Uso y abuso de programas de computadora en la enseñanza de la ingeniería estructural

La conveniencia, oportunidad y la extensión del uso de programas de computadora en los cursos de pregrado de  análisis estructural y en los de diseño estructural es un tema actual que origina opiniones tanto dispares como intensas.

La proliferación y ubicuidad de estos programas, unido a los avances en la tecnología de las computadoras y su  accesibilidad, contribuyen a la relevancia de este tema para los que de alguna u otra manera estamos involucrados en la  enseñanza de la ingeniería civil y mecánica.

El presente editorial pretende crear un foro de opinión sobre este tema y  presentar en forma breve la experiencia en el Departamento de Ingeniería Civil y Agrimensura del Recinto Universitario  de Mayagüez de la Universidad de Puerto Rico (UPR-M).


En varias ocasiones durante las reuniones del área de Estructuras de UPR-M, formada por diez profesores de tiempo  completo, se ha discutido el tema del uso de computadoras en nuestros cinco cursos de pregrado, los que son requisito  para todos los estudiantes de ingeniería civil.

Es necesario aclarar que estos cursos no incluyen los básicos comunes a  todas las ingenierías (Estática, Dinámica y Mecánica de Materiales).

Las opiniones que se presentaron fueron y son muy  dispares: van desde no usar ningún programa en los cursos  de análisis y diseño estructural, hasta el uso extenso de  programas en todos los cursos, comenzando desde los más elementales.

Aunque no necesariamente se dio entre mis  colegas, cuando se discute el tema, están los que opinan que simplemente los estudiantes deben saber todo, o sea  entender cabalmente los conceptos físicos, estar familiarizados con los métodos aproximados y las técnicas modernas  diseñadas para ser programadas, conocer sobre programación, y por supuesto, también usar programas comerciales para  resolver estructuras complicadas tridimensionales.

En mi humilde opinión, esta última es una posición cómoda e  irrealista. Simplemente, salvo algún nuevo Hardy Cross o Nathan Newmark que aparecen  de vez en cuando, no es  posible con el tiempo y los recursos limitados y en una universidad no de élite, que los estudiantes logren en un par de  años acumular toda esta experiencia y conocimiento.

Es necesario, por lo tanto, una  solución de compromiso. La  pregunta que surge inmediatamente es: ¿y qué vamos a “comprometer”?  O sea, ¿qué estamos dispuestos a “sacrificar”?  Es aquí donde la discusión se torna interesante.

Llegar a un acuerdo sobre el uso de programas en los cursos de diseño es todavía más problemático. La razón es que,  como se sabe, a diferencia del análisis, la respuesta no es única, y el diseñador debe tomar decisiones que usualmente no  está dispuesto a dejárselas a un programa, por más sofisticado que sea.  La discusión también puede extenderse a los  cursos de elementos finitos.

Si sólo se puede ofrecer un curso de este tema:

¿debemos enfocarnos más en la teoría, o en  el uso de programas comerciales, o ambas cosas con el riesgo de que los estudiantes aprendan muy poco de casi todo?  Para no perder el enfoque no se va a discutir el tema de elementos finitos clásico (o sea el análisis de sistemas continuos  2D y 3D) y vamos a limitarnos al análisis estructural (o sea estructuras aporticadas).

Creo que lo primero que debemos reconocer como educadores es que es imposible tapar el cielo con las manos. Es  un hecho innegable que la nueva generación de estudiantes ha crecido conociendo la Internet y los juegos electrónicos.

La educación tradicional, que es la que la mayoría de nosotros de una o más generaciones anteriores ha recibido, no es  atractiva para los estudiantes de las nuevas generaciones.

La actitud de que “la letra con sangre entra” o “si así lo aprendí  yo, ellos también pueden hacerlo” sólo van a conducir a frustrar ambos, los profesores y estudiantes, y vamos por lo  tanto a dejarla de lado como una opción válida.

