investigacion y metodo cientifico en la ingenieria

Investigación científica y método científico en ingeniería civil

INTRODUCCIÓN
La Investigación es un proceso que, mediante la aplicación del método científico, procura obtener información relevante y fidedigna (digna de fe y crédito), para entender, verificar, corregir o aplicar el conocimiento. Para obtener algún resultado de manera clara y precisa es necesario aplicar algún tipo de investigación, la investigación está muy ligada a los seres humanos, esta posee una serie de pasos para lograr el objetivo planteado o para llegar a la información solicitada. La investigación tiene como base el método científico y este es el método de estudio sistemático de la naturaleza que incluye las técnicas de observación, reglas para el razonamiento y la predicción, ideas sobre la experimentación planificada y los modos de comunicar los resultados experimentales y teóricos. Además, la investigación posee una serie de características que ayudan al investigador a regirse de manera eficaz en la misma. La investigación es tan compacta que posee formas, elementos, procesos, diferentes tipos, entre otros. La investigación es fundamental para el estudiante y para el profesional de ingeniería, esta forma parte del camino profesional antes, durante y después de lograr la profesión; ella nos acompaña desde el principio de los estudios y la vida misma. Para todo tipo de investigación hay un proceso y unos objetivos precisos. La investigación nos ayuda a mejorar el estudio porque nos permite establecer contacto con la realidad a fin de que la conozcamos mejor, la finalidad de esta radica en formular nuevas teorías o modificar las existentes, en incrementar los conocimientos; es el modo de llegar a elaborar teorías. Por eso les invito a visitar nuestra web y comentar si les gusta ya que así nos ayudan a poder desarrollarnos y exponerles muchas cosas más para el conocimiento de ustedes.

Investigación científica en la ingeniería civil

La investigación del hombre por comprender el universo en el que estamos inmersos puede dividirse, leía yo, en 3 grandes grupos: la técnica, la ciencia y la filosofía. La técnica contesta a la pregunta de cómo suceden los fenómenos, la ciencia el porqué suceden los fenómenos y la filosofía estudia el para qué se presentan en nuestro universo. No cabe duda que técnicamente hemos avanzado mucho, sobre todo en el siglo pasado; hemos llegado hasta la luna. Sin embargo, en ciencia y filosofía estamos en cero. Todos sabemos cómo nacimos, pero ¿porqué nacimos? y ¿para qué nacimos? Ya Einstein afirmaba “Nuestra ciencia comparada con la realidad es primitiva e infantil, sin embargo, es lo más precioso que tenemos” Asimismo afirmaba “La imaginación es más importante que los conocimientos.”

¿Qué es la realidad?, ¿Qué somos nosotros?

Algunos párrafos de publicaciones que me ayudan a describir lo que intento decir son: Un párrafo de un libro de Erich Fromm dice:

“ Si es verdad que la capacidad de intrigarnos es el punto de partida de la sabiduría, esa verdad constituye una triste apreciación de la sabiduría del hombre moderno. Sean los que fueren los méritos de nuestro alto grado de educación literaria y universal, hemos perdido el don de asombrarnos. Todo lo sabemos; y lo que no sabemos nosotros mismos, lo saben los especialistas, cuya misión es la de saber lo que nosotros ignoramos. Más aún, revelar asombro es embarazoso, es un signo de Inferioridad intelectual. Hasta los niños rara vez se sorprenden, o al menos tratan de no demostrarlo; y a medida que vamos creciendo vamos perdiendo gradualmente la capacidad de sorprendernos. Lo único que importa es saber contestar, saber preguntar, en comparación, es una ciencia insignificante.

” Richard Bach nos afirma “Imaginar un Universo bello, justo y perfecto” Convencernos luego de esto “Lo que es, ha sido imaginado bastante mejor que por ustedes”. “Nuestra realidad no es la realidad, sino la que nosotros hemos decidido que sea” (Anthony de Mello). “El pensamiento no es inteligente”

(Krishnamurti). “Nuestro cerebro funciona como una computadora, estamos programados” (Krishnamurti). Krishnamurti afirma que 3 filtros principales nos impiden captar la realidad: nuestros apegos, nuestras creencias y nuestros miedos. Que debemos liberarnos de nuestra propia programación.

