Historia y Evolución de la Ingeniería Civil

La ingeniería civil es considerada como una de las profesiones más antiguas que el ser humano ha ejercido, es decir; cuando ellos crearon sus artículos para su vida cotidiana, tales para conseguir alimentos, pieles o construir armas como hachas, lanzas, martillos, etc. ellos utilizaron algunos principios de la ingeniería.

Los primeros seres humanos eran nómadas, usualmente vivían en cuevas o dormían en algún refugio natural que encontraban; básicamente se dedicaban a la caza, la pesca y la recolección de frutos.

La Ingeniería civil en la Pre-Historia

No hay un acuerdo universal sobre la periodización en Historia, aunque sí un consenso académico sobre los periodos de la Historia de la Civilización Occidental. A continuación resumiremos la evolución de la ingeniería civil a lo largo de la historia,

Periodo Paleolítico

Es el periodo más largo de la existencia del ser humano y se extiende desde hace unos 2,59 millones de años.

Aunque esta etapa se identifica con el uso de herramientas de piedra tallada, también se utilizaron otras materias primas orgánicas para construir diversos artefactos: hueso, asta, madera, cuero, fibras vegetales, etc.

Durante la mayor parte del Paleolítico inferior las herramientas líticas eran gruesas, pesadas, toscas y difíciles de manejar, pero a lo largo del tiempo fueron haciéndose cada vez más ligeras, pequeñas y eficientes. El hombre del Paleolítico era nómada, es decir, su vida estaba caracterizada por un desplazamiento continuo o periódico (estacional).

Solían colocar sus campamentos en las orillas de los ríos para abastecerse de agua y alimentos, esto en el Paleolítico, periodo correspondiente a la Edad de Piedra Antigua.

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Periodo Mesolítico

Fue una etapa de no gran duración en la prehistoria contando con que en la peninsula ibérica duró solo desde el 8000 a.C al 6000 a.C. y contando que también cambió las formas de vivir como por ejemplo la ganadería y la agricultura y fue el comienzo de la transición en las formas de vida desde cazadores-recolectores a productores y también fue el comienzo de los nuevos cementerios. 

Durante el Mesolítico, el hombre abandona las cuevas para vivir al “aire libre”. Comienza a construir chozas y se forman las primeras aldeas.

Periodo Neolítico

Es el último de los periodos en que se considera dividida la Edad de Piedra (herramientas de piedra). ¹​ Este periodo comenzó entre el 10000 a.C y el 7000 a.C, según las diferentes culturas que lo alcanzaron y se extendió hasta el 3000 a.C.

 En el Neolítico aparecen los primeros poblados y asentamientos sedentarios humanos. El período Neolítico fue seguido, según las regiones, por la Edad de los Metales o directamente por la Edad Antigua, en la que surgieron la escritura y las civilizaciones agrícolas.

Durante el Neolíticos se convierten en sedentarios, aparecen los primeros asentamientos y su economía es la agricultura y ganadería; además de que surge la propiedad privada y el comercio por trueque.

En el años 4000 a.C., las poblaciones comenzaron a asentarse alrededor de los ríos Nilo, Indo y Eufrates, estas tenían gobierno y escritura. De ahí estas civilizaciones se vieron en la necesidad de construir.

Los primeros ingenieros fueron arquitectos, construyeron muros para proteger las ciudades y edificios ellos utilizaron algunas habilidades de ingeniería.

Seguidos por los especialistas en irrigación, estos se encargaron de facilitar el riego de las cosechas.

A partir de ahí surge la Ingeniería Militar (primera disciplina de ingeniería), como las zonas de cosecha eran frecuentemente atacadas hubo necesidad de proteger las zonas vulnerables, ese era el trabajo de los ingenieros militares se encargaban de defender esas zonas a partir de la construcción de murallas y así las ciudades podían sobrevivir a los continuos ataques.

Evolución de la Ingeniería Civil

La evolución de la ingeniería civil paso de cultura a cultura, entre ellas se encuentran jerárquicamente ordenada como la Egipcia, Mesopotámica, Griega, Romana, Oriental y Europea hasta lo que es ahora en nuestros días.

Ingeniería Egipcia

Los egipcios han realizaron algunas de las obras más grandiosas de la ingeniería de todos los tiempos; como el muro de la Ciudad de Menfis, fundada alrededor del 3050 a.C. por el primer faraón de Egipto, Menes. Tiempo después de construir el muro, Kanofer, arquitecto real de Menfis, tuvo un hijo a quien llamó Imhotep, los historiadores lo consideran como el primer ingeniero civil.