La reorientación de los cursos hacia el uso de programas tiene asociado algunos cambios en los temas “teóricos” que  se cubren en los cursos. Por ejemplo, hace más de cinco años que en UPR-M hemos dejado de cubrir en los cursos de  análisis el método de distribución de momentos (también conocido como el método de Hardy Cross).

Esto fue objeto de  algunas críticas por quienes argumentaban que los estudiantes tienen que tener una herramienta para resolver  rápidamente “a mano” una estructura indeterminada.

No obstante, los cambios en la tecnología son tan rápidos que un  argumento válido hace un par de años puede no ser relevante hoy en día, en la era del “i-phones” y de la realidad virtual.  Nuestra experiencia con los estudiantes subgraduados en UPR-M es que prácticamente el 100% de ellos tienen una  computadora portátil (“laptop”).

Supongamos que existe algún acuerdo, al menos tenue, de que es deseable introducir programas de computadora en  los cursos de análisis y diseño. Para enfocar las discusiones, circunscribámonos a los cursos de análisis. Hay varios  grados y maneras de incentivar el uso de programas.

Están quienes piensan que se debería familiarizar a los estudiantes  desde los primeros cursos.  De esta manera, los estudiantes pueden verificar las soluciones de las estructuras analizadas a  mano.

En mi opinión esto tiene el inconveniente del “efecto fascinación”: los estudiantes quedan tan deslumbrados de lo  fácil y bonito que lucen, por ejemplo, los diagramas de momento en una viga, que pierden todo interés en aprender a  trazarlos. Puede ser difícil mantener el entusiasmo por el tema (muchas veces de por sí bajo) si el programa “lo hace  todo”, y con lujo de detalles.

Están los que piensan que sólo se deben presentar los programas a los estudiantes luego de haber concluido sus  cursos de análisis estructural. De esta manera, los estudiantes tienen conocimiento de los métodos en los que se basa el  programa y por lo tanto de sus limitaciones.

Este enfoque parece ser razonable; tal vez un inconveniente podría ser que  los estudiantes se sientan un poco defraudados, como si se les hubiera ocultado el “tesoro escondido” luego de haber  pasado por el arduo proceso de analizar estructuras con el sudor de la frente.

Una metodología intermedia (y es la que este servidor usa en sus clases) se basa en lo que en inglés se conoce como  “just-in-time engineering”.

Cuando se enseña el método de rigidez y se cubre un cierto elemento, por ejemplo cerchas  (armazones o reticulados o “trusses”), se usa un programa comercial y otro programa “hecho-en-clase” (por el profesor)  en Matlab para analizar estas estructuras.

Al final del curso los estudiantes deberían  estar familiarizados con los  fundamentos del método de rigidez y con el uso de un programa comercial que eventualmente podrían usar en la  práctica.

Otro tema para discusión es la conveniencia de que los estudiantes, en especial aquellos en programas graduados,  escriban sus propios programas para análisis de estructuras.

Aquellos que argumentan a favor, comentan que la mejor  manera de entender cabalmente un método de análisis, como el de rigidez matricial, es programarlo.

Además la amplia  difusión de programas en lenguaje de alto nivel (como por ejemplo, Matlab, Maple, Mathematica, Mathcad) facilita  mucho la programación, si se compara con lo que muchos de nosotros tuvimos que batallar con el viejo FORTRAN.

Aquellos que argumentan en contra de que se enseñe la programación de los métodos de análisis afirman que es  imposible y sin sentido tratar de competir con programas comerciales sofisticados y poderosos que llevaron años en  desarrollarlos y que tienen como respaldo a un ejército de ingenieros y programadores.

El argumento en contra continúa  sugiriendo que es más efectivo dedicar este tiempo y esfuerzo a entender mejor las capacidades de estos programas y a  considerar múltiples opciones (sistemas estructurales, geometrías, etc.).

Como ocurre con frecuencia que hay opiniones  divergentes, ambos bandos tienen algo de razón: es cuestión de a qué factor le asignamos más importancia.

