Encontrar nuevas formas de resolver problemas

Mike Van Duyne, un ingeniero arquitectónico de Bismarck, entró en la industria para satisfacer sus necesidades.

“Me encanta el rompecabezas que trae consigo un edificio. Nunca es lo mismo, nunca cortado y seco. Es esa resolución creativa de problemas que tiene ese proyecto. Cada día es diferente, cada proyecto es diferente”, afirmó.

Lo mejor de la ingeniería es la variedad de carreras que ofrece, dijo Van Duyne, y la vía de crecimiento es amplia.

"No creo que eso se discuta bien en la universidad y creo que debería serlo", dijo.

Van Duyne trabaja para Bartlett & West, una empresa con sede en Topeka, Kansas, cuyo lema es: "Queremos hacer de nuestras comunidades un lugar mejor para vivir". Los ingenieros están haciendo precisamente eso, día tras día, utilizando nueva tecnología para mejorar la infraestructura, utilizando fuentes de energía renovables para convertirlas en energía limpia y aumentando el transporte y los combustibles sostenibles, entre otras iniciativas.

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Jame Todd, ingeniero civil de Bartlett & West y líder de su oficina de Bismarck, dijo que tener una fuerte conexión con los programas de educación superior ha ayudado a cubrir puestos vacantes. Estima que entre el 80% y el 90% de sus ingenieros son graduados del programa de ingeniería de la Universidad Estatal de Dakota del Norte. Y la Universidad de Mary en Bismarck tiene un nuevo programa de ingeniería del que se ha beneficiado su oficina: algunos de sus primeros graduados en ingeniería ahora trabajan allí.

Todd disfruta de la industria porque puede ver los frutos de su trabajo, ya sea una planta de tratamiento de agua o la construcción de una carretera.

“Como ingeniero civil, es genial decir: 'Oye, trabajé en ese proyecto o ayudé a diseñar o construir eso mismo'”.

Uno de los desarrollos tecnológicos que cada día se vuelve más popular es el uso de drones en ingeniería. Los drones están equipados con cámaras de alta calidad que pueden tomar fotografías desde muchos ángulos y elevaciones, lo que permite a los ingenieros crear modelos tridimensionales de un área. Además de los drones voladores, también existen drones submarinos que pueden ayudar, por ejemplo, a inspeccionar tanques de almacenamiento de agua potable.

Todd dijo que su oficina ha conseguido más trabajo gracias a su dron submarino, que es más seguro y eficiente que enviar personal a un tanque al que primero se le deben drenar cientos de miles de galones de agua. Esta herramienta única ha ayudado a garantizar la finalización exitosa de los proyectos sin sorpresas, afirmó.

Los avances en las aplicaciones móviles también están impulsando cambios en la ingeniería, permitiendo a los topógrafos usar sus teléfonos celulares en el sitio para proyectos. Los datos recopilados no son de tan alta tecnología como LIDAR (detección y alcance de luz) o de nivel topográfico, pero pueden recopilar suficientes datos, además de fotografías, para ciertos proyectos, como evaluaciones de aceras.

Scott Schaefer, director de prácticas de AE2S, Maple Grove, Minnesota, lleva algún tiempo incorporando eficiencias energéticas en proyectos, siendo la motivación principal la energía renovable y la generación de gas, así como la energía solar. La empresa se encuentra actualmente en la fase de diseño del proyecto de tratamiento de aguas residuales de Grand Forks y formó parte de la instalación de tratamiento de agua potable terminada en la ciudad.

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“(La eficiencia energética) generalmente tiene sentido económico. Ahí es donde encontramos la mayor adopción, cuando el dinero tiene sentido y también se hace algo bueno por el medio ambiente, encontrando esos puntos en los que todos ganan. Hay ocasiones en las que hacemos reducción de energía por el simple hecho de reducirla, pero eso es una minoría. La parte de eficiencia es un tejido de lo que hacemos”, afirmó.

En lo que respecta al tratamiento de aguas residuales, está viendo más proyectos de biorreactores de membrana en los últimos cinco años, señalando que las membranas no son nuevas pero se están adoptando más a fondo, en parte debido a las exigencias regulatorias.

