Retos de las Enseñanzas de Ingeniería en el Siglo XXI

RETOS DE LAS ENSEÑANZAS DEINGENIERÍA EN EL SIGLO XXI

Escuela Técnica Superior deIngenieros Industriales

Por el Profesor

Don Javier Uceda AntolínDoctor Ingeniero Industrial

Catedrático de Tecnología Electrónica

DiscursoLeído en el Solemne Acto de Entrega de los Diplomas

a los Titulados de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Madrid

Madrid,Septiembre de 2012

2012

Escuela Técnica Superior deIngenieros Industriales

DiscursoLeído en el Solemne Acto de Entrega de los Diplomas

a los Titulados de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Madrid

Madrid,Septiembre de 2012

RETOS DE LAS ENSEÑANZAS DEINGENIERÍA EN EL SIGLO XXI

Por el Profesor

Don Javier Uceda AntolínDoctor Ingeniero Industrial

Catedrático de Tecnología Electrónica

SOLEMNE ENTREGA DE LOS DIPLOMAS ACADÉMICOS 2012

Excmo. Sr. Rector Magnífico de la Universidad Politécnica de Madrid

Ilmo. Sr. Director de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales

Autoridades Académicas y Personalidades

Profesores del Claustro de esta Escuela

Señoras y señores

1

RETOS DE LAS ENSEÑANZAS DE INGENIERÍA EN EL SIGLO XXI. DON JAVIER UCEDA ANTOLÍN

Sr. Rector Magnífico, Sr. Director de la Escuela, autoridades, queridos compañeros,

integrantes de las nuevas promociones de ingenieros industriales, ingenieros

químicos y másteres universitarios, señoras y señores.

Hace ya algunos años, en julio de 1977, recibía yo mi diploma de ingeniero

industrial en un acto parecido a éste, en el salón de actos de la Escuela,

que por razones de capacidad estaba mucho más abarrotado que este salón

magnífico del Palacio de Congresos. Pero a pesar de las diferencias en el

tiempo y en el espacio, estoy seguro de que, entonces y ahora, compartimos

muchas sensaciones, la primera de ilusión y de satisfacción por el trabajo

realizado, pero también un cierto grado de incertidumbre sobre el futuro

profesional y personal que os espera.

Al ser el primer orador del acto, me da la oportunidad de ser el primero en

felicitaros por el diploma que en unos minutos vais a recibir, deseándoos

toda clase de éxitos en vuestra vida profesional, pues tal y como he dicho en

numerosas ocasiones, vuestros éxitos serán también los nuestros, o al menos

así lo sentimos muchos. Hago también extensiva mi felicitación a vuestros

familiares, que estoy seguro, viven el momento con la natural emoción que

el acto merece.

Pero vayamos a lo que toca, ya que me corresponde por turno, que en su

momento me pasó por razones bien conocidas, y que recupero en esta edición

al impartir la lección de clausura del curso, simbólicamente vuestra última

lección antes de la graduación. Es tradicional impartirla en un formato más

ameno de lo habitual, sobre la disciplina de la que uno es especialista, en

mi caso la tecnología electrónica. Sin embargo, he preferido en esta ocasión

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elevar un tanto la mirada y dedicar estos minutos a reflexionar sobre los

retos de las enseñanzas de ingeniería en este siglo XXI del que ya hemos

consumido la primera década.

La razón de esta elección es que el presente y el futuro de las enseñanzas

de ingeniería han centrado mi preocupación en los últimos tiempos, por

razón de las responsabilidades que me han correspondido y pensaba que

ésta era una buena ocasión para intentar ordenar un poco mis ideas sobre

la cuestión y compartirlas con todos ustedes.

Para empezar, permítanme leerles una noticia del pasado 22 de junio, en la

BBC, que decía así, en una traducción más o menos libre:

El cirujano Anthony Atala demuestra en una experimentación preliminar

que está próximo a resolverse el problema de la donación de órganos para

trasplantes. El Dr. Atala usando una impresora 3D que usa células vivas como

tinta es capaz de fabricar un riñón. Usando la misma tecnología, uno de sus

pacientes Luke Massella recibió una vejiga ingenierizada (traducción libre del

término en inglés engineered) hace más de diez años.

Más aún, basada en la tecnología del Dr. Atala, la firma Tengion dispone

de plataformas capaces de imprimir vasos sanguíneos, vejigas, etc. Algunos

de estos procesos se encuentran ya en la fase de ensayo clínico y están

trabajando en la obtención de un órgano complejo como un riñón, todo

ello, empleando como materia prima las células vivas del propio paciente, y

evitando por tanto cualquier posibilidad de rechazo.

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La noticia anticipa algunos de los cambios que, de concretarse, supondrán

una revolución en la vida de todos nosotros y de nuestros descendientes,

pero también identifica algunos de los nuevos retos de la ingeniería del siglo

XXI. En última instancia, lo descrito representa un proceso de fabricación,

de los que siempre nos hemos ocupado en la ingeniería industrial, aunque

tiene dos diferencias esenciales con la fabricación tradicional. En primer

lugar es aditivo, es decir, que se construye un objeto añadiendo material, a

diferencia del mecanizado tradicional, sustractivo, en el que la fabricación

se produce eliminándolo. En segundo lugar, el material de partida son

células vivas y esta circunstancia incorpora numerosas condiciones a su

tratamiento y manipulación.