En algo en que ambos, los propulsores y los escépticos del uso de programas de computadora, están de acuerdo es en  el famoso aforismo que en inglés se enuncia como “garbage-in, garbage-out”.

En otras palabras, si se le entra “basura”  al programa, lo que éste entrega también es “basura”. Creo que todos los que usamos programas de computadora para  análisis estructural en nuestros cursos para proyectos o tareas hemos experimentado el caso de estudiantes que entregan  resultados muy bien presentados, elegantes, en colores, pero ridículos.

Casi  todos los semestres tengo oportunidad de  observar estructuras cuyas juntas giran cientos o miles de radianes, y no están analizando ventiladores ni molinos de  viento. En todos los ámbitos académicos como profesionales abundan las anécdotas de este tipo. Muchas veces se usan  estas situaciones en forma un tanto alarmista y como un llamado para “volver a lo básico”.

Volviendo unas décadas atrás, la preocupación respecto al abuso de los modelos matemáticos y métodos analíticos   ya la había expresado uno de los pioneros de la ingeniería estructural, Hardy Cross, cuando en el año 1952 escribió (en  Engineers and the Ivory Tower, McGraw Hill) que: “There is sometimes cause to fear that the scientific technique, the  proud servant of the engineering arts, is trying to swallow its master” (Existe a veces el temor de que el método  científico, el sirviente orgulloso de las artes de la ingeniería, está tratando de tragarse a su maestro).

Y el profesor Cross  no se refería a las computadoras, sino a que los estudiantes (y profesionales) habían perdido la intuición y el  entendimiento del comportamiento estructural que existía  entre los diseñadores y maestros constructores antes del  desarrollo de los métodos analíticos.

El problema es ahora más complicado que en los tiempos de Cross, pero creo  independientemente de nuestra posición, compartimos un principio básico: el uso rutinario de programas de  computadora sólo debe estar a cargo de quienes tienen conocimiento de las implicaciones del modelo adoptado para una  estructura, de las suposiciones y simplificaciones que se hacen y por consiguiente las limitaciones de la teoría en los que  se basan los programas, y una idea aproximada de al menos del orden de magnitud de la respuesta esperada, entre otros  atributos.

Para facilitar el uso de programas comerciales para fines didácticos, sería de gran ayuda que programas de  computadora como por ejemplo SAP2000 entreguen resultados parciales.

Por ejemplo, sería útil que estos programas  tengan como opción entregar las matrices de rigidez, los modos de vibración en forma de tablas, entre otros. No obstante, la gran mayoría de los programas tienen la característica de lo que se conoce como “caja negra” (“black box”).

Hay algunas excepciones como el programa CAL preparado en la Universidad de California en Berkeley o el programa  ED-Elas2D del Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería, de Barcelona.

A este tipo de programa  muchas veces se los conoce como “caja de vidrio” (“glass box”) en el sentido de que nos permite ver lo que ocurre  dentro de él, en donde el usuario puede ver los distintos pasos que llevan a la solución del problema.

Quienes pueden y deben aportar de forma significativa a la discusión sobre el uso de programa de computadora en la  educación de pregrado son los ingenieros “practicantes”.

Dicho sea de paso, este adjetivo parece tener por implicación  que aquellos en las universidades viven en un capullo desconectados de la realidad y de la práctica, pero ese es un tema  para otro editorial. Definidamente, la opinión de las compañías privadas de diseño debe ser buscada y escuchada, como  así también la de las agencias del gobierno que tienen profesionales dedicados al análisis y diseño estructural.

Después  de todo, ellos son la razón de ser de las escuelas de ingeniería, o sea nuestros “clientes”. No obstante, es la opinión  personal de este servidor que las universidades deben ser los agentes de cambio, deben asumir el liderato en la  modernización de los temarios de los cursos.