"Nuevo es un término relativo, las cosas cambian muy lentamente en nuestra industria y la mayoría de nuestros grandes proyectos tienen un ciclo de cinco años", dijo Schaefer.

Su equipo participa en un gran proyecto de reducción de PFAS (sustancias perfluoroalquilos y polifluoroalquilos) en Woodbury, Minnesota, utilizando principalmente carbón activado. No es una tecnología nueva, pero es una aplicación más nueva de esa tecnología para eliminar las PFAS.

"Se realizó mucho trabajo piloto para verificar la efectividad y ahora apenas estamos presentando el diseño de ese proyecto", dijo.

Al igual que en la mayoría de las industrias, la escasez de mano de obra está afectando al sector de la ingeniería. Los crecientes costos de materiales y equipos, junto con los plazos prolongados para la entrega de materiales y equipos, están provocando una crisis. Algunas empresas llevan uno o dos años de retraso en los proyectos debido a la falta de ingenieros o de mano de obra calificada en la construcción, incluso con una amplia financiación para infraestructura. Tener demanda es un buen problema, pero si la escasez amenaza a los clientes con irse a otra parte, es un obstáculo para los negocios. La esperanza es que los retrasos y la escasez sean de corto plazo, pero si no, los avances de la industria encontrarán una manera de hacer que los negocios sigan avanzando.

Bob Schlieman, ingeniero civil de APEX Engineering, Detroit Lakes, Minnesota, dijo que los avances tecnológicos en materiales están dando una vida más larga a los sistemas de infraestructura, la base de todas las comunidades.

“Por el lado de la construcción, afecta la forma en que vemos los proyectos y diseñamos las cosas: tecnologías sin zanjas que no existían hace 20 o 30 años, por ejemplo. Cada vez son más avanzados. Contamos con perforación direccional, elevación y perforación, revestimiento deslizante y tubería curada in situ. Simplemente nos permite a nosotros, como ingenieros, ver los proyectos de diferentes maneras”, dijo Schlieman.

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Incluso la forma en que se almacena la información está cambiando, lo que permite registros más detallados y precisos. La tecnología SIG (sistemas de información geográfica) permite a los ingenieros almacenar y acceder a información de manera más eficiente que las prácticas de mantenimiento de registros anteriores.

"Mucha de la tecnología que utilizamos para el diseño, ya sea CAD MicroStation o cosas así, sigue avanzando y haciendo que nuestras prácticas y esfuerzos sean mucho más eficientes", afirmó.

Los métodos de entrega alternativos de tendencia para proyectos incluyen el modelo de diseño-construcción. Jon Markusen, vicepresidente asociado de transporte de la oficina de KLJ Engineering en Grafton, Dakota del Norte, dijo que el diseño y la construcción no es nuevo, pero se está volviendo más común. Permite la colaboración entre el ingeniero y el contratista a un nivel diferente y permite que se vea más innovación, lo que al final le ahorra dinero al cliente, explicó.

Un aspecto de la planificación de proyectos que ha ganado fuerza en los últimos años es la participación y el compromiso públicos. La forma en que los ingenieros presentan la información también está evolucionando.

“Los propietarios de proyectos quieren obtener opiniones del público en las primeras etapas del proceso para evitar tener proyectos que no satisfagan las necesidades que la gente busca y luego llevarlos a cabo durante la construcción”, dijo Markusen. “Realmente quieren mantener al público involucrado durante todo el proyecto. Para hacer eso, estamos viendo muchas más visualizaciones y representaciones de cómo se verá. Estamos utilizando mapas interactivos durante las reuniones públicas. En algunos proyectos obtenemos animaciones reales”.

Cuanto mejores sean los aportes iniciales, mejor podrán los planificadores abordar los problemas o inquietudes de un proyecto.

Mejorar la seguridad siempre está a la vanguardia del diseño de ingeniería civil y puede ser tan simple como una mejor reflectividad en la pintura de las líneas de carreteras hasta sistemas de alerta avanzados que sean más seguros para los peatones.