0 Ruiz Soto, sin embargo, afirma “Siempre será más fácil liberar a un pueblo de un tirano que a un hombre de sí mismo”. El estado actual del conocimiento científico en física, cosmología y medicina puede resumirse con las citas siguientes: “Los conceptos de la física tal como los conocemos hoy en día cambiarán completamente en cuanto la historia se divulgue” (Eduardo Witten). “Observaciones nuevas han pulverizado la vieja visión de nuestro universo” (Carátula Scientific American) “Cómo los agujeros negros pueden generar estrellas” (Carátula Scientific American, Julio 2003) y la revista presenta interiormente una imagen astronómica obtenida de la pareja galáctica singular de un agujero negro (que consume galaxias) junto a un agujero blanco (que genera galaxias). Dos de dichas hipótesis tradicionales son: 1. Existe un mundo objetivo independiente del observador, y nuestros cuerpos son un aspecto de este mundo objetivo. 2. Nuestra percepción del mundo es automática y nos da un cuadro exacto de cómo las cosas realmente son. Estas hipótesis tradicionales son substituidas por las dos siguientes: 1. El mundo físico, incluyendo nuestros cuerpos, es una respuesta del observador. Nosotros creamos nuestros cuerpos como creamos la experiencia de nuestro mundo. 2. La percepción parece ser automática, pero de hecho es un fenómeno aprendido. El mundo en que vives, incluyendo la experiencia de tu cuerpo, está completamente dictado por el modo de cómo has aprendido a percibirlo. Si tú cambias tu percepción, cambias la experiencia de tu cuerpo y de tu mundo. En ingeniería civil, para fraseando a Eduardo Witten, podría afirmar “Los conceptos de la ingeniería civil tal como los conocemos hoy en día cambiarán completamente en cuanto la historia se divulgue”. En lo personal, firmemente tengo la convicción de que el universo está regido por leyes muy simples que poseen orden, armonía y belleza y que debemos introducir esa belleza en nuestro conocimiento científico. Todas estas características están presentes en el “Principio de Proporcionalidad Natural” (originalmente llamado “Principio de la Belleza Científica”) que postulé en 1985 por invitación de los Japoneses en la sesión organizada por ellos “Leyes Constitutivas de los Suelos” en la XI Conferencia Internacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Cimentaciones, San Francisco, 1985. El Principio de Proporcionalidad Natural predice que el universo no tiene principio ni fin. Que el principio, el cero, y el fin, el infinito, están juntos, y que el tiempo como el espacio s (Pareja galáctica singular de Scientific American, Julio 2003). Que el universo es infinito pero cerrado. El principio de proporcionalidad natural ya ha producido ecuaciones muy simples para las relaciones esfuerzo-deformación-tiempo-temperatura que son generales para todos los geomateriales: rocas, concreto, suelos gruesos y finos. Para las pruebas de laboratorio se tienen ecuaciones generales para el pre-pico y para el pos-pico en pruebas no drenadas y drenadas y ecuaciones generales para la presión de poro y para los cambios volumétricos. Asimismo, se tienen ecuaciones generales para la influencia del tiempo, para el creep como para la relajación de los geomateriales. Últimamente ha producido también ecuaciones muy simples para el comportamiento de pilas y pilotes sometidos a carga axial, carga lateral y extracción y para la evolución de hundimientos de obras ingenieriles como son las cimentaciones y los terraplenes.

A continuación presentaré resumida una observación experimental de una publicación que ilustra los defectos de nuestros conceptos tradicionales de la mecánica de suelos clásica.

Los Japoneses han construído el Kansai Internacional Airport sobre una isla artificial en el mar a 5 km. de Osaka. Calcularon por los métodos tradicionales un hundimiento de 11.60 m. y ya en la actualidad (2004), a 10 años de haberse inaugurado, se ha hundido 14 m. y sigue su hundimiento. El año pasado se hundió 14 cm. Ya ellos mismos han iniciado la contrucción de la 2ª etapa, otra isla junto a la primera para un segundo aeropuerto, tomando en cuenta seguramente que en unos 30 años, digamos, el primer aeropuerto estará bajo el mar. Aplicando la ecuación general que proporciona el principio de proporcionalidad natural se obtiene un hundimiento de 19 m. a tiempo infinito y para el año pasado de 2003 la ecuación daba un hundimiento de 15 cm. En la literatura geotécnica existen reportados muchos casos de terraplenes y accesos a puentes donde después de 15 ó 20 años el hundimiento continúa y las presiones de poro en el terreno de cimentación no se han disipado.

