Ingenieritza lanbidetzat

Atal honen helburua Ingeniaritzako ikasleei lanbide hori nolakoa den deskribatzea da, lanean ari den ingeniari batek betetzen dituen zereginak uler ditzaten. Horretarako, ingeniaritzak historikoki izan dituen ezaugarriak aztertuko ditugu.

 

Ingeniaritzaren sorrera

Ingeniaritza lehen gizakia sortu zenean sortu zen. Harria erreminta bihurtzen hasi ziren haiek ingeniariak ziren, baita sua pizteko energia berariaz erabili zuten gizaki haiek ere. Orduz geroztik, ingeniaritzaren garapena gizateriaren garapenarekin batera joan da.

Gaur egun erabiltzen ditugun teknika eta erreminta asko oso antzinakoak dira. Urrutirago joan gabe, energia sortzeko metodo moderno guztiak suan oinarrituak daude, eta inork ez daki sua noiz lortu zuten lehen aldiz, baina ez dago esan beharrik giza adimenak urrats garrantzitsua eman zuela sua sortu zuenean. Suaz gain, gaur egungo bilakaeran ezinbestekoak diren tresna askok ere mendeak eta mendeak daramatzate gurekin: gurpila, palanka, polea, metalak funditzeko metodoak... Asmakizun guzti horiek noizkoak diren inork ez daki ziur.

Hargintzak garapen ikusgarria izan zuen antzina; begiratu besterik ez dago gaur egun, oraindik, zutik dirauten Mesopotamia, Egipto eta Ertamerikako egitura erraldoiei. Piramiderik handienak, Cheopsenak, 48 solairuko eraikin batek adinako altuera zuen hasieran. Piramide hura K.a. 4235 eta 2450 artean eraiki zuten. Monumentu hark 6.000 urtean iraun du zutik.

Antzina, egin zituzten gauza bikain gehiago ere. Piramideak bezain ikusgarriak ez badira ere, gizateriaren garapenean piramideek baino eragin handiagoa izan dute kanalek eta ubideek; haiei esker sortu ziren hiriak eta hedatu zen nekazaritza. K.a 3000 baino askoz lehenago drainatu zituzten sumeriarrek Pertsiar Golkoko padurak eta baita ureztaketarako kanalak eraiki ere. Era berean, teknikaren garapenean funtsezkoa izan da giza energia beste energia motekin ordezkatzea eta baita energia mota berri horiek bilakatzea ere. Hala hasi ziren idiak erabiltzen eta gero goldea sortu zutenean, zaldia erantsi zioten goldeari (zaldiak idiak baino bizkorragoak eta eraginkorragoak ziren). Zaldiak eta idiak ziren orduko indar iturriak. Energiaren garapenean urratsik garrantzitsuena abere-energia energia mekanikoarekin ordezkatzea izan zen; handik abiatu zen Industria iraultza.

Aparteko aipamena merezi dute China zaharreko garapenek. Chinako asmakizunetako bat aipatu dugu lehen: goldea. Baina goldeaz gain asmakizun asko zor dizkiegu txinatarrei: papera (pentsa, gizartearen garapen maila kontsumitzen duen paper kopuruaren arabera neurtzen da), birabarkia, mugimendu linealak mugimendu birakari bihurtzeko (eta alderantziz), edo bolbora. Mendebaldetik ere etorri ziren asmakizun interesgarriak. Kareorea asmatu zuten erromatarrek eta aukera pentsaezinak eskaini zizkien asmakizunak: arkua. Eta zer diren gauzak; arkua asmatu zutenek, etruskoek, oso gutxi erabili zuten. Arkuari esker eraikiak dira Europako katedral gotikoak; artean ez zen egiturei buruzko teoriarik asmatu.