En un contexto completamente distinto, en el ámbito de las aplicaciones

espaciales, es bien conocida la propuesta del ingeniero ruso Yuri Artsutanov,

que en 1960 propuso un ascensor espacial para salir al espacio exterior como

alternativa a los sistemas tradicionales basados en cohetes. Este ascensor

se basa en el lanzamiento de una estación espacial geosíncrona que está

unida a la Tierra en un punto próximo al Ecuador por un cable de 36.000 Km.

Los proponentes sugerían lanzar un cable de longitud equivalente hacia

el espacio, de modo que el centro de masas del conjunto estuviera situado

en la estación espacial. Naturalmente, el cable serviría de guía del ascensor

espacial, simplificando y reduciendo los costes de los lanzamientos al

espacio hasta el 1% del coste actual.

El propio proponente ya indicaba en 1960, que no existía material capaz de

soportar las tensiones a la que se vería sometido el cable en la mencionada

aplicación. Sin embargo, esta circunstancia ha cambiado y algunos expertos

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en materiales manifiestan que el citado cable podría ser fabricado por

nanotubos de carbono, lo que ha hecho que algunas agencias espaciales

se estén replanteando la posibilidad de emplear este ascensor para enviar

cargas y personas al espacio exterior.

Compartirán conmigo que este ascensor, caso de proyectarse y construirse

sería uno de los proyectos emblemáticos de la ingeniería de este siglo. Pero

al margen de las numerosas dificultades del proyecto, quiero hacer notar

la importancia capital que tienen los nanomateriales en la viabilidad del

mismo, ya que sin ellos el proyecto sería del todo imposible. En consecuencia,

los ingenieros también necesitamos de las herramientas necesarias para el

diseño, fabricación y uso de estos materiales. Las nanotecnologías entran

de lleno en el ámbito de la ingeniería y los ingenieros precisamos de las

herramientas necesarias para su utilización en éste y otros proyectos.

Permítanme ilustrarles ahora con un ejemplo más, que tiene que ver

con los problemas originados por el nivel de complejidad de algunos

sistemas. El concepto de complejidad podría ser objeto de un gran debate

sin que alcanzáramos un consenso para una definición única de este

término. A pesar de la dificultad intrínseca de esta tarea, me refiero a un

sistema complejo como aquel compuesto de numerosas partes de las que

podemos conocer detalladamente su comportamiento individual, pero que

mantienen numerosas interacciones entre ellas, de manera que hacen muy

difícil predecir su comportamiento global.

Por ejemplo, si queremos determinar el comportamiento de un material

granular formado por miles, millones de partículas idénticas que tenemos

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muy bien caracterizadas individualmente, resulta extraordinariamente complejo

predecir el comportamiento del conjunto al colocarlas en un placa plana que

vibra con una cierta amplitud y frecuencia en uno o varios de sus ejes.

También resultan extraordinariamente complejos los mecanismos por los

cuales determinadas moléculas se forman a partir de otras o de átomos

independientes, en los procesos de auto-ensamblaje molecular. Se puede

caracterizar perfectamente el comportamiento de las partes, pero resulta

extremadamente difícil predecir la evolución de todo el sistema.

Del mismo modo, predecir la evolución del tráfico rodado, teniendo

perfectamente caracterizado el comportamiento de cada uno de los

vehículos que circulan por una determinada área, resulta una tarea

realmente compleja. Otros muchos ejemplos pueden imaginarse en internet,

la red de redes, o en el modelado de ecosistemas en el que los seres vivos

que lo forman están fuertemente interconectados y pequeños cambios en

variables aparentemente secundarias provocan grandes transformaciones

en las poblaciones que integran el ecosistema.

A diferencia de los sistemas complejos, tal y como los hemos definido,

estarían, si me permiten la utilización del término, los sistemas complicados,

entendiendo por tales, aquellos que no son simples, que están constituidos

también por un gran número de partes, pero con un número limitado de

interacciones entre ellas, de modo que con un conocimiento detallado de las

funciones que realizan cada una de estas partes, así como sus interacciones

con el resto de las partes del sistema, se puede predecir con cierta precisión

el comportamiento del conjunto del sistema.

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Me refiero en este grupo a aquellos sistemas a los que se ha dedicado

tradicionalmente la ingeniería y que ha permitido en la segunda mitad del

siglo XX el desarrollo de la ingeniería de sistemas (system engineering) para

resolver el diseño, la fabricación y la operación de sistemas con un elevado

número de partes.

Un ejemplo sencillo, tal vez les ayude a entender la diferencia. Un automóvil

en un sistema complicado, está constituido por miles de partes, que

interaccionan unas con otras, para conseguir la funcionalidad adecuada y

no es simple tener un conocimiento detallado del comportamiento de todo

el sistema. Por el contrario, el tráfico rodado de los automóviles en nuestras

calles es un sistema complejo, con grandes dificultades para conocer su

comportamiento global y del que constantemente aparecen propiedades

emergentes muy difíciles de predecir.

El ejemplo paradigmático de los sistemas complicados es la industria

aerospacial con la fabricación de aeronaves, cohetes, naves espaciales, en las

que no es suficiente garantizar el correcto funcionamiento de cada de las

partes por separado, ya que su interacción da lugar a la aparición de nuevos,

digamos problemas, que no pueden ser resueltos desde la perspectiva aislada

de cada una de las partes o subconjuntos que los integran. Pero a pesar de las

dificultades, ya que son sistemas, cualquier cosa, menos simples, se tiene un

conocimiento bastante preciso de su comportamiento en cualquier condición.

Por todas las razones apuntadas, de nuevo surge la necesidad de dotar a

los ingenieros de herramientas capaces de tratar con la complejidad en

el sentido más científico del término, ya que las herramientas actuales

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permiten resolver los problemas del modelado, diseño, fabricación y

operación de los que hemos denominado sistemas complicados, pero no

tanto cuando abordamos sistemas intrínsecamente complejos.

