Este ensayo describe la importancia de los métodos numéricos en la ingeniería. Los métodos numéricos permiten a los ingenieros modelar y resolver problemas complejos usando computadoras. El análisis numérico se usa ampliamente en ingeniería civil, mecánica de fluidos, y otros campos para simular el comportamiento de estructuras y sistemas. Los métodos numéricos son cruciales para abordar retos técnicos y mejorar la calidad de vida.

1. República Bolivariana de Venezuela
Universidad “Fermín Toro”
Escuela de Ingeniería Eléctrica
Ensayo Sobre la Unidad I de Análisis Numérico
José P. ArteagaF
C.I 15.176.866
Cabudare 03de Junio de 2012

2. Desde tiempos pasados el papel del ingeniero ha sido básicamente el mismo,
tratar de conocer e interpretar los mecanismos de la naturaleza para así poder
modificarla al servicio del hombre. Para ello ha utilizado sus conocimientos, intuición,
experiencia y los medios naturales a los que en cada momento ha tenido disponibles.
Con el gran poder de cómputo que se tiene en estos días, el ingeniero dispone de
grandes ventajas para poder llevar a cabo su misión y abordar cada día retos mas
ambiciosos en la solución de nuevos problemas, cuyos aspectos políticos, económicos,
científicos o tecnológicos pueden tener un mayor impacto en la mejora de la calidad de
vida del hombre. Encontramos así aplicaciones de los métodos numéricos en los
ámbitos más diversos desde sectores tecnológicos tan clásicos como la ingeniería
estructural o la aerodinámica de aviones, hasta aplicaciones más sofisticadas como
ingeniería de alimentos, ingeniería medica, biología, etc.
En la actualidad, gracias a la gran evolución que han tenido los métodos
numéricos y su implementación en potentes computadoras, es posible, por ejemplo,
modelar el choque de un vehículo o hacer el análisis aerodinámico estructural de un
avión, resolviendo en cada caso sistemas algebraicos de ecuaciones con varios cientos
de miles (a veces de millones) de incógnitas.
El Análisis numérico es una rama de las matemáticas cuyos límites no son del
todo precisos. De una forma rigurosa, se puede definir como la disciplina ocupada de
describir, analizar y crear algoritmos numéricos que nos permitan resolver problemas
matemáticos, en los que estén involucradas cantidades numéricas, con una precisión
determinada.
En el contexto del cálculo numérico, un algoritmo es un procedimiento que nos
puede llevar a una solución aproximada de un problema mediante un número de pasos
finitos que pueden ejecutarse de manera lógica. En algunos casos, se les da el nombre
de métodos constructivos a estos algoritmos numéricos. El análisis numérico cobra
especial importancia con la llegada de los ordenadores. Los ordenadores son útiles para
cálculos matemáticos extremadamente complejos, pero en última instancia operan con
números binarios y operaciones matemáticas simples.
Desde esta perspectiva, el análisis numérico proporcionará todo el andamiaje
necesario para llevar a cabo todos los procedimientos matemáticos existentes en base a
algoritmos que permitan su simulación o cálculo en procesos más sencillos empleando
números.
A pesar del desarrollo que ha tenido el análisis numérico en las ultimas décadas
es importante señalar que a pesar de la precisión y exactitud que arrojan sus resultados
también se encuentran presentes márgenes de error, los cuales se generan con el uso de
aproximaciones para representar las operaciones y cantidades matemáticas. La relación
entre el resultado exacto o verdadero y el aproximado está dada por:
Valor verdadero = aproximación + error
De lo anterior se concluye que el error numérico resulta de la diferencia entre el valor
verdadero y la aproximación,

3. Ev = valor verdadero – aproximación
Ev: Valor “exacto” o “verdadero” del error.
No siempre se cuenta con el valor verdadero, por lo que se debe emplear una estimación
“aproximada” del error. Esta definición no toma en cuenta la magnitud de la medición.
Ej.:Un error de 1cm. es mucho más significativo si se está midiendo una hoja tamaño
carta, que un puente.
Una manera de tener en cuenta la magnitud es normalizar el error respecto a un valor de
referencia, a esta nueva forma de redefinir el error se le llama Error Relativo:
Hoy en día son prácticamente innumerables la cantidad de aplicaciones y usos
que tiene el análisis numérico dentro del campo de la ingeniería, un gran número de
estructuras en ingeniería civil, que son modelados desde su concepción utilizando
técnicas de elementos finitos.
Los métodos numéricos también pueden ser utilizados para estudiar el comportamiento
de estructuras que son fabricadas en serie.También es posible hacer la simulación
numérica entre dos sólidos, cada uno deellos con un comportamiento diferente. Un
ejemplo típico es la interacción entreuna cimentación (zapata) y el suelo sobre el que se
apoya. El objetivo esdeterminar la máxima capacidad de carga que puede soportar el
suelo encondiciones de servicio.
En ocasiones es muy importante hacer el análisis de estructuras que fueron
construidas hace muchos años. Estas estructuras pueden tener ya daños estructurales y
es muy importante poder predecir si la estructura es estable o bien si requiere algún tipo
de reparación. También es importante modelar el tipo de reparación, qué materiales se
utilizarán y qué estrategia constructiva se va a utilizar.
Otro aspecto muy importante en una aplicación de la Mecánica de Fluidos es el
de generar laboratorios virtuales para modelar fenómenos físicos. Por ejemplo el túnel
de viento para modelar el paso de un vehículo a una cierta velocidad y determinar el
coeficiente de penetración en el aire, el cual puede incidir en el gasto energético del
vehículo para poder mantener una velocidad constante.