Erdi Aroan asmakizunak atzendu egin ziren gizateriaren garapenak ere geldialdia egin zuelako. Hala ere, ordea, Erdi Arokoak dira katedralak, gizateriak eginiko egitura arkitektonikorik handienetakoak. Gainera, garai hartan asmatu zituzten bi makinak eragin izugarria izan dute ondorengo garapenean: kontrapisuzko erlojua eta inprenta. Inprenta Gutembergek asmatu zuen 1450. urtean. Gerora, Georgius Agrícola (1494-1555) eta Galileo Galileik (1564-1642) ingeniaritzaren oinarri zientifikoak finkatu zituzten. Georgius Agrícolaren hil osteko De Re Metallica (1556) lanean bilduta eta antolatuta daude sistematikoki meatzaritzaren eta metalurgiaren gainean ordura arte zekiten guztia. Lan hura izan zen gai horietarako tresna nagusia ondorengo 200 urtean. Egin zituen astronomi azterketengatik da ezaguna Galileo. Eta hark esandakoa da masa ezberdineko objektuek erorpen "tasa" bera jasaten dutela. Galileo saiatu zen egiturentzat tentsio-teoriak garatzen ere. Galileok ez zuen bete-betean asmatu ahaleginean, ez baitzuen kontuan izan materialen elastikotasuna. Galileoren ahaleginetatik denbora gutxira, Robert Hookek elastikotasunari buruzko lehen artikulua argitaratu zuen (1678). Lan hartan oinarritua da gaur egungo elastikotasunaren teoria. Ikus daiteke nola, historian zehar, ondorengo garapen teknikoan eragin zuzena izan duten jeinuak azaldu izan diren. Galileo izan zen jeinu haietako bat. Baita Newton ere. Newtonen ondarerik garrantzitsuenak mugimenduaren hiru legeak, planeten mugimenduaren soluzioa eta kalkulu matematikoaren garapena izan ziren.

Ikus daiteke, beraz, XVII. mendea izugarria izan zela ingeniaritzaren ondorengo garapenerako. XVII. mende bukaeran funtsezko gertakaria jazo zen: gizakiak bero energia indar mekaniko bihurtzen ikasi zuen; ordura arte pentsaezina zen halakorik. Asmakizun hartara iritsi aurretik beste asmakizun asko egin behar izan zituzten: atmosfera aurkitu zuten (Galileo, Torricelli eta Viviani) eta presio atmosferikoa (Pascal). Otto Von Guerickek, 1672an, lehen aire-punpa asmatu zuen. Garrantzitsua izan zen pistoi mugikor batekin zilindroa garatzea; handik etorri baitzen, orduan, "suzko motorra" izena eman ziotena. Pistoia bero energiak mugi zezan bakarrik falta zuten. Eta hori Denis Papinek lortu zuen 1691ean. Asmakizun hartan oinarritu zen lurrin motorra eta 1705ean Thomas Newcomek jarri zuen praktikan. Motor hura erabilgarria zen baina ez zen oso eraginkorra eta gainera oso motela. Beste 70 urte pasa ziren James Wattek (1736-1819) bere lurrun makina aurkeztu zuen arte. Watten makina izan zen industria-iraultzaren oinarria.

Industria-iraultza 1750 eta 1850 urteen artean gertatu zela esan izan bada ere, epe horren erdi inguruan gertatu ziren aldaketarik nagusienak. Watten motorrak korriente erabiltzen 1750 inguruan hasi ziren eta 1825erako azaldu ziren aurreneko tren-makinak. Tren-makina haien motoreak garatuagoak ziren, arinagoak, indartsuagoak eta lurruna presio altuan erabiltzen zuten, atmosfera presioko lurrunaren ordez.

Lurrun makinaren asmakuntzak goitik behera aldatu zituen ordura arteko lantegiak. Ordura arteko lantegi zahar haiek ur-erroten edo haize-erroten indarrarekin egiten zuten lan. Lurrun makina asmatu zenetik aurrera lantegiak edozein lekutan koka zitezkeen. Lantegien garapenak erregai askoren beharra ekarri zuen. Gainera, erregaia burdina funditzeko adinako bero indarra emateko gai izan behar zuen. Haren irtenbidea ikatza izan zen.

Egoera berria zela eta, hiri zikin eta narratsak sortu ziren eta XIX. eta XX. mendeetan langileak gordin-gordin esplotatu zituzten. Ez da ahaztu behar, hala eta guzti ere, fabrikazio sistema berrien eraginez produkzio erak asko hobetu zirela, eta haren ondorioz herrialde industrializatuek garapen itzela lortu dutela bizi mailari dagokionean. Ingalaterran sortu eta garatu zen, indar handienez, industria-iraultza. Hala ere, eta iraultzaren azken aldera, Estatu Batuak hasi ziren iraultzaren buruan jartzen; orduan sortzen ari zen potentzia zen Estatu Batuak. Garai hartako ingeniari lanik gehienak burdin bidearen zerbitzurako egin zituzten. Ez da harritzekoa, beraz, garai hartako lorpenik handienetakoa burdin bide bat izatea: Estatu Batuak kostatik kostara zeharkatzen dituen burdin bidea (1862-1869).