Hoy, mientras escribo estas líneas leo en la prensa que la Universidad de

Stanford y el Instituto Venter han diseñado un programa de ordenador

capaz de simular el ciclo de vida completo de un organismo vivo unicelular,

la bacteria Mycoplasma Genitalum. El simulador en cuestión es capaz de

reproducir el ciclo de vida completo a partir de la información contenida

en sus 485 genes y un solo cromosoma. Reproducir el proceso de división

celular cuesta entre nueve y diez horas, pero el simulador permitirá avanzar

la posible evaluación de la actuación de determinados fármacos mediante

simulación, lo que supondría, sin duda, un avance extraordinario y una

reducción de costes enorme en la industria farmacéutica.

Un ejemplo como éste, de plena actualidad, se relaciona directamente con

las reflexiones sobre el comportamiento de los sistemas complejos, de los

que los seres vivos somos el ejemplo más paradigmático.

Algunos especialistas como Julio Ottino, Decano de la Escuela de Ingeniería y

Ciencias Aplicadas Robert R. McCormik de la Universidad de Northwestern en

los Estados Unidos han tratado ampliamente el tema de los sistemas complejos

y la ingeniería. Les recomiendo una interesantísima conferencia que impartió

sobre la cuestión en la National Science Foundation, que pueden encontrar

fácilmente en internet, en la que además de ilustrar el concepto de complejidad

anticipado en estas líneas, se atreve a identificar las nuevas herramientas que

precisan los ingenieros para hacer frente a los problemas complejos.

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Entre estas nuevas herramientas selecciona el Profesor Ottino cuatro

disciplinas: la dinámica no lineal de sistemas, la mecánica estadística, los

modelos basados en agentes y la ciencia de las redes.

Aún concreta más, y de estos cuatro, si tuviera que elegir sólo algunos,

elegiría, nos dice el Prof. Ottino, los dos últimos: los modelos basados en

agentes y la ciencia de las redes como instrumentos prioritarios.

Los modelos basados en agentes son modelos computacionales idóneos para

modelar y, por tanto, simular el comportamiento de elementos autónomos

que interaccionan entre sí en un determinado entorno, donde es posible

predecir el comportamiento del conjunto a través de los modelos de cada

agente individual y sus interacciones. Este tipo de modelado se aplica a

sistemas vivos, a ecosistemas, en economía, sociología, etc., pero también

tiene su aplicación en campos muy próximos a la ingeniería industrial

como la logística, la gestión de la cadena de suministros o en otras áreas de

ingeniería como el control del tráfico aéreo.

También tiene un papel esencial en la gestión de catástrofes o situaciones

de emergencia, donde los conocimientos clásicos de la ingeniería tienen

aplicación inmediata, no sólo en el diseño de productos y servicios

utilizados en la prevención de los riesgos y las amenazas creados, y en su

eliminación y atenuación, si finalmente se producen, sino también en todo

lo que tiene que ver con la planificación y coordinación de actuaciones de

los numerosos participantes en situaciones de riesgo y en la predicción del

comportamiento de la población en estos casos.

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Por otro lado, la ciencia de las redes, la segunda disciplina a la que se

refiere el Profesor Ottino, se ocupa de estudiar el comportamiento de las

redes complejas de todo tipo, tales como las redes sociales, las redes de

información y comunicaciones o las redes biológicas, buscando desarrollar

modelos capaces de predecir su comportamiento. No se puede decir que

sea una disciplina nueva, pues ya se trataba el problema de las redes en

el conocido trabajo de Leonhard Euler publicado en 1736 sobre los siete

puentes de Königsberg, antiguo nombre de la ciudad rusa de Kaliningrado,

en el que se sentaron las bases de la moderna teoría de grafos.

La ciudad de Königsberg está recorrida por el río Pregolya, separando la

ciudad en cuatro zonas distintas, conectadas entre sí mediante siete puentes.

Euler se preguntaba, si era posible recorrer toda la ciudad sin pasar más que

una vez por cada puente y regresar al punto de partida.

Euler demostró que no era posible encontrar el deseado itinerario y para

ello se valió de una representación abstracta del mapa de la ciudad en la que

cada zona estaba representada por un punto y los puentes se representaban

mediante líneas que conectaban los diferentes puntos. Después de un cierto

análisis de las restricciones a la movilidad que establecían las condiciones

del problema, demostró que era imposible el buscado paseo, y tal como se

ha mencionado antes, sentó las bases de la teoría moderna de grafos.

Pero volviendo a la ciencia de las redes, permítanme referirme a una

de las personas que más ha contribuido a la ciencia de las redes en la

última década, el Profesor László Barabási, investido Doctor Honoris

Causa por la Universidad Politécnica de Madrid en 2011. En el año 2000,

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Barabási, publica en la revista Nature junto a Réka Albert un artículo, hoy

ampliamente referenciado, en el que demuestran que en muchos tipos de

redes, la distribución del número de enlaces responde a una ley de potencias,

también denominada distribución libre de escala, donde unos pocos nodos

denominados hubs concentran gran cantidad de enlaces, mientras que la

gran mayoría se conecta mediante un número reducido de enlaces. Todo

ello en contra de planteamientos anteriores que concedían un carácter más

aleatorio a los patrones de conexión entre los nodos de una red. A partir del

descubrimiento de las redes libres de escala, sus trabajos en muchos campos

han ayudado a comprender mejor el comportamiento de las redes.