"La tecnología es un gran impulsor de la seguridad", afirmó.

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Antes de que cualquier tecnología llegue a la comercialización y adopción, pasa por investigación y desarrollo, lo que a menudo puede ocurrir en las instituciones de educación superior.

Adam Gladen, profesor asistente de ingeniería mecánica en la Universidad Estatal de Dakota del Norte, Fargo, dirige una subvención del Departamento de Energía de aproximadamente 1,74 millones de dólares para desarrollar un nuevo material de adsorción termoquímica para el almacenamiento de energía. El equipo de investigación está trabajando para incorporar una estructura de nanocelulosa con sal higroscópica, según NDSU. El material será la base para sistemas de almacenamiento de energía térmica económicos y altamente eficientes. Estas tecnologías alternativas de almacenamiento de energía están impulsadas por la necesidad de diversificarse.

"Existe un impulso realmente fuerte para diversificar nuestra cartera de energía", dijo Gladen sobre Dakota del Norte. En marzo, el estado produjo entre el 40% y el 45% de su electricidad a partir de fuentes de energía renovables, en gran parte a partir de energía eólica. La energía eólica y el carbón son los dos mayores productores de energía del estado.

"Siento que somos personas con tareas, con la tarea de ser buenos administradores de lo que se nos ha dado y eso incluye nuestros recursos energéticos (gas natural, petróleo, carbón, energía solar, biomasa) y usarlos de manera efectiva para ayudar", dijo Gladen. . “En Dakota del Norte lo vemos en nuestra economía: los precios de las materias primas suben, está en auge. Los precios de las materias primas bajan, Dakota del Norte está sufriendo. Si podemos diversificar eso, ayudaremos a mitigar esos riesgos. Es como diversificar su cartera”.

El almacenamiento de energía térmica y el almacenamiento de energía eléctrica a mayor escala son inversiones que los estados individuales y el país en su conjunto están investigando. Con la explosión de popularidad de los vehículos eléctricos, los estudiantes de ingeniería están aprendiendo sobre la necesidad de almacenamiento de energía y cómo podría ser.

Otra área de la investigación de Gladen es obtener financiación para estudios sobre más energía ambiental, utilizando energía de baja calidad y baja temperatura para cosas como el diseño de energía pasiva y nuevas envolturas de edificios (paredes y ventanas), dijo. La intención es hacer que el sobre retenga el calor cuando sea necesario y lo deje salir cuando no sea necesario.

"El Departamento de Energía acaba de crear un nuevo consorcio de energía térmica para intentar impulsar el que acaba de crearse este año para la transferencia de energía térmica", dijo Gladen.

Dado que la tecnología avanza a un ritmo tan rápido, los estudiantes de ingeniería pueden encontrar desafíos en la profesión con la que no tuvieron experiencia práctica en la escuela.

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Sanjeev Kumar, decano de ingeniería de la Universidad Estatal de Dakota del Sur, tiene la respuesta. Aunque se está capacitando a los estudiantes para futuras industrias y ocupaciones que tal vez ni siquiera existan todavía, la clave es enseñarles pensamiento crítico y habilidades para resolver problemas. De esta manera, sin importar lo que encuentren, podrán dividir el problema en partes más pequeñas y encontrar una solución.

“La ingeniería es algo que se puede aplicar a cualquier campo: genética, atención médica, cualquiera que sea el tema, podemos aportar ingeniería. Ya se está aplicando”, dijo Kumar.

Kumar considera que la escasez de mano de obra es temporal y enfatiza la importancia de asociar la educación superior con la industria.

“La industria necesita colaborar y nosotros necesitamos colaborar con la industria para capacitar a nuestros futuros ingenieros para que se ocupen del problema a corto plazo de la fuerza laboral y no pierdan el enfoque en el futuro”, dijo.

Para aquellos que se preguntan si la ingeniería es su carrera profesional, Kumar aconseja a los estudiantes que tomen cursos de matemáticas y ciencias, ya que les abrirán un mundo de oportunidades laborales.

“Simplemente traes tu pasión y si quieres ser ingeniero, nos aseguraremos de que lo seas”, dijo Kumar.

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