Se supone que en nuestra función de docentes e investigadores estemos en  el frente de la ola, al tanto de los últimos adelantes técnicos. Puede ocurrir que quienes están dedicados a la práctica a  tiempo completo de la profesión, por las presiones de las fechas de entrega y la competencia, muchas veces no pueden  darse el lujo de estudiar y comparar nuevas metodologías y herramientas.

Este es el rol que deben jugar los docentes  investigadores, pero siempre tratando de seguir “con los pies en la tierra”.

Me gustaría poder conocer la experiencia de mis colegas docentes en distintas universidades y países, y también los  consejos de aquellos ingenieros consultores que están en la práctica diaria de la ingeniería estructural.

Entiendo que esta  situación también se presenta en otras áreas de la ingeniería civil por lo que también invito a estos colegas a sumarse al  debate. Estos párrafos no tienen más objetivo que traer el tema a la palestra pública.

De ninguna manera este servidor  conoce (y creo que hablo ahora también en nombre de mis colegas) la respuesta final a los interrogantes planteados. Lo  más probable es que no haya una respuesta “final” sino sólo una solución que sea un compromiso razonable por un  tiempo más o menos limitado.

Excelente articulo escrito por Luis E. Suárez, Catedrático, Departamento de Ingeniería Civil y Agrimensura, Universidad de Puerto Rico.

CivilGeek

Ingeniero Civil, que comparte información relacionado a esta profesión y temas Geek. "Si buscas resultados distintos, no hagas siempre lo mismo"

Comments (24)

  • Reply Juan Merlo Buitron - 9 enero, 2011

    Es de mucha utilidad saber que siempre nos envien informacion tecnica para los que estamos inmersos en la construccion y la consultoria en obras civiles les deseo las mejores exitos en el proposito que se han fijado.

  • Reply gongo - 9 enero, 2011

    Lo ideal seria concer lo uno y lo otro, es decir, hacer el diagrama de momentos ‘caLculado a mano’, entenderlo, y luego ya conociendo la procedencia de este o cualquier diagrama, proceder a utilizar los diferentes programas, puesto que varian tanto en resultados como en complejidad respecto a su manejo y resultados (algunos son mas conservativos, parece que no utilizan el metodo LRFD), otros por el contrario trabajan con la Resistencia ultima muy ajustada, que a la larga puede ser la mas economica,…..PERO, y aqui esta el meollo del asunto….para discutirlo se requiere mucho criterio que no se aprende sino con experencia, y conociendo de antemano la prcedencia de los resultado para compararlos,

    • CivilGeek

      Reply Civilgeek - 9 enero, 2011

      Totalmente de acuerdo lo ideal seria entender lo que lo que ocurre o producen los momentos y después analizar manualmente o con software…

  • Reply Carlos Francisco Mccarthy diaz - 9 enero, 2011

    EL tema es de interes permanente para docentes,estudiantes y profesionales por el choque de criterios que contiene pues hay algunos que sostienen que Cross es obsoleto.Hay que continuar el mismo