La ingeniería, por otra parte, tiene importantes desafíos que están

directamente vinculados al comportamiento de las redes como en el

caso de la telefonía, la world wide web, las redes de energía eléctrica, las

redes de transistores en un chip, las redes que gobiernan las transacciones

económicas, asunto de palpitante actualidad, como es el caso de las que

gobiernan los mercados de deuda, o por no hablar del comportamiento de

las redes sociales como facebook o twitter.

Barabási ha sido capaz de hacer predicciones sobre la propagación

de enfermedades, haciendo estudios sobre la movilidad de personas

basados en los datos de telefonía móvil y geolocalización disponibles en

las operadoras. También ha estudiado la relevancia de los nodos para el

establecimiento de estados de opinión en las redes sociales, que tienen una

enorme trascendencia en el comportamiento colectivo. En resumen, la

ciencia de las redes abre la puerta a una nueva manera de comprender el

comportamiento de sistemas complejos.

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Podríamos dar muchos más ejemplos de los retos que tiene que abordar

la ingeniería en el presente y en los próximos años, pero siempre con el

riesgo de subestimar el efecto de los cambios tecnológicos futuros, tal y

como ha venido ocurriendo en los últimos tiempos cada vez que se han

hecho predicciones.

Es cierto, que casi nunca lo nuevo sustituye de forma completa a lo

tradicional, de modo que tampoco se va a producir una sustitución

completa de las herramientas tradicionales de la ingeniería por algunos de

estos instrumentos más modernos, a los que me he referido a modo de

ejemplo. Unos y otros coexistirán como ha venido ocurriendo a lo largo de

décadas, de manera que la ingeniería que podemos llamar tradicional seguirá

cumpliendo su papel en la formación de los ingenieros en las universidades

de todo el mundo, combinada con algunos de los nuevos ingredientes, en

una receta cuya composición final dependerá de universidades y países.

Los ejemplos elegidos y las áreas emergentes mostradas ponen de manifiesto

tres de las fronteras a las que hoy se enfrenta la ingeniería. La primera

tiene que ver con la enorme importancia que tiene la aplicación de los

conocimientos y procedimientos empleados en ingeniería a las ciencias de

la vida, a la biología y a la medicina.

La segunda frontera tiene que ver con la complejidad y los sistemas

complejos, en los que la ingeniería debe resolver muchos de estos nuevos

problemas, mediante el desarrollo de nuevas herramientas como las

descritas.

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Y la tercera, y no por ello la última, está relacionada con el mejor

entendimiento de lo más pequeño, estando hoy el límite en la nanoescala,

de tal modo que aprovechando el conocimiento de abajo hacia arriba,

seamos capaces de transformarlo en productos y servicios como el cable

para el ascensor espacial o las nanopartículas capaces de llevar los fármacos

al punto concreto del organismo donde sean necesarios.

Estas conclusiones se refuerzan si se comparan con las conclusiones del World

Economic Forum que en los trabajos del Global Agenda Council on Emerging

Technologies ha propuesto en 2012 una lista de diez tecnologías que tendrán

un enorme impacto en la solución de los retos globales de la humanidad. La

lista en cuestión está ordenada de menor a mayor impacto y en una versión

libre traducida al español, las diez tecnologías propuestas son las siguientes:

1. Informática que aporte valor añadido a la información.

La cantidad de información disponible en estos momentos no tiene

precedentes en la historia de la humanidad y conforme a su actual tasa

de crecimiento tiene visos de continuar aumentando. Es imprescindible

disponer de herramientas capaces de filtrar y procesar la información

para poder acometer los retos a los que nos enfrentamos.

2. Biología sintética e ingeniería metabólica.

Los rápidos avances en biología sintética e ingeniería metabólica

están permitiendo a biólogos e ingenieros trabajar en el desarrollo de

nuevos procesos biológicos y organismos diseñados para propósitos

específicos, capaces, por ejemplo, de convertir la biomasa en nuevos

combustibles o producir nuevos fármacos.

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3. La revolución verde 2.0. Tecnologías para incrementar

la producción de alimentos y biomasa.

Los fertilizantes artificiales deben permitir un incremento en la

producción agrícola, minimizando su impacto ambiental, reduciendo la

cantidad de energía y agua utilizada y minimizando la huella de carbono.

4. Diseño de materiales a nanoescala.

Materiales nanoestructurados diseñados a la medida a escala molecular

que presentan nuevas prestaciones sin precedentes en los materiales

actuales.

5. Biología de sistemas y modelado y simulación de sistemas

biológicos y químicos.

Estos sistemas deben tener un gran impacto en la salud humana y los

modelos computacionales y la simulación jugarán un papel esencial

en el diseño de nuevos tratamientos terapéuticos, nuevos materiales y

procesos mucho más eficientes y con mínimos efectos negativos sobre

la salud y el medio ambiente.

6. Utilizar el dióxido de carbono como un recurso.

El carbono está en el centro de la actividad y de la vida en nuestro

planeta. La gestión del dióxido de carbono es uno de los retos sociales,

económicos y políticos más importantes que tenemos en el planeta.

Nuevos catalizadores basados en materiales nanoestructurados pueden

transformar el dióxido de carbono en otras moléculas que contienen

carbono, pero también tienen aplicación en la industria química como

una alternativa más sostenible que la petroquímica.

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7. Energía eléctrica sin hilos.

La sociedad de hoy depende en gran medida de numerosos dispositivos

que se alimentan de energía eléctrica, lo que obliga, en el caso de

dispositivos móviles, al uso intensivo de baterías y a la necesidad continua

de su recarga, para lo que se precisa de una conexión a la red mediante

hilos. Nuevas soluciones prometedoras que permiten la transferencia

de energía sin hilos puede suponer para la alimentación de dispositivos

móviles lo que han sido las conexiones inalámbricas para internet.

