30 Jul
Introducción a las Ciencias Físicas y Químicas
Las ciencias físicas y químicas estudian constantemente las distintas propiedades de la materia que conforma el total de los cuerpos y sustancias que nos rodean en la naturaleza y constituyen el total del universo (planetas, estrellas y galaxias).
Elaboran nuevas teorías, establecen las leyes físicas y matemáticas aplicables a sus propiedades e indican los campos de las actividades humanas hacia donde pueden dirigirse sus potenciales aplicaciones.
Actualmente, las ciencias estudian e investigan sobre la real existencia de la antimateria en el universo, la cual estaría formada por átomos que tienen electrones con carga positiva (+) y protones con carga negativa (-). El encuentro de la materia con la antimateria produciría el aniquilamiento de la materia con la liberación de una gigantesca cantidad de energía.
La Ingeniería de Materiales y su Impacto
La ingeniería de materiales se enfoca en el estudio de las propiedades de los diversos materiales utilizados en la manufactura de bienes de consumo, la fabricación de estructuras e instalaciones industriales, y en general, en los materiales de uso cotidiano.
Este estudio continuo de propiedades es fundamental para el sostenimiento del desarrollo tecnológico actual. Por ejemplo, el descubrimiento de una nueva propiedad o el mejoramiento de una existente permite una mejor aplicación de esos materiales y un consecuente avance tecnológico. Tal es el caso del estudio de los cristales semiconductores, que han permitido la fabricación de microchips, haciendo posibles los crecientes desarrollos electrónicos en computación, comunicación, informática, medicina, entre otros.
Homogeneidad de Materiales: Un Factor Clave
Para todos los materiales de ingeniería de uso industrial, es deseable que presenten las mejores condiciones de homogeneidad en sus distintas propiedades. Un material se define como homogéneo cuando sus propiedades tienen el mismo valor en cualquier punto donde sean medidas.
Un material con estas características ofrece un alto grado de confiabilidad en su comportamiento para diversas aplicaciones, lo que amplía sus campos de uso. Por el contrario, un material heterogéneo presenta valores distintos para sus propiedades en diferentes puntos o zonas, lo que hace que su comportamiento durante las aplicaciones sea variable e incierto, limitando así sus usos.
Por lo anterior, los estudios de la ingeniería de materiales buscan mejorar las propiedades de homogeneización. Ejemplos incluyen:
- La moderna fabricación de placas de maderas prensadas que eliminan las limitaciones de fibras y nudos presentes en las maderas naturales.
- Los procesos de pulvimetalurgia, utilizados para la fabricación de piezas metálicas y otros componentes que eliminan defectos e irregularidades de métodos tradicionales como fundiciones, forjas o estampados.
Los Materiales como Recursos Esenciales
Los materiales, junto con las personas, las máquinas y herramientas, los capitales, la energía, los conocimientos tecnológicos y las instalaciones, entre otros, son considerados hoy en día como recursos básicos, necesarios y vitales para satisfacer las necesidades humanas y el desarrollo de la humanidad. Estos recursos son requeridos actualmente en crecientes cantidades para satisfacer las grandes demandas presentes en los mercados mundiales.
La Gestión Eficiente de Recursos
Actualmente, por diversas razones, todos los diferentes tipos de recursos necesarios para satisfacer las demandas son: limitados, escasos y de alto costo. Estas condiciones muestran tendencias crecientes en el presente y futuro inmediato.
Por las razones anteriores, todos ellos deben ser empleados y optimizados en sus usos de manera muy eficiente. En estas mismas condiciones se encuentran también todos los materiales, dada su condición de recursos básicos.
Clasificación y Desafíos de los Recursos Naturales
Todos los recursos actualmente utilizados por el ser humano provienen directa o indirectamente de la naturaleza.
Los recursos naturales se clasifican en renovables y no renovables, y constituyen el soporte principal para satisfacer las demandas mundiales y nacionales. Sin embargo, estos recursos no pueden crecer ni incrementarse libremente al ritmo del crecimiento variable de las demandas. Por el contrario, muchos de ellos muestran fuertes tendencias a su disminución (agotamiento) y extinción total, como es el caso de la energía proveniente de los combustibles fósiles (petróleo, gas natural, carbones, antracitas, etc.), la deforestación de bosques, o la extinción de ballenas, entre otros.
Cabe mencionar que los combustibles, a través de su reacción química con el oxígeno (combustión), son la principal fuente de energía calórica, fundamental en los hogares y las industrias del mundo actual.
La Responsabilidad Profesional en la Gestión de Recursos
En este contexto, la toma de decisiones por parte de un profesional técnico sobre el uso de uno u otro tipo de recursos es de suma importancia, pues es su responsabilidad asignarlos correctamente y optimizarlos en sus aplicaciones. Cualquier pérdida parcial o total de un recurso será considerada una mala decisión profesional.
El conocimiento profundo y completo de los materiales (recursos) y sus propiedades permite al profesional técnico e ingeniero tomar las mejores decisiones para su correcta selección y óptimo uso.
La Demanda: Motor de las Necesidades Humanas
Todos los seres vivos, vegetales y animales, tienen necesidades vitales (sol, agua y abonos para los vegetales; alimentos, viviendas, protección (ropa), etc., para el ser humano y los animales). Todas estas necesidades deben ser satisfechas oportunamente.
En el caso de los seres humanos, estas necesidades son muy amplias en cantidad y tipo, y van de las más simples y básicas a las más complejas y complementarias. Su tendencia es de constante crecimiento.
La satisfacción de las necesidades de los individuos produce un efecto positivo de bienestar en el conjunto social (poblaciones).
Por el contrario, la insatisfacción de las necesidades de los individuos o grupos sociales crea en ellos acciones de protesta, violencia y rebeldía contra los sistemas políticos, económicos y sociales vigentes, pudiendo llegar al terrorismo y la lucha armada (característica actual presente en muchos países del mundo).
Si se suman las necesidades de un mismo tipo de un conjunto de individuos (ej.: casas, automóviles, televisores, teléfonos, zapatos, entretenimientos, lavadoras, etc.), se forma una demanda específica.
Todas las demandas deben ser satisfechas oportunamente.
El Mercado: Punto de Encuentro de Oferta y Demanda
Si se agrupan las distintas demandas específicas en un lugar común, real o ficticio, se da origen a un mercado.
Antiguamente, cuando no existía el dinero, el mercado era un lugar físico al que concurrían las personas para realizar el trueque y la transferencia de sus mercaderías. Hoy en día, las transferencias se realizan en dinero y, cada vez en mayor cantidad, por medios electrónicos (tarjetas electrónicas), por lo que el mercado es solo un concepto de concurrencia o encuentro de la oferta y la demanda.
Se habla de: mercados de capitales (formado por las instituciones que transan el dinero como un bien de consumo); del mercado nacional; de las comunicaciones, etc.
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