en la creación de la ingeniería mecánica sucedió en Inglaterra
durante el siglo XVII cuando Sir Isaac Newton formuló las tres Leyes de Newton y
desarrolló el cálculo. Newton fue reacio a publicar sus métodos y leyes por años, pero
fue finalmente persuadido a hacerlo por sus colegas, tal como Sir Edmund Halley, para
el beneficio de toda la humanidad.
Desarrollo de la ingeniería mecánica
Históricamente, esta rama de la ingeniería nació en respuesta a diferentes necesidades
que fueron surgiendo en la sociedad. Se requería de nuevos dispositivos con
funcionamientos complejos en su movimiento o que soportaran grandes cantidades de
fuerza, por lo que fue necesario que esta nueva disciplina estudiara el movimiento y el
equilibrio. También fue necesario encontrar una nueva manera de hacer funcionar las
máquinas, ya que en un principio utilizaban fuerza humana o fuerza animal. La
invención de máquinas que funcionan con energía proveniente del vapor, del carbón,
de petroquímicos (como la gasolina) y de la electricidad trajo grandes avances, dando

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origen a la Revolución Industrial a mediados del siglo XVIII. Más adelante surgiría la
producción en serie.
A principios del siglo XIX en Inglaterra, Alemania y Escocia, el desarrollo de
herramientas de maquinaria llevó a desarrollar un campo dentro de la ingeniería en
mecánica, suministro de máquinas de fabricación y de sus motores.4 En los Estados
Unidos, la American Society of Mechanical Engineers (ASME) se formó en 1880,
convirtiéndose en la tercera sociedad de profesionales de ingeniería, después de la
Sociedad Americana de Ingenieros Civiles (1852) y el Instituto Americano de Ingenieros
de Minas (1871). [4] Las primeras escuelas en los Estados Unidos para ofrecer una
enseñanza de la ingeniería son la Academia Militar de Estados Unidos en 1817, una
institución conocida ahora como la Universidad de Norwich en 1819, y el Instituto
Politécnico Rensselaer en 1825. La educación en ingeniería mecánica se ha basado
históricamente en una base sólida en matemáticas y la ciencia.5
Latinoamérica
México
Cuando los españoles habían llegado a México en la conquista, los aztecas ya habían
construido varias obras ingenieriles, como por ejemplo varios diques que protegía a
Tenochtitlan del Lago de Texcoco en caso de posibles inundaciones. Estas
construcciones fueron destruidas por los conquistadores.6
En 1551 fue fundada la Real y Pontificia Universidad de México, sin embargo, los
egresados eran religiosos, profesionales y académicos de la teología, derecho y
medicina. Los ingenieros provenían de Europa para realizar las obras.
A finales del siglo XIX comenzó la industrialización en México. Con la llegada del
ferrocarril, y la explotación de las minas, el país sufrió un avance tecnológico. Esto se
sumó a la explotación del petróleo, que necesitaba maquinaria para la perforación y
para el transporte del crudo, además de la construcción de refinerías y oleoductos.
En 1792 se fundó el Real Seminario de Minería en México, considerada la primera
escuela de ingenieros de Latinoamérica.En 1535 se fundo la primera Escuela para
Varones que conformaba niveles de área minería, alfarería y agricultura. En 1857 se