8. Sistemas de almacenamiento de energía de alta densidad.

Se precisan mejores baterías con una alta densidad de energía.

Un pequeño grupo de nuevas tecnologías promete resultados

esperanzadores a corto plazo, entre ellas pueden citarse el desarrollo

de electrodos nanoestructurados, la electrólisis sólida, o los nuevos

supercondensadores basados en nanomateriales de carbón capaces de

aportar energía mucho más rápidamente.

9. Medicina, nutrición y tratamiento personalizado de enfermedades.

Los avances en áreas como la genómica, la proteómica y la

metabolómica abren nuevas posibilidades a la nutrición y el

tratamiento de enfermedades personalizado. Esta nueva orientación

debe permitir además de una atención más individualizada, ser menos

intensiva en la utilización de recursos.

10. Tecnologías para la educación mejorada.

Se precisan nuevas tecnologías para hacer frente a una demanda creciente

de educación en una población joven en continuo crecimiento, que

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debemos formar con las competencias que nos exige la economía del

conocimiento en una sociedad global e hiperconectada. Se desarrollan

entornos educativos centrados en el estudiante empleando de forma

masiva las tecnologías de la información y las comunicaciones.

Iniciativas como opencourseware o los MOOC (Massive Open Online

Courses) están facilitando modelos educativos fuera del aula, ubicuos

que alteran los modelos tradicionales.

Como pueden comprobar existen numerosas coincidencias entre las

propuestas del World Economic Forum y las consideraciones previas de este

trabajo, que hemos resumido en el reto de las tres fronteras anteriormente

aludido. Sin embargo, más allá de lo atinado del diagnóstico, resulta

esencial en el análisis establecer los mecanismos por los que algunas de

estas consideraciones se incorporan a la formación de nuestros estudiantes.

En este sentido, me interesa mucho la opinión del Profesor Zehev Tadmor,

Rector de Technion (Israel Institute of Technology) en el periodo de 1990 a

1998, que concreta su punto de vista en una publicación de la Academia

Nacional de Ingeniería de los Estados Unidos, denominada Bridge (puente),

en el sentido de unir la ingeniería y la sociedad, en un artículo publicado en

2006, titulado Redefining Engineering Disciplines for the Twenty-First Century,

describe de forma resumida la historia de la ingeniería, para destacar el

papel jugado por la École Politechnique francesa como modelo seguido por

las universidades e institutos politécnicos en todo el mundo hacia mediados

del siglo XIX, del que también es heredera la ingeniería española.

Posteriormente, ya hacia mediados del siglo XX, de manera muy especial

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después de la segunda guerra mundial, en algunas universidades se

produce una gran transformación de los estudios de ingeniería, pasando

de una orientación muy profesional basada en las prácticas industriales

del momento, a una formación mucho más fundamentada en las

ciencias, implantándose de forma progresiva una formación en ingeniería

fuertemente apoyada en las ciencias (science based engineering).

Resulta interesante leer el discurso del Presidente del MIT Karl Taylor

Compton pronunciado en la inauguración de curso de 1930, donde ya

planteaba la necesidad de un cambio de orientación en su institución, en el

sentido de reforzar el conocimiento científico fundamental. El tiempo, sin

duda, le ha dado la razón.

Esta orientación más científica, dice el Profesor Tadmor, permite

profundizar en algunas cuestiones y garantiza una mejor capacidad de

adaptación a los cambios tecnológicos, cuya velocidad ha estado presente de

manera creciente en el último medio siglo. Por el contrario esta orientación

más científica ha limitado el tiempo disponible para ejercitar la práctica

del diseño en la formación de los ingenieros, dejando su desarrollo para la

etapa de ejercicio profesional.

También a finales del siglo XX, se ha producido otro cambio muy importante

como es el que representa una clara convergencia entre ciencia y tecnología.

En el pasado existía un claro desfase entre el momento en que se adquirían

los conocimientos científicos y su posterior utilización en productos y

servicios. Hoy este desfase está reducido prácticamente a cero y, tal como

indica el Profesor Tadmor, estamos asistiendo a lo que él denomina la

scitech revolution, o en una versión española, la revolución cientec.

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Esta revolución implicará una profunda transformación de nuestra sociedad

hacia una sociedad basada en el conocimiento, en la que se producirá una

importante reducción de los tiempos necesarios para que los conocimientos

lleguen al mercado, una globalización de la alta tecnología. Esta revolución

tendrá, más que otras, un enorme impacto en la situación económica en

todo el planeta y por tanto en la condición humana.

Personalmente comparto buena parte del análisis de Tadmor, caminamos en

la dirección indicada y como consecuencia de ese camino aparecen nuevas

áreas emergentes, nuevas disciplinas, algunas las hemos citado como ejemplo,

a las que los ingenieros debemos incorporarnos. Uno de estos ejemplos es

el crecimiento de la denominada ingeniería molecular que como es fácil de

entender tiene por objetivo el diseño y la fabricación de moléculas, de las

que naturalmente se derivan disciplinas como la mecánica molecular, que

hoy ya son asignaturas de grado en instituciones como el MIT, o el enorme

interés que despiertan en el sector farmacéutico las técnicas de producción

continua de moléculas como alternativa a los sistemas tradicionales de

producción por lotes que se emplean en la actualidad.

