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Ingegneria, l’applicazione della scienza alla conversione ottimale delle risorse della natura agli usi dell’umanità. Il campo è stato definito dall’Engineers Council for Professional Development, negli Stati Uniti, come l’applicazione creativa di “principi scientifici per progettare o sviluppare strutture, macchine, apparati, o processi di fabbricazione, o lavori che li utilizzano singolarmente o in combinazione; o per costruire o far funzionare gli stessi con piena conoscenza del loro progetto; o per prevedere il loro comportamento in condizioni operative specifiche; il tutto per quanto riguarda una funzione prevista, l’economia di funzionamento e la sicurezza della vita e della proprietà.” Il termine ingegneria è talvolta definito più liberamente, specialmente in Gran Bretagna, come la fabbricazione o l’assemblaggio di motori, macchine utensili e parti di macchine.
Le parole motore e ingegnoso derivano dalla stessa radice latina, ingenerare, che significa “creare”. Il primo verbo inglese engine significava “escogitare”. Così, i motori di guerra erano dispositivi come catapulte, ponti galleggianti e torri d’assalto; il loro progettista era il “engine-er”, o ingegnere militare. La controparte dell’ingegnere militare era l’ingegnere civile, che applicava essenzialmente le stesse conoscenze e abilità alla progettazione di edifici, strade, forniture idriche, sistemi fognari e altri progetti.
Associato all’ingegneria è un grande corpo di conoscenze speciali; la preparazione per la pratica professionale comporta un’ampia formazione nell’applicazione di tali conoscenze. Gli standard della pratica ingegneristica sono mantenuti attraverso gli sforzi delle società professionali, di solito organizzate su base nazionale o regionale, con tutti i membri che riconoscono una responsabilità verso il pubblico al di là delle responsabilità verso i loro datori di lavoro o verso altri membri della loro società.
La funzione dello scienziato è conoscere, mentre quella dell’ingegnere è fare. Gli scienziati aggiungono alla riserva di conoscenza sistematica verificata del mondo fisico, e gli ingegneri portano questa conoscenza ai problemi pratici. L’ingegneria si basa principalmente sulla fisica, la chimica e la matematica e le loro estensioni nella scienza dei materiali, nella meccanica dei solidi e dei fluidi, nella termodinamica, nei processi di trasferimento e di velocità e nell’analisi dei sistemi.
A differenza degli scienziati, gli ingegneri non sono liberi di scegliere i problemi che li interessano. Devono risolvere i problemi man mano che si presentano, e le loro soluzioni devono soddisfare requisiti contrastanti. Di solito, l’efficienza costa, la sicurezza si aggiunge alla complessità, e il miglioramento delle prestazioni aumenta il peso. La soluzione ingegneristica è la soluzione ottimale, il risultato finale che, tenendo conto di molti fattori, è più desiderabile. Può essere la più affidabile entro un dato limite di peso, la più semplice che soddisfi certi requisiti di sicurezza, o la più efficiente per un dato costo. In molti problemi di ingegneria i costi sociali sono significativi.
Gli ingegneri impiegano due tipi di risorse naturali – materiali ed energia. I materiali sono utili per le loro proprietà: la loro forza, facilità di fabbricazione, leggerezza o durata; la loro capacità di isolare o condurre; le loro proprietà chimiche, elettriche o acustiche. Importanti fonti di energia sono i combustibili fossili (carbone, petrolio, gas), il vento, la luce del sole, l’acqua che cade e la fissione nucleare. Poiché la maggior parte delle risorse sono limitate, gli ingegneri devono preoccuparsi del continuo sviluppo di nuove risorse e dell’utilizzo efficiente di quelle esistenti.