  • Reply adeluna100 - 9 enero, 2011

    Uff, lo expuesto aquí da golpes bajos a medio mundo, por ejemplo, me despidieron de distintas Universidades por decir la verdad que es algo de lo que esta expuesto aquí.
    1.- En la Universidad UPAEP (Puebla, México) a los arquitectos no se les quieren dar las materias de estructuras de una forma detallada, porque dicen que eso lo deben de manejar los ingenieros, lo mismo que en la UDLA, dando lugar a que estas personas no puedan mas que proyectar pero fuera de la realidad y no pueden hacer remodelaciones o ampliaciones porque carecen de criterio estructural.
    2.-Lo mismo ocurre con la materia de sistemas estructurales donde en lugar de tomar el libro que posee ejemplos de los 5 sistemas estructuras que existen y su funcionamiento estructural como son: de superficie activa, de masa activa, de vector activo, etc., como no saben de su existencia dan un revoltijo de estructuras, del reglamento de construcción, etc., pero eso se debe a la carente preparación no solo de los profesores que la imparten sino hasta de los directivos donde también carencen, desgraciadamente de la preparación suficiente.
    3.-Lo mismo pasa con la materia de CAD que aquí en Puebla se da solamente Autocad y en 2 cursos metiéndoles de todo, por ejemplo un “profesor x” realizo un programa para Autocad en lisp y con autorización de los propios directivos, lo imparte como parte del curso (solo lo que puede hacer, no las rutinas de como lo hizo) para así poder vendérselo a los alumnos, además de 3DStudio y PhotoShop, dando lugar a una preparación muy baja, provocando que manden a maquilar las presentaciones o trabajos porque no están preparados.
    Estoy hablando de varias Universidades de Puebla como UPAEP, UDLA, Cuauhtémoc, Benito Juárez, Ibero, Oriente, IES, donde efectivamente son teóricos, osea que no ejercen su profesión, están fuera de la realidad, y sobre todo hay directivos que están encargados de las carreras y ni siquiera tienen esa preparación, por ejemplo de la Benito Juárez el coordinador de la escuela de Arquitectura es diseñador gráfico, en el IES lo mismo, en la Cuauhtemoc es un contador y los mismos “profesores” que mencioné anteriormente están en casi todas las universidades supuestamente impartiendo las materias de Autocad, sistemas estructurales, proyectos, topografía (no conocen los instrumentos más básicos), etc.
    En fin en Puebla el sistema educacional en las Universidades de Arquitectura son un caos, se encuentran puros cuates de gente que tiene títulos gratis, por ejemplo un “profesor” que imparte dibujo en la Cuauhtémoc le fué regalado el título de Arquitecto de la Cuauhtémoc y la maestría de la Ibero, si de ese lo supe ¿de cuantos es igual?
    Así que no se preocupen, si sus profesores poseen realmente los conocimientos e imparten no solo la teoría, sino la práctica y la realidad realizando ejemplos a mano (usando calculadoras se pueden hacer maravillas) y en seguida con los programas creo que los alumnos realmente aprenderán y no se les estará ocultando nada, creo que el problema será el tiempo de impartición de cátedra, pero ahí podrán hacer cursos especiales para poder ampliar más sus conocimientos.
    Saludos.

  • Reply Ing. Doko - 7 febrero, 2011

    Interesante tema, y a decir verdad siempre sera de discusion temas similares; a mi parecer se deberia de impartir con seriedad los temas de analisis estructural como de dinamica y resistencia de materiales eh ir de la mano con el sotware, para lo cual el profesor tendria k ir guiando al alumno a utilizar la teoria en el sotware, ya el sotware procesa lo k nosotros le decimos que procese.

  • Reply victor alfonso - 1 octubre, 2011

    la computadora u ordenador es eso un “ORDENADOR” no discierne,el ser humano si lo hace, por lo tanto, es este el que debe tener bien comprendidos los principios estructurales para tomar decisiones congruentes con la realidad de lo diseñado estructuralmente, y para eso es definitivamente ineludible que se siga comprendiendo por medio del estudio y el quehacer manual todos y cada uno de los métodos y teorías que existan para análisis estructural, para en un segundo paso estar en posibilidad de utilizar la computadora con un criterio reservado, antes de tomar como validos los resultados obtenidos con el aparato. es decir, como en todo primero son las bases, luego la estructura, es decir no construyes de arriba para abajo, por favor que absurdo! y efectivamente se tiene la creencia estúpida que los arquitectos no deben calcular y que solo sirven para dibujar tacitas y platicos,cuando la realidad es que deben saber de estructuras en toda su complejidad, pero como la mayoría de arquitectos y también ingenieros están neófitos en el tema estructural pues no tienen capacidad para instruir, este es un mal de la docencia mexicana, ENTIÉNDASE! LA COMPUTADORA NO SACA CONCLUSIONES! EL INGENIERO O ARQUITECTO QUE SABE DE ESTRUCTURAS, SI!