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cambia el nombre expedido por el presidente Benito Juarez por Escuela de Artes y
Oficios reconocido como técnicos mecánicos, Alfareros y agricultores. Posteriormente
durante la Revolución Mexicana, se propuso que esta escuela tendría un nivel profe-
sionista , así se le cambio el nombre a Escuela de Ingenieros Mecánicos y Eléctricos, En
1932 se crea la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME) que se
anexo al Instituto Politécnico Nacional iniciando con la imparticion de cursos en 1936
con las carreras de Ingeniería Mecánica, Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Aeronáutica y
Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica. Siendo la ESIME una de las escuelas
mas antiguas en México en el desarrollo tecnológico en el área Mecánica-Eléctrica.7
Chile
La primera central eléctrica fue la Central hidroeléctrica de Chivilingo, construida en
Lota entre los años 1896 y 1897, para las minas de carbón de la zona.8 Fue construida
mientras Isidora Goyenechea tenía al mando la conducción de las minas, luego del
fallecimiento de su esposo Luis Cousiño.
Francisco González Villalobos, es el primer ingeniero mecánico titulado en Chile,
egresado de la Universidad Técnica Federico Santa María en 1940,9 motivo por el cual
tuvo la responsabilidad de convertirse en el especialista pionero en el país. En 1956 se
creó la carrera de ingeniería mecánica en la Universidad de Concepción, la segunda
ingeniería de dicha universidad, egresando la primera generación el año 1962. En el
año 1965 se cambia el nombre por el de ingeniería civil mecánica.10 En 1966 se
comenzó a dictar la carrera de ingeniería civil mecánica en la Universidad de Chile, y
egresando la primera generación en 1970.11
Herramientas computacionales
Prototipo de suspensión y dirección modelado en computadora.
Debido a la complejidad creciente de los análisis que se realizan en todas las ramas de
la Ingeniería Mecánica, el cálculo asistido por ordenador ha ido adquiriendo siempre
mayor protagonismo. Se ha producido una evolución en la representación de los
sistemas físicos, pasando de esquematizar partes del sistema en modo aproximado a
reproducir todo el conjunto en modo detallado. Este proceso ha sido posible en gran
parte debido a la constante mejora de las prestaciones de los equipos informáticos, y a
la mejora de los programas de cálculo.

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En el diseño de nuevos componentes, el uso de estas herramientas permite en la
mayoría de los casos obtener resultados más precisos y sobre todo una reducción de
costes al permitir analizar virtualmente el comportamiento de nuevas soluciones.
En el proceso de análisis y diseño se utilizan herramientas de cálculo como el análisis
mediante elementos finitos (FEA por sus siglas en inglés) o volúmenes finitos así como
también la dinámica de fluidos computacional (CFD). El diseño de procesos de
fabricación con ayuda de computadores (LEVA), permite que los modelos generados se
puedan utilizar directamente para crear "instrucciones" para la fabricación de los
objetos representados por los modelos, mediante máquinas de control numérico
(CNC) u otros procesos automatizados, sin la necesidad de dibujos intermedios.
En el campo de Análisis y Simulación existen asociaciones independientes que
proporcionan información y elaboran normas de cálculo. Una de las más importante es
la National Agency for Finite Element Methods and Standards (NAFEMS), organización
sin ánimo de lucro constituida por más de 700 compañías de todo el mundo.
La ingeniería mecánica ayuda en una mejor comodidad de los contribuyentes. Los
siguientes son los paquetes de software de análisis y diseño más extendidos:
ALGOR
Solid Edge
Unigraphics NX
ABAQUS
Autocad
Autodesk Inventor
ANSYS
CATIA
FLUENT
LabVIEW

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LS-DYNA
Maple
MSC.Adams
MSC.Nastran
Matlab
ProE
RADIOSS
SolidWorks
Working model
WorkXPlore 3D
Vale la pena mencionar los software CAM (Computer Aided Manufacture)
complementarios para el manejo de maquinaria asociada a la fabricación de piezas
diseñadas mediante software CAD (Computer Aided Design)
Asociaciones
Además de grupos existentes dentro de universidades, existen asociaciones de
ingenieros las cuales se concentran en investigar nuevas tecnologías, publicar artículos,
compartir conocimientos. Otras de sus funciones son las de validar, estandarizar y
crear normas.
Una de estas asociaciones es el ASME (American Society of Mechanical Engineers), la
cual fue fundada en 1880 por Alexander Lyman Holley, Henry Rossiter Worthington,
John Edison Sweet y Matthias N. Forney. En Estados Unidos establece los códigos y
normas de dispositivos mecánicos.
El NCEE (National Council of Examiners for Engineering), es una asociación existente en
Estados Unidos que realiza exámenes de certificación para estudiantes del área de
ingeniería.

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Por ejemplo, en Colombia se encuentran diferentes organizaciones como AIMUN
(Asociación de Ingenieros Mecánicos de la Universidad Nacional) y ACIEM (Asociación
Colombiana de Ingenieros Eléctricos y Mecánicos) entre otras.