Ezin da aipatu gabe utzi XIX. mendeko ingeniaritzaren beste lorpen izugarri hau: barne errekuntzako motorea. Horren bila aritu ziren mendearen bigarren erdian (Lenoir, Beau de Rochas), eta 1876an sortu zuen Nikolas Ottok lau denboratako motor eraginkorra. Gaur egungo ibilgailurik gehienek motor hura dute ama.

Normalki, ez dute izendatzen iraultza elektrikoarentzat epe jakinik baina hori ere egin daiteke. Iraultza elektrikoaren hasiera 1831 inguruan jarriko genuke. Orduan hasi eta gaur arte. Aurretik saiakuntzak egiten aritu baziren ere (Oersted, Ampére), Michael Faradayk osatu zuen oinarrizko printzipioa. Printzipio hartan oinarrituak daude egungo industria elektrikoa eta elektrizitate sorkuntza. Eremu magnetikoan aldaketak eraginez korronte elektrikoa induzitzen da. Gehiagotan gertatu izan den moduan, asmakizun haiek aplikazio urria izan zuten aurrenetik, baina aplikazio haietako batean oinarritua dago Telekomunikazio ingeniaritza. Samuel F.B-k 1835ean telegrafoa garatu zuenetik. Hamarkada hartan bertan sortu zituzten lehen motor elektrikoak; pisu handia zuten, autonomia gutxikoak ziren eta ez ziren eraginkorrak.

Elektrizitate eskea herrietako argiak sortu zituztenean hasi zen benetan ugaritzen. Herrietako argiztatzea 1879an hasi zuten Thomas Edisoni esker. Handik hamaika urterako, 1890erako, generadore modernoak lortu zituzten eta guztia prest zeukaten energia elektrikoa behar bezala baliatzeko.

Ezin bukatuko dugu XIX. mendearen aipamena bi ikertzaile garrantzitsuren izenak eman gabe: S. Carnot eta J.C. Maxwell. Carnotek termodinamikaren printzipioak eta energiaren eraginkortasuna azaldu zituen "Reflections on the Motive Power of Fire" (1824). Printzipio haiek gaur egun oraindik indarrean daude. Bi ikertzaile haiei zor dizkiegu haien ondorenetik datozkigun lorpen asko. Maxwellek jarri zizkion oinarriak eremu elektromagnetikoen teoriari (1865). Teoria hartatik abiatu ziren irrati-komunikazioak eta radarra.

Mende hasierak, XX. mendearen hasierak, ordura arte ezagutzen ez zuten garapen dinamika jarri zuen abian. Zaila da esatea mende hasiera hartan abiatu zen dinamikak zenbaterainoko balioa duen, osotasunean; gaur egun, oraindik, dinamika hartan sarturik baikabiltza bete-betean. Legezkoa da aitortzea XX. gizaldiko lorpenik gehienak aurreragoko garapenean oinarriturik daudela: telefonoa, edo hegazkinak dira esan dugunaren lekuko. Ezin dugu ahaztu, ordea, XX. mendeko ekarpen asko ere oso baliagarriak gertatu zaizkiola ingeniaritzari. Ekarpen horien gurasoak dira, besteak beste Nikola Tesla, Thomas Edison edo Stephen Timoshenko. Gauzak horrela, hona hemen etorkizunean hamaika zeresan emango duten bi ekarpen garrantzitsu: Albert Einstein eta beste zenbaiten mekanika kuantikoa eta erlatibitatearen teoria batetik, eta bestetik elektronikaren garapena, huts-hodietan lehenbizi eta solido egoeran geroago. Asmakizun horiek eman zioten bide mikroprozesadoreari, eta mikroprozesadoreak dira informatikaren funtsa. Informatika ingeniaritzarako erreminta bihurtu da gaur egun.