Para la investigación científica es muy importante la creatividad y la inspiración.




Método científico en ingeniería civil

1. Investigación: Es un estudio organizado sobre una materia, que responde a una metodología, a fin de descubrir hechos que permitan establecer o revisar una teoría, o desarrollar un plan de acción a partir de los hechos descubiertos

2. Definir un Problema Un problema es un Conjunto de hechos o circunstancias que dificultan la consecución de un fin. Situación indeseable.

3. Realizar Hipótesis o preguntas Es un grupo de interrogantes hacia cuya comprobación o respuestas se orienta la investigación. Si el conocimiento de partida es buena y se trata de un investigador experto, seguramente que preferirá las hipótesis. Un grupo de preguntas suele ser una manera más fácil de cubrir esta parte.

4. Diseño de experimentos Esta es la parte teórica de cómo se piensa levantar la información. Se refiere al espacio o universo que será tomado en cuenta, y al sistema de muestreo que se empleará.

5. Espacio o escenario En términos generales, las indagaciones pueden ser efectuadas en el campo o reproducidas en un laboratorio (o ambas). Si sobre el problema que se trata existe experiencia amplia, seguramente que podrá considerarse levantar la información desde las fuentes mismas.

6. Sistema de muestreo Hay diferentes tipos de muestreo aleatorio, pero hay que señalar el nivel de confianza que se espera. Dependiendo del problema, seguramente será útil considerar un muestreo segmentado. Y si se tiene suficiente tiempo, un muestreo continuo.

7. Modelo para el estudio En Ingeniería seguramente será pertinente un modelo matemático probabilístico, aunque también es válido emplear un modelo deterministico. Se trata de la representación a través de las variables relevantes derivadas de las hipótesis o preguntas, y el diseño de experimentos. El modelo permite conocer el tipo de información que habrá que conocer.

8. Levantamiento de información Corresponde al trabajo en campo o laboratorio que es necesario para conseguir la información requerida por el modelo propuesto. Obedece también al sistema de muestreo planteado.

9. Análisis Se trata de los procesamientos que demandan la información y el sistema de muestreo. Se orienta a dar cuenta de las hipótesis o preguntas.

10. Conclusiones y recomendaciones Comprende los hallazgos o resultados encontrados que darán o no validez a los supuestos, o respuestas a los interrogantes. Señalan las limitaciones de la investigación y enuncian recomendaciones, especialmente para estudios futuros.


CONCLUSION

Todo esto me lleva a pensar que el humano desde sus inicios está realizando ciencia con un método investigativo para desarrollarlo como conocimiento científico. Esta ciencia relacionada con la tecnología desarrollada en cada etapa de la historia ha mejorado las agrupaciones de individuos o mejor dicho ha mejorado las condiciones de vida de estas agrupaciones, llamadas sociedades. De acuerdo a lo desarrollado en torno al comportamiento de los individuos se fueron creando los diferentes niveles de organización de la sociedad. Ahora bien el bienestar del hombre y sus comunidades no puede ser transitorio y sin medida del efecto sobre su ambiente y las generaciones venideras. El hombre vinculado al conocimiento científico, la ciencia y la investigación, debe formarse en el ámbito ético, como un individuo que aporta a la sociedad, midiendo, minimizando cualquier efecto nocivo para su entorno y en consecuencia para su propia especie.

Bibliografía:

Illescas, Nadina (2005). El milagro de las matemáticas: entrevista a Alberto Barajas. Revista de la Universidad de México, N° 11: 103-108. Juárez Badillo, Eulalio (1998). Opinión sobre Proyecto de Plan de Desarrollo 1997-2000. Gaceta UNAM, Suplemento especial, 12 de marzo de 1998. Juárez Badillo, Eulalio (2000). El desarrollo de la ciencia de la ingeniería civil en el siglo XXI. Revista Ingeniería Civil del Colegio de Ingenieros Civiles de México. Abril 2000, págs. 24-33 y Mayo 2000 págs. 18-21. Juárez Badillo, Eulalio (2004). Prefacio del libro Mecánica de Suelos No Saturados. Editado por José Alfredo Zepeda Garrido. Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos, A.C., Universidad Autónoma de Querétaro.