Los elementos fundamentales de la ingeniería en ese entonces eran:

• La creencia religiosa contemporánea de que para poder disfrutar de la eternidad era necesario conservar intacto el cadáver de un individuo.
• El suministro casi ilimitado de mano de obra de esclavos.
• La actitud paciente de quienes controlaban los recursos de entonces.

Imhotep inventó la pirámide; las habilidades técnicas requeridas para el diseño, organización y control de un proyecto de esta magnitud lo distinguen como una de las proezas más grandes y antiguas.

La Gran Pirámide de Guiza, como se le conoce ahora, tenía 230.4 m por lado en la base cuadrada y originalmente medía 146.3 m de altura. Contenía unos 2 300 000 bloques de piedra, cerca de 1.1 toneladas en promedio.

Además se hizo necesaria la construcción de diques y canales, además de complejos sistemas de irrigación, lo que dio origen a la agrimensura y la matemática correspondiente.

En el caso de tener que elevar el agua para el regadío, se utilizaba un aparato denominado cigüeñal “shaduf“. El dispositivo consiste en una cubeta unida mediante una cuerda al extremo largo de un palo apoyado, con un contrapeso en su extremo corto. Bastaba aplicar una fuerza de contrapeso para levantar la cubeta y balancear el palo sobre su fulcro. Sorprendentemente, estos aparatos aún siguen empleándose hoy día en Egipto.

Ingeniería Mesopotámica

Otra gran cultura que floreció junto al agua y se desarrolló en el norte de Irán, entre el río Tigris y el Eufrates, Mesopotamia “la tierra entre los ríos”. La gran parte de la ciencia e ingeniería actual provienen tanto de Irán como de Egipto.

Al inicio de la historia, un pueblo de origen desconocido, los sumerios, construyó murallas para ciudades y templos y excavó acequias que pueden haber sido los primeros logros de ingeniería del mundo.

La ciudad de Babilonia, que así se formó, fue la sede de una cantidad de imperistas de poca duración, hasta ser conquistada posteriormente por los Asirios.

Ingeniería Griega

Los griegos siguieron el patrón de los egipcios en su sistema de distribución del agua e irrigación de una forma más mejorada. La historia griega inicio hacia el año 700 a. C., y al periodo desde aproximadamente 500 hasta 400 a. C., se le llama “Edad de Oro de Grecia”.

Los griegos han tenido logros significativos en las áreas del arte, filosofía, ciencia, literatura pero los aportes hacia la ingeniería. Aproximadamente en 440 a. C., Pendes político y estratega contrató arquitectos para que construyeran templos en la Acrópolis, monte rocoso que miraba a la ciudad de Atenas, era empleaba como el principal lugar de reunión. Un gran aporte para la ingeniería fue el refuerzo con hierro forjado en las vigas de mármol del cielo raso del edificio, este se constituyó como el primer uso conocido del metal como componente en el diseño de un edificio.

A los constructores de este periodo se les llamaba “arquitekton”, que quería decir que habían cumplido un periodo como aprendiz (adiestramiento practico) en los métodos estándar de construcción de edificios públicos.
Las personas que contribuyeron grandemente a la ciencia fueron:

• Aristóteles, genio de la historia de la humanidad. La mecánica fue el primer texto conocido de ingeniería, la mayoría dan el crédito a Estratón de Lámpsakos y otros lo acreditan a Aristóteles, ya que no se conoce quien fue el autor.
• Arquímedes, se le conoce mejor por lo que ahora se llama el “principio de
  Arquímedes”, también era un matemático y hábil ingeniero. Realizó muchos
  descubrimientos importantes en las áreas de la geometría plana y sólida, tal como una estimación más exacta de leyes para encontrar los centros de gravedad de las figuras planas. También determinó la ley de las palancas y la demostró matemáticamente.

Ingeniería Romana

Los romanos fueron los mejores ingenieros de la antigüedad, seguían los patrones de las antiguas sociedades pero con más perfección; de tal forma que la ingeniería ya estaba más desarrollada e iba evolucionando. En su mayor parte, la ingeniería romana era civil, especialmente en el diseño y construcción de obras permanentes tales como acueductos, carreteras, puentes y edificios públicos.

Uno de los grandes triunfos de la construcción pública durante este periodo fue el Coliseo originalmente llamado Anfiteatro Flavio, que fue el mayor lugar de reunión pública con un aforo para 50000 espectadores y con ochenta filas de gradas y se utilizó durante casi 500 años.

Los ingenieros romanos aportaron mejoras significativas en la construcción de carreteras, principalmente por dos razones: una, se creía que la comunicación era esencial para conservar un imperio en expansión, y dos, porque se creía que una carretera bien construida duraría mucho tiempo con un mínimo de mantenimiento.