  • Reply victor alfonso - 1 octubre, 2011

    ADELUNA 100, LA VERDAD SIEMPRE DUELE, NO PECA PERO INCOMODA, Y A LOS CÓMODOS LES CAE COMO BALDE DE AGUA HELADA, NO LES GUSTA QUE LOS EVIDENCIES, PORQUE NO ESTÁN DISPUESTOS A CAMBIAR, PERO ADEMAS CREEN QUE TIENEN RAZÓN! Y EL EQUIVOCADO ERES TU! NO LES IMPORTA EL NIVEL EDUCATIVO! Y A ESO SE DEDICAN! QUE INCONGRUENCIA, NO?, PROCURA SER MAS DIPLOMÁTICO Y CUIDADOSO CUANDO TE QUIERAS COMUNICAR CON ESTOS FLOJOS, SON LA MAYORÍA! NO SON MACHOS PERO SI SON MUCHOS!

  • Reply victor alfonso - 1 octubre, 2011

    es lamentable pero los docentes son los estudiantes que en su momento fueron los mas burros, no los mas dedicados, ha! pero como son amigos de los directivos, por favores, por adulación, por practicar el deporte que le gusta al dire, o simplemente por graciosos y chismosos del dire, inmediatamente se ganan el derecho de ser maestros y hasta de tiempo completo, pero este no es mas que el reflejo de nuestra actual sociedad, no te sorprendas!

  • Reply Diego Castellanos - 11 septiembre, 2012

    Estimado Luis:

    Primero debo concordar con adeluna100. Yo he sido catedratico en varias universidades y el comun denominador son directores o coordinadores que no saben nada de la materia (ya sea de arquitectura o ingenieria). En fin.. esto es un tema muy largo.

    Por otra parte estoy de acuerdo que se debe ensenar que sistemas estructurales existen, bajo que esfuerzos trabajan y rangos de aplicacion.

    Yo no estoy en contra del uso de programas o software pero creo que es esencial que los alumnos hagan los famosos croses y kanis (tanto arquitectos como ingenieros), para entender el concepto de rigidez!!, es decir como las fuerzas se reparten proporcional a la rigidez!. Despues de eso los futuros profesionales deben entender lo que son esfuerzos y deformaciones para poder entender la distrubucion de esfuerzos en vigas, columnas, etc. Despues de hacer esto (que se puede hacer con calculadoras muy sencillas), se puede entrar a lo que son diagramas de momentos y cortes, que no requiere mayor ciencia. Para que queremos usar un software en una viga siemplemente apoyada si se puede resolver con WL^2 / 8?

    Bueno que pasa si hay que resolver un edificio? pues muy bien, programas de calculo, pero que hay acerca del criterio y/o experiencia, que pasa si a un alumno le da un momento de 10,000 o 200 en una viga, podra razonar si es aceptable? Bueno estos temas se los relegamos a la experiencia.

    Pero bueno hay otro tema muy importante: los programas de calculo estan relegados al rango elasticos (recordemos que el modulo de elasticidad E es una abastraccion de un fenomenos mas complejo). Estan las estructuras sujetas solo a cargas elasticas??? (sismo, viento, etc,), En este sentido debemos revisar la filosofia de diseno y como las cargas se aplican y estudian en estos rangos. Recordemos que para el sismo solo estamos simplificando un fenomeno muy complejo que no trabaja en el rango elastico. En conclusion para este parrafo, los programas actuales son muy limitados por el aspecto de elasticidad.

    PEro bueno asi como el futuro del CAD probablemente sea el BIM, es muy probable que el futuro del software estructural sea el elemento finito, cuyo limitante actual es la capacidad de computo. Finalmente creo que debe usarse el software pero despues de entender a nivel muy conceptual lo que el mismo hace y que a nivel elemental puede resolverse con una calculadora media vez se haya comprendido el concepto de rigidez, esfuerzos y deformