Columnas de acero

Modelo arquitectónico

Edificio Realty, Chicago, EE.UU. Cuando el acero para edificios estuvo disponible a finales del siglo XIX, los arquitectos e ingenieros estadounidenses vieron una solución para las ciudades sobrepobladas. Pero el diseñador de este edificio de 1898, consciente de que la gente estaba acostumbrada a edificios con paredes de piedra, revistió el marco de acero con piedras de adorno. Los edificios del Movimiento Moderno de la década de 1930 mostraron la verdadera estructura. Muchos diseñadores tratan con sistemas complejos. Arquitectos e ingenieros a veces tienen la tarea casi imposible de trabajar en modelos que transmiten un ambiente nuevo para la gente. Modelos como este transmiten al cliente los conceptos de quien lo planeó. Los sistemas vivientes son impredecibles y toman muchos años de pruebas y ajustes para quedar listos. Modelo de un hospital.

Prueba a chorro

Un gran motor a chorro es complejo y poderoso; para probar un nuevo diseño se hacen arreglos elaborados. Los ingenieros saben bien que siempre existe la posibilidad de que aparezcan defectos inesperados. El motor mostrado aquí fue llevado a una pista de pruebas para que se pudieran medir los niveles de ruido mediante una batería de micrófonos. Las señales de radio (radiometría) llevan mensajes a la computadora. Esta da informes computarizados sobre la velocidad, temperatura, ruido y vibración para ayudar a los ingenieros a encontrar las fallas y corregirlas.

Prueba de túnel de viento

Ahora los clientes piden autos más rápidos, pero que consuman menos combustible. El arrastre aerodinámico y la resistencia del aire se han vuelto importantes. El flujo de aire sobre un auto recién diseñado se puede revisar usando humo en un túnel de viento. Si una curva sugerida por el diseñador se interpone en el camino del aire, tal vez debe cambiar.

Diseño por computadora

En el presente es imposible imaginar el diseño sin las computadoras. Los ingenieros de hace 50 años no contaban siquiera con una calculadora de bolsillo. Muchos problemas no se resolvían porque hacer los cálculos necesarios habría tomado demasiado tiempo. Los diseñadores de ingeniería trabajan ahora en avanzadas computadoras donde visualizan sus creaciones a color y en tres dimensiones. Revisar que todas las partes encajen bien ahorra mucho tiempo. Para problemas muy difíciles, como diseñar las formas para el flujo de los fluidos, la computadora es indispensable. Una vez que el producto está diseñado, con las especificaciones correctas, se ordena su fabricación.

Electrónica y computación

La electrónica es relativamente nueva

Los transistores, componentes clave de los microchips, se inventaron en 1947. Los microchips, que hacen posible la electrónica moderna, aparecieron en 1962. La clave de la electrónica es la forma en que la electricidad controla más electricidad. Un interruptor electrónico, a diferencia del interruptor común, puede ser operado por otro interruptor igual. Por eso, grandes ensambles de interruptores —transistores— se reúnen en un solo chip y se autocontrolan, realizando una compleja secuencia de operaciones que transforman un patrón de electricidad en otro. El desarrollo de la electrónica, que se retroalimenta a medida que las computadoras diseñan mejores computadoras, ha sido impresionante.

El transistor

Al igual que los bulbos, los transistores controlan electrones, pero las partículas se mueven en un sólido, no en el vacío, y no se requiere calor para liberarlos. Los transistores como este se usan para controlar aparatos como motores. Como los transistores se hacen al modificar sólo un material, el silicio, también se pueden formar por la milésima parte en un solo chip.

Microchip amplificador

El microchip convirtió la electrónica en una fuerza que podía cambiar al mundo. El primer chip experimental de silicio se hizo en 1958. Los primeros chips contenían algunas docenas de transistores, pero ahora pueden contener más de un millón.

Alterando el silicio para hacer chips

Los chips electrónicos se hacen agregando impurezas al silicio puro, alterándolo sutilmente para producir patrones microscópicos que controlan el flujo de electricidad. Aquí, un ingeniero revisa una cámara de vacío que se usa para el proceso de producción. Tubo de vidrio con partes de metal, al vacío.

Los primeros bulbos

En 1904 se descubrió que los electrones, liberados por cables calientes que viajan a través del vacío, se podían usar en un circuito eléctrico. En 1906 el estadounidense Lee De Forest (1873-1961) encontró una forma de controlar los electrones eléctricamente, creando el primer aparato electrónico, el bulbo.

Unidad de disco

La memoria hace útiles las computadoras. Sin ella, la información y las instrucciones tendrían que pasarse desde y hacia la máquina a mano, reduciendo todo a la velocidad humana. Las computadoras tienen veloces memorias electrónicas para guardar todo lo que se hace en ellas. Una memoria más lenta, como la de este disco magnético, es mejor para otros datos: es más barata y no pierde su memoria cuando se corta la energía. Si la computadora necesita algo del disco, lo encuentra en una fracción de segundo.