Un ejemplo es la Vía Apia, se inició en 320 a.C. fue uno de los grandes triunfos más conocidos en la construcción de carreteras de la antigüedad y fue la primera carretera importante recubierta
de Europa.

Los acueductos romanos se construyeron siguiendo esencialmente el mismo diseño, que usaba arcos semicirculares de piedra montados sobre una hilera de pilares.

Cuando un acueducto cruzaba una cañada, con frecuencia requería niveles múltiples de arcos. Uno de los mejor conservados de la actualidad es el Pont du Gard, Francia.

Ingeniería Oriental

Después de la caída del Imperio Romano, el desarrollo ingenieril se trasladó a India y también a China. Los antiguos hindúes eran diestros en el manejo del hierro y poseían habilidades para fabricar buen acero, desde los tiempos de los romanos y durante dos siglos, la capital mundial de la ciencia fue Jundishapur, India.

Dentro de sus más grandes realizaciones se encuentra la Gran Muralla China; es una antigua fortificación construida para proteger el imperio de China desde el siglo III a. C. de los ataques de los nómadas xiongnu de Mongolia y Manchuria.

El principal propósito del muro no era impedir que fuera atravesado, sino impedir que los invasores trajeran caballerías con ellos.

La muralla tiene 7.300km de este a oeste, sus construcciones secundarias cubre 6.400km desde la frontera con Corea (río Yalu) hasta el desierto de Gobi, cruzando siete provincias. Casi toda la muralla tiene aproximadamente 10m de altura, 8m de espesor en la base, y se reduce hasta aproximadamente 5m en la parte superior. A lo largo de esta parte corre un camino pavimentado. Esta gran muralla posee 25 000 torres en su parte principal y otras 15 000 torres separadas de la muralla
principal.

Se cree que los chinos inventaron la pólvora que junto al cañón elimino las murallas; también desarrollaron maquinaria de engranaje desde fechas muy antiguas e inventaron el Reloj de cuerda y el papel.

Ingeniería Europea

En la década de 1500 ocurrió una serie de descubrimientos científicos importantes en la ingeniería y matemáticas. El Renacimiento, que literalmente significa “volver a nacer”, comenzó en Italia durante el siglo XV. El redescubrimiento de los clásicos y el resurgimiento en el aprendizaje llevan a una reevaluación de los conceptos científicos de la antigüedad.

Galileo, quien a la edad de 25 años fue nombrado profesor de matemáticas en la Universidad de Pisa. Estudió mecánica, descubrió la ley fundamental de la caída de los cuerpos y estudió el comportamiento del movimiento armónico del péndulo.

En el periodo medieval se empleaban armaduras para soportar los techos, por lo tanto eran burdas y con frecuencia aumentaban el peso del edificio, y no ayudaban a su resistencia.

Los edificios públicos, especialmente las iglesias, tenían fama de desplomarse porque no se comprendía bien el diseño de las armaduras. El techo de la Catedral de Beauvais se desplomó dos veces.

El descubrimientos de la historia de la ingeniería mecánica lo realizó Simón Stevin (Holanda), a fines de 1500. Mediante el “triángulo de fuerzas“, permitió a los ingenieros manejar fuerzas resultantes que actuaban en los miembros estructurales. 

Stevin escribió un tratado sobre fracciones y realizó trabajos que llevaron al desarrollo del sistema métrico.

Fermat y Descartes descubrieron independientemente la geometría analítica.

El sacerdote inglés William Oughtred en 1622, diseñó la primera regla de cálculo basada en la suma de logaritmos para obtener el producto de dos números. 

Descartes y Leibmz descubrieron en forma independiente el cálculo diferencial. 

Newton descubrió el cálculo integral, y luego describió la relación recíproca entre los cálculos diferencial e integral. Sus descubrimientos ocurrieron en Woolsthorpe, aproximadamente en 1665, debido a, Cambridge estaba cerrada como resultado de una epidemia.

La Ingeniería Moderna

La construcción tradicional sigue en constante evolución hacia materiales y métodos cuyas beneficios se van adaptando a los nuevos requerimientos de la humanidad.

Con la introducción de carreteras  y viviendas inteligentes con mayor eficiencia energética, se presenta la necesidad de que  la construcción sea más eficiente y evolutiva.

Mucho de lo que conocemos de las civilizaciones antiguas es a través de la infraestructura que dejaron atrás: las antiguas ciudades romanas y sus anfiteatros y coliseos, las pirámides egipcias y mayas con sus calzadas y acueductos.

Hoy en día, la infraestructura es señal de la capacidad económica de un país. En otras palabras, la Ingeniería Civil es una de las profesiones fundamentales para las sociedades.