Métodos Numéricos

Desarrollo Histórico e Importancia de los Métodos Numéricos en la Ingeniería

Desde tiempos ancestrales el papel del ingeniero ha sido básicamente el mismo, tratar de conocer e interpretar los mecanismos de la naturaleza para así poder modificarla al servicio del hombre. Para ello ha utilizado sus conocimientos, intuición, experiencia y los medios naturales a los que en cada momento ha tenido disponibles. Con el gran poder de cómputo que se tiene en estos días, el ingeniero dispone de grandes ventajas para poder llevar a cabo su misión y abordar cada día retos más ambiciosos en la solución de nuevos problemas, cuyos aspectos políticos, económicos, científicos o tecnológicos pueden tener un mayor impacto en la mejora de la calidad de vida del hombre. Encontramos así aplicaciones de los métodos numéricos en los ámbitos más diversos desde sectores tecnológicos tan clásicos como la ingeniería estructural o la aerodinámica de aviones, hasta aplicaciones más sofisticadas como ingeniería de alimentos, ingeniería médica, diseño de fármacos, biología, etc.

En la actualidad, gracias a la gran evolución que han tenido los métodos numéricos y su implementación en potentes computadoras, es posible, por ejemplo, modelar el choque de un vehículo o hacer el análisis aerodinámico-estructural de un avión, resolviendo en cada caso sistemas algebraicos de ecuaciones con varios cientos de miles (a veces de millones) de incógnitas. Se presentan a continuación hechos determinantes en la historia del análisis numérico, así como el gran impacto que ha tenido dicha disciplina en la ingeniería.

Encontrar una solución exacta de un problema puede llegar a ser imposible, o puede que no podamos encontrar una respuesta de forma conveniente en una gran cantidad de aplicaciones reales. Cuando esto ocurre, perseguiremos dar respuestas útiles que involucren la búsqueda de resultados aproximados suficientemente buenos. Esta es la razón de los métodos numéricos, teniendo muchos de ellos una larga historia. Los métodos numéricos son técnicas matemáticas que se utilizan para resolver problemas matemáticos que no se pueden resolver, o que son difíciles de resolver, analíticamente. Una solución analítica es una solución exacta que tiene la forma de una expresión matemática en función de las variables asociadas al problema que se quiere resolver. Una solución numérica es un valor numérico aproximado (un número) de la solución. Aunque las soluciones numéricas son aproximaciones, pueden ser muy exactas. En muchos métodos numéricos los cálculos se ejecutan de manera iterativa hasta que se alcanza una exactitud deseada, de manera que tienen que ser lo suficientemente exactos como para satisfacer los requisitos de los problemas a resolver y lo suficientemente precisos para ser adecuados.

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