LA INGENIERÍA MECÁNICA Y LOS GRANDES PROBLEMAS MUNDIALES

Asignatura Ingeniería Mecánica I

LA INGENIERÍA MECÁNICA Y LOS GRANDES PROBLEMAS MUNDIALES.

1. Introducción:

La tierra ha sido siempre un sistema constantemente cambiante. Antes que el hombre llegara a escena los cambios que tuvieron lugar durante las eras geológicas fueron el resultado de los procesos naturales.  Sin embargo, a través del tiempo, con el crecimiento del número de seres humanos sobre la tierra, los mismos comenzaron a ejercer su influencia sobre el sistema.  Durante la centuria pasada la población ha comenzado a incrementarse a una alarmante velocidad tal que sus cambios "artificiales" han tomado un primer lugar frente a los lentos cambios del sistema.

Los ingenieros han sido a través de la historia quienes posibilitaron los principales cambios en nuestra forma de vida, algunos cambios deseables y otros no. Ninguna otra profesión a tenido tanta Influencia como la ingeniería. Sin embargo, muy poco frecuentemente los ingenieros han estado involucrados en las decisiones políticas, económicas, demográficas y militares que han determinado el uso final y los efectos de sus creaciones, de sus proyectos.

El sistema -- la tierra. -- ha sufrido durante los últimos 100 años muchos cambios artificiales pero significativos, muchos de los cuales son perjudiciales para mantener una calidad de vida deseable y además, muchos de ellos irreversibles en sus influencias. El hombre puede preguntarse si es el cuidador de sus hermanos, la respuesta es que sí lo es. Para sobrevivir en este mundo debemos responsabilizarnos del bienestar de nuestros vecinos, de nuestros semejantes, de los animales y de las plantas que comparten el mundo con nosotros.

En particular, los ingenieros del futuro deberán pensar más en los efectos que sus proyectos tengan sobre el sistema, sobre la vida de sus semejantes y sobre su propio bienestar. Serán también responsables de advertir a los gobiernos y a las empresas sobre las consecuencias y  posibles malos usos de sus proyectos.

Antes de poder evaluar en forma realista los efectos de nuestros diseños debemos primero tener una buena comprensión del orden natural del sistema donde nosotros y nuestros semejantes vivimos. Esta es la tarea que emprenderemos en este trabajo, no sin antes alertar que las soluciones a los problemas de gran magnitud que sufre la humanidad solo serán posible si se generalizan las correspondientes demandas populares y se le da suficiente prioridad nacional como para suministrar al ingeniero los recursos adecuados para financiar sus proyectos.

2. La explosión demográfica:

Hasta hace comparativamente poco tiempo el crecimiento de la humanidad fue gobernado por las leyes de la naturaleza en una manera similar a como controla el crecimiento de todas las otras especies vivientes.  Sin embargo, como la cultura humana ha cambiado de nómade a agrario y finalmente a tecnológico, se comenzó a alterar significativamente el control demográfico natural. A través del control de las enfermedades y las pestes su promedio de vida se ha extendido mas de tres veces. Su habilidad para mantener su familia, tanto en alimentación como en vestimenta ha aumentado considerablemente. La combinación de esos dos factores ha causado un incremento en progresión geométrica (2-4-8-16-32-64-128-etc.) de la población. Inicialmente se tomaron cientos de miles de años para que ocurriera un cambio significativo en la población mundial. Sin embargo, cuando los números se hacen grandes, y particularmente en los tiempos más recientes donde la vida del hombre comienza a expandirse como resultado de sus éxitos para tener algún control sobre el hambre, las enfermedades y la violencia, los resultados del crecimiento geométrico comienzan a sentirse.  Mientras que se han tomado aproximadamente 2 millones de años para que la población mundial alcance los 3000 millones de personas, desde el año 1960, bastaron aproximadamente no más de 40 años para alcanzar los 6000 millones de personas.

Como casi siempre pasa, toda vez que el hombre altera su medio ambiente ecológico no es capaz de anticipar la totalidad de los efectos de sus cambios.  

El crecimiento poblacional en 1650 era en promedio a una velocidad del 0,3% anual, en el 1900 del 0,9%, en 1940 del 1% y en la actualidad del 2%; a menos que ésta velocidad de crecimiento decline significativamente, aumentarán considerablemente los problemas tales como el hambre, la precariedad del ambiente epidemiológico, los requerimientos de energía la. contaminación medio ambiental, todos los cuales hacen a la supervivencia de la humanidad.

Tanto en África por las continuas luchas tribales, como en Latinoamérica por el caos político que imperó en el pasado reciente, la producción de alimentos por habitante cae a un ritmo del 10% anual, aún cuando a veces la producción total de alimentos puede haber aumentado.

Antes de la Segunda Guerra Mundial, Asia, África, América Latina y América del Norte eran exportadores de alimentos. Hoy América del Norte es dueña de las tres cuarta partes de las exportaciones totales, pero la aparición de problemas naturales incontrolables como el aumento de las sequías, provoca una disminución de la producción de cereales. Tan importantes son estos nuevos problemas que por sequías en 1988 los Americanos por primera vez desde 1950, consumieron mas de lo que produjeron y la pérdida fue equivalente al total de las exportaciones ( un tercio del producido total ).

El calentamiento del clima resulta ser la principal alteración de nuestra era, y esta vez por causa del hombre. Esto trae aparejado el aumento de la sequía y consecuentemente la reducción de las áreas cultivables ( 10% del área total no sumergida) y la producción de alimentos. Aparecen entonces una serie de efectos asociados en forma compleja que llevan a:

• poblaciones famélicas blanco de enfermedades epidémicas
• las enfermedades epidémicas aumentarán la tasa de mortalidad.
• en las grandes ciudades aumentarán las zonas marginales con el crecimiento de la delincuencia.

-faltarán viviendas y servicios esenciales como el agua potable o la recolección de residuos.

Todo esto debe evitarse, para ello se deberá reducir el ritmo de crecimiento demográfico de la forma más rápida posible tomando acciones para favorecer el control de la natalidad, de tal forma que el número de habitantes se condiga con los recursos disponibles, y reducir el consumo de los países ricos a través de incrementar la conservación del medio ambiente mediante el uso de nuevas tecnologías alternativas y el menor uso de recursos no renovables.

3. La insaciable necesidad de consumir energía:

La civilización actual corre tras la intención de lograr un exitoso incremento del BIENESTAR GLOBAL.  Pero mas bienestar, no caben dudas en ello, significa un mayor uso de energía, incrementada a su vez por el crecimiento de la población mundial.

El hombre ha competido por la energía con otros habitantes del medio ambiente ecológico terrestre. Inicialmente sus requerimientos de energía fueron primariamente satisfechos por el alimento, probablemente en el rango de las  2000 (Kcal / persona x día).

No obstante, como ha sido capaz de controlar el uso del fuego, domesticar animales y plantas e iniciar tecnologías de su propia elección, su consumo energético por persona aumentó apreciablemente. El consumo energético actual en los EE.UU. excede los 200.000 (Kcal / persona x día), lo cual es cerca de 100 veces el promedio de las naciones en desarrollo. Esta demanda ha seguido en crecimiento exponencial similar al crecimiento poblacional, excepto que la velocidad de crecimiento anual para utilización no alimenticia de energía está creciendo a velocidad (4% anual) considerablemente mayor que el crecimiento mundial de la población ( 2% anual). Esto es así por el apetito del hombre por mas artefactos, automóviles, aeroplanos, maquinaria pesada, etc.

        Las principales fuentes de energía del mundo antes del 1200 a.C. fue la energía solar, la madera, el viento y el agua. Pero alrededor de ese tiempo se descubrió en Inglaterra que ciertas "rocas negras" encontradas a lo largo de las playas se inflamaban. Desde allí se inició sucesivamente la exploración minera del carbón y la de reservorios de petróleo y gas natural.  Mas recientemente, aparece la energía nuclear como una de las más promisorias fuentes de energía descubierta.  La seguridad y el que hacer con los desechos radioactivos, presentan sin embargo, una problemática aún no resuelta por la ingeniería actual.

Las reservas energéticas a partir de fuentes no renovables se estima que no serán de gran duración atento a los actuales niveles de consumo.  No obstante, durante la primera mitad del siglo XXI, el mundo seguirá dependiendo de los combustibles fósiles para cubrir sus necesidades energéticas.  Se estima que en el 2010 habrá un 90% de dependencia en combustibles fósiles repartidos 37% en petróleo, 28,6% en carbón y 24,3% en gas natural, con una tendencia muy importante hacia el aumento del gas natural y el decrecimiento de la del petróleo.

...