Pero al margen de las grandes transformaciones impulsadas por la

convergencia de ciencia y tecnología, la ingeniería debe afrontar algunos

otros retos que son consecuencia de algunos de los grandes cambios sociales

que se están produciendo. No olvidemos que aunque formamos ingenieros

para participar y gobernar el cambio tecnológico, éstos deben desarrollar su

actividad en un contexto social, económico y político determinado.

Entre las múltiples consideraciones sociales que podríamos analizar,

probablemente la primera de ellas tiene que ver con la sensibilidad

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medioambiental creciente. Si uno se detiene en los 14 retos para la ingeniería

del siglo XXI seleccionados por la Academia Nacional de Ingeniería de los

Estados Unidos, al menos tres de ellos están conectados con la energía y

con consideraciones medioambientales. En particular, entre los catorce, se

citan como retos, conseguir que la energía solar sea viable económicamente,

obtener energía de la fusión, desarrollar procedimientos para el secuestro

de carbono y reducir, por tanto, la emisión de gases de efecto invernadero.

Todos ellos, de una u otra manera, pretender dejar atrás la denominada

economía del carbono, propiciar la reducción de gases de efecto invernadero

y, en última instancia, luchar contra sus efectos del cambio climático.

De forma más general, la Comisión Mundial de Naciones Unidas para el medio

ambiente y el desarrollo define bien el concepto de sostenibilidad afirmando que:

“la humanidad tiene la habilidad para hacer el desarrollo sostenible asegurando

que satisface las necesidades del presente, sin comprometer la habilidad de

generaciones futuras de satisfacer sus propias necesidades.”

La Real Academia de Ingeniería del Reino Unido ha concretado esta filosofía

general mediante el establecimiento de unos principios guía que de forma

resumida podrían expresarse del modo siguiente:

• Reducir los efectos adversos medioambientales en los productos,

servicios e infraestructuras propias de la actividad de la ingeniería.

• Mejorar de forma importante el desempeño ambiental de las

actividades de la ingeniería.

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• Mejorarlacontribucióndelosproductos,servicioseinfraestructurasa

una alta calidad de vida.

• Ayudaralasociedadadesarrollarunestilodevidamásadecuadoalas

cuestiones medioambientales.

• Asegurarquelosproductos,servicioseinfraestructurasquecumplan

los criterios medioambientales sean competitivos en el mercado, e

idealmente los más competitivos.

Aunque se enuncian unos principios muy generales que me he permitido

traducir en versión libre, se trata en última instancia de reconocer una

sensibilidad social muy extendida en los países desarrollados hacia un modo

de desarrollo sostenible en el sentido definido por las Naciones Unidas, al

que me referí anteriormente.

Algunas universidades han dado ya algunos pasos claros en esta dirección, y

tal vez nos sirva como referencia la Universidad de Glasgow, también en el

Reino Unido que ha establecido una política bien definida en relación con la

sostenibilidad y el medioambiente a través de la aplicación de un conjunto

de principios básicos de actuación que se resumen en los siguientes:

• Desarrollar en todas las instancias de la universidad una política

estratégica clara en relación con las cuestiones medioambientales.

• Incluireldesarrollosostenibleenelcurrículodetodoslosestudiantes.

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• Desarrollar un conjunto de casos de estudio para enseñar a los

estudiantes el trabajo entre varios departamentos.

• Incrementarelconocimientodeestascuestionesentodoelpersonal

de la universidad.

• Incrementarelconocimientodeestascuestiones,especialmenteenlos

responsables académicos y administrativos.

• Explorarlainterconexióndelaeducacióneningenieríayeldesarrollo

sostenible con todos los agentes involucrados, incluyendo la ciudad y

sus habitantes.

Como pueden comprobar, con este tipo de planteamiento que incluye en

todos los currículos la formación necesaria para asegurar que los estudiantes

incorporan la sensibilidad medioambiental y el desarrollo sostenible como

elementos de su ejercicio profesional, estamos, en mi opinión, dando pasos

en la dirección correcta.

Un segundo aspecto directamente relacionado con los cambios sociales

es la globalización y su impacto en la ingeniería. Como consecuencia

de la globalización, buena parte de las actividades de ingeniería que

tradicionalmente se desarrollaban en los países del primer mundo, se están

desplazando hacia los países emergentes, especialmente en Asia, donde

disponen de programas de formación muy parecidos a los desarrollados en

Europa y Norteamérica. Esto es debido al crecimiento notable por razones

de coste del fenómeno de off-shoring, pero también por la presencia de

21


compañías de estos países en todo el mundo en actividades en el ámbito de

las infraestructuras, la construcción de plantas industriales de todo tipo, la

fabricación de buques, etc.

En segundo lugar, las barreras de entrada a muchas especialidades de la

ingeniería, basadas en las dificultades de acceso a las herramientas y modelos

necesarios para su ejercicio, están desapareciendo como consecuencia de la

reducción de sus costes. Esta afirmación es tanto más cierta, cuanto más nos

refiramos a las actividades tradicionales de la ingeniería.

Para darles una idea de la importancia de este proceso, basta citar el

dato aportado en el informe de la firma Apex Engineering de 2007 The

globalization of engineering en el que analiza los efectos de la globalización

en el ámbito de la ingeniería con amplia profusión de datos. En este informe

se cita que en 1990 las actividades de ingeniería desarrolladas por Estados

Unidos representaban el 40% del total en el mundo. Esta cifra en 2010,

estimaba el informe, estaría entorno al 10%, lo que sin duda supone una

transformación sustancial de la distribución de las actividades de ingeniería

en el mundo, en tan sólo una década.

Por otra parte el proceso de globalización de la ingeniería obliga a

muchos profesionales a realizar su actividad en países diferentes de donde

han obtenido su formación, lo que crea el problema de la acreditación

profesional de los ingenieros en otros países.

La legislación profesional es muy variada en todo el mundo, y es cierto que

la adaptación de los estudios de ingeniería al Espacio Europeo de Educación

22


Superior ha facilitado en cierta medida la acreditación de los estudios de

ingeniería en otros países, pero no es menos cierto que las universidades

están promoviendo la acreditación internacional de sus graduados con

objeto de facilitar su movilidad internacional.

La Universidad Politécnica de Madrid y forma particular la Escuela, promovió,

con buen criterio, la acreditación internacional de la agencia estadounidense

ABET (Accreditation Board for Engineering and Technology), obteniendo la

acreditación al nivel de master of science para los graduados en ingeniería

industrial, lo que supone un gran espaldarazo internacional de los estudios

de ingeniería de esta Escuela. Hasta la fecha, la Universidad Politécnica de

Madrid es la única institución española acreditada ABET, al nivel de master

of science, lo que sin duda aumenta la importancia de esta acreditación.

Pero transcurrido este tiempo y suscitadas numerosas cuestiones, es tiempo

de ir extrayendo algunas conclusiones, que me atrevo a concretar en cuatro:

1. Los ingenieros necesitan comprender la estructura y el comportamiento

de la materia desde la nanoescala a la dimensión planetaria.

2. Los ingenieros necesitan incorporarse a nuevos campos como, por

ejemplo, la biología, la medicina y las ciencias de la salud en general.

3. Los ingenieros necesitan emplear de forma generalizada herramientas

y modelos que permitan incrementar la productividad en el diseño,

construcción y operación de productos, servicios e infraestructuras

característicos de la ingeniería.

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4. Los ingenieros deben estar en conexión con la sociedad e incorporar

sus sensibilidades (sostenibilidad, globalización, etc.).

Algunos de estas tendencias, seleccionadas a modo de conclusiones

preliminares, están produciendo cambios en las universidades de todo

el mundo. El MIT incluye en sus Undergraduate Educational Commons,

las materias comunes para sus estudiantes de grado, la Biología, el

comportamiento de sistemas complejos y las neurociencias. Lo que quiere

decir que todos sus estudiantes de cualquier programa de grado en ingeniería,

además de las materias comunes de la ingeniería tradicional como las

matemáticas, la física o la química, deben cursar materias como las indicadas.

También el acercamiento a las ciencias de la vida se ha producido de forma

generalizada, incluyendo muchas universidades en todo el mundo, también

en España, programas específicos de ingeniería biomédica. La UPM, el

curso pasado, también comenzó su oferta de grado en ingeniería biomédica

y en biotecnología con gran éxito en términos de demanda por parte de los

estudiantes, ya que, si bien es cierto que se ofertaron un número reducido

de plazas, unas 50, las notas de corte de estas dos titulaciones han sido las

más altas de la UPM.

También se detecta una tendencia hacia la interdisciplinariedad en

ingeniería, que ha estado siempre en la esencia de la ingeniería industrial.

Esta ganando cuerpo una visión de la ingeniería de sistemas, en un concepto

algo más amplio de ese término del que vienen empleando con gran éxito,

por cierto, mis compañeros de Automática. Cada vez más, debemos diseñar,

fabricar y operar sistemas cada vez más complejos, de los que resulta

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muy difícil conocer todos sus estados finales, y naturalmente, bajo estas

circunstancias ¿cómo podemos decir que estamos realizando un ejercicio

responsable de la ingeniería?.

Es cada vez más frecuente en muchas universidades de todo el mundo,

encontrar departamentos y programas de grado y posgrado interdisciplinares

orientados a la ingeniería de sistemas que pretenden abordar todas las fases

de concepción, diseño, fabricación y operación de sistemas complejos.

También es fácil encontrar en la mayoría de los programas de ingeniería

disciplinas que tienen en cuentan las consideraciones medioambientales,

aunque seguramente no se trata sólo de incorporar una o dos asignaturas a

los planes de estudio, sino de impregnar todas las actividades formativas de

las consideraciones medioambientales. Dicho esto, también pienso que en

este apartado nos queda un gran trabajo que desarrollar.

La globalización forma parte de nuestra realidad y la práctica totalidad de

las universidades en nuestro país tienen en marcha importantes programas

de internacionalización, así como un amplio abanico de actividades de

cooperación para el desarrollo que ayudan enormemente a incorporar los

efectos de la globalización en las actividades de ingeniería.

Pero no quisiera terminar estas consideraciones sobre el futuro de la

ingeniería sin plantear que uno de sus mayores retos está en conseguir que

nuestros estudiantes la perciban como una actividad creativa y divertida.

Debemos conseguir que nuestras Escuelas se perciban como instituciones

que preparan para el desarrollo de tareas de gran importancia para la

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sociedad, que los ingenieros serán los profesionales que deberán hacer frente

a retos como los catorce seleccionados por la Academia Estadounidense de

Ingeniería, pero que a su vez, la formación necesaria, rigurosa y exigente,

se realiza en un contexto donde el aprendizaje se consigue con esfuerzo,

pero donde esfuerzo y diversión no sean necesariamente incompatibles.

Este objetivo es más importante, si cabe, que la propia definición curricular,

incluyendo esta o aquella asignatura en nuestros planes de estudios.

Por otra parte es necesario que la ingeniería se mantenga como una actividad

eminentemente creativa, que permite afrontar algunos de los problemas

de la sociedad mediante la innovación y la creatividad. Este objetivo no es

sólo cuestión de cómo se diseñan los planes de estudio, sino más bien de

cómo se desarrollan, de cómo los profesores trasladamos, en cada disciplina

que es posible transformar, nuestra realidad desde la imaginación, desde la

innovación, de cómo la institución estimula la imaginación en la actividad de

nuestros estudiantes.

A estos objetivos han contribuido algunos iniciativas puestas en marcha en

los últimos años, más típicas de las universidades anglosajonas, pero que hoy

son una realidad en nuestro país, me refiero a la proliferación de challenges

y competiciones sobre problemas de ingeniería en las que los estudiantes

participan, generalmente en equipo, y deben desarrollar su imaginación y

creatividad en la resolución de los problemas planteados.

La UPM no ha sido ajena a este fenómeno, y en la última década hemos asistido

a un gran número de competiciones que han sido seguidas por los estudiantes

con gran entusiasmo. Como ejemplo en otra dirección, pero también buscando

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combinar la creatividad y la actividad económica, en la UPM, cada año, en el

concurso de ideas de negocio del programa Actúaupm se evalúan mas de 500

nuevas ideas, en su mayoría propuestas por los estudiantes.

Para darles otro ejemplo de este tipo de iniciativas en conexión con las áreas

emergentes de la ingeniería, sirva como muestra el concurso International

Genetically Engineered Machines, organizado por primera vez en 2003 por el

MIT, pero que después se ha convertido en una competición internacional

gestionada por una fundación independiente. Para darles una idea del tipo

de propuestas, en 2009 participó un equipo español de la Universidad de

Valencia y de la Universidad Politécnica de Valencia que obtuvo el tercer

premio de la competición con el proyecto Valencia Lighting Cell Display en

el que proponían el diseño de un display basado en unas levaduras.

Los alumnos emplearon unas levaduras a las que les introdujeron un gen de

la Aequiorina, una proteína causante de las propiedades luminiscentes de

las medusas. Pero además, estas células respondían a una señal eléctrica, de

modo que eran capaces de activar la Aequiorina a voluntad, construyendo

los elementos básicos (pixels) de una biopantalla.

Como pueden comprobar la propuesta valenciana reúne todos los requisitos

de la ingeniería de los nuevos tiempos: equipos interdisciplinares, nuevas

áreas emergentes como la síntesis biológica y creatividad e imaginación para

trasladar rápidamente los conocimientos científicos en productos y servicios.

Por último, permítanme añadir una reflexión final sobre todas estas cuestiones

que siempre aparece cada vez que se abre el debate. Me refiero a la perspectiva

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individual, de cada ingeniero frente a estas cuestiones. Piensen ustedes que las

reflexiones anteriores se han realizado sobre los retos presentes y futuros de

la ingeniería como profesión colectiva, en ningún caso debe extrapolarse que

todos y cada uno de los ingenieros tengan que responder a todos y cada uno

de los requisitos que se han reseñado anteriormente.

Creo que lo que caracteriza a la sociedad actual es su estructura compleja,

que exige una gran variedad de perfiles profesionales y a los que debemos

dar una respuesta las instituciones que, como las universidades, juegan un

papel crucial en la educación superior.

Sigo en estos días, en una de las redes sociales, un debate entre antiguos

graduados de la Escuela sobre la conveniencia o no de continuar con una

formación rigurosa en las disciplinas científicas. Las opiniones varían, entiendo

yo, dependiendo de la actividad profesional que desarrollan los participantes,

ya que ésta condiciona en gran manera las necesidades de formación.

Muchos indican que lo que aprendieron de ecuaciones diferenciales o de

campos y ondas nunca les ha servido en su actividad profesional, otros,

por el contrario, se muestran satisfechos de lo que aprendieron porque

les capacita para enfrentarse a problemas nuevos sin tener la sensación de

que les resultan inabordables. Puntos de vista bastante tradicionales que se

repiten generación tras generación.

Es cierto que en muchos de los puestos de trabajo que, hoy y en un futuro,

ocuparán los ingenieros no necesitarán de los conocimientos científicos

tradicionales o de algunos de las nuevas disciplinas que hemos propuesto

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en estas líneas, pero, no es menos cierto, que la UPM, la Escuela y de

manera generalizada la sociedad española, no puede permitirse el lujo

de no disponer de un número suficiente de profesionales de la ingeniería

con sólidos conocimientos científicos a los que necesariamente hay que

incorporar las nuevas áreas emergentes.

¿En qué dosis, con qué itinerarios, con qué modelo educativo, con qué

especificidades en la UPM y en la Escuela? Son todas preguntas que también

forman parte de los retos específicos que las universidades debemos abordar

permanentemente.

Para su tranquilidad, en esta casa que hoy nos acoge, durante el último

siglo y medio, creo que ha sabido adaptarse con éxito a las demandas de

la sociedad, a los retos del pasado que conforman hoy nuestro presente, y

tengo la certeza personal de que también seremos capaces con los retos del

futuro, que hoy he pretendido modestamente anticiparles.

Quisiera reiterar mi más cordial enhorabuena a todos los compañeros

que recibiréis a continuación vuestros diplomas, deseándoos que el

reconocimiento público que hoy recibís no sea más que un anticipo de los

muchos que recibiréis en vuestra carrera profesional.

Enhorabuena, una vez más, y muchas gracias.

Escuela Técnica Superior de Ingenieros IndustrialesUniversidad Politécnica de Madrid

José Gutiérrez Abascal, 2. 28006 Madrid

Tel.: 91 336 3060

www.industriales.upm.es

Retos de las Enseñanzas de Ingeniería en el Siglo XXI

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