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
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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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SOLEMNE ENTREGA DE LOS DIPLOMAS ACADÉMICOS 2012
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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RETOS DE LAS ENSEÑANZAS DE INGENIERÍA EN EL SIGLO XXI. DON JAVIER UCEDA ANTOLÍN
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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SOLEMNE ENTREGA DE LOS DIPLOMAS ACADÉMICOS 2012
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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RETOS DE LAS ENSEÑANZAS DE INGENIERÍA EN EL SIGLO XXI. DON JAVIER UCEDA ANTOLÍN
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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SOLEMNE ENTREGA DE LOS DIPLOMAS ACADÉMICOS 2012
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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RETOS DE LAS ENSEÑANZAS DE INGENIERÍA EN EL SIGLO XXI. DON JAVIER UCEDA ANTOLÍN
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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SOLEMNE ENTREGA DE LOS DIPLOMAS ACADÉMICOS 2012
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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RETOS DE LAS ENSEÑANZAS DE INGENIERÍA EN EL SIGLO XXI. DON JAVIER UCEDA ANTOLÍN
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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SOLEMNE ENTREGA DE LOS DIPLOMAS ACADÉMICOS 2012
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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RETOS DE LAS ENSEÑANZAS DE INGENIERÍA EN EL SIGLO XXI. DON JAVIER UCEDA ANTOLÍN
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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SOLEMNE ENTREGA DE LOS DIPLOMAS ACADÉMICOS 2012
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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RETOS DE LAS ENSEÑANZAS DE INGENIERÍA EN EL SIGLO XXI. DON JAVIER UCEDA ANTOLÍN
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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SOLEMNE ENTREGA DE LOS DIPLOMAS ACADÉMICOS 2012
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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RETOS DE LAS ENSEÑANZAS DE INGENIERÍA EN EL SIGLO XXI. DON JAVIER UCEDA ANTOLÍN
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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SOLEMNE ENTREGA DE LOS DIPLOMAS ACADÉMICOS 2012
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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RETOS DE LAS ENSEÑANZAS DE INGENIERÍA EN EL SIGLO XXI. DON JAVIER UCEDA ANTOLÍN
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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SOLEMNE ENTREGA DE LOS DIPLOMAS ACADÉMICOS 2012
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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RETOS DE LAS ENSEÑANZAS DE INGENIERÍA EN EL SIGLO XXI. DON JAVIER UCEDA ANTOLÍN
• 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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SOLEMNE ENTREGA DE LOS DIPLOMAS ACADÉMICOS 2012
• 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
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RETOS DE LAS ENSEÑANZAS DE INGENIERÍA EN EL SIGLO XXI. DON JAVIER UCEDA ANTOLÍN
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
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SOLEMNE ENTREGA DE LOS DIPLOMAS ACADÉMICOS 2012
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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RETOS DE LAS ENSEÑANZAS DE INGENIERÍA EN EL SIGLO XXI. DON JAVIER UCEDA ANTOLÍN
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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SOLEMNE ENTREGA DE LOS DIPLOMAS ACADÉMICOS 2012
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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RETOS DE LAS ENSEÑANZAS DE INGENIERÍA EN EL SIGLO XXI. DON JAVIER UCEDA ANTOLÍN
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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SOLEMNE ENTREGA DE LOS DIPLOMAS ACADÉMICOS 2012
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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RETOS DE LAS ENSEÑANZAS DE INGENIERÍA EN EL SIGLO XXI. DON JAVIER UCEDA ANTOLÍN
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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SOLEMNE ENTREGA DE LOS DIPLOMAS ACADÉMICOS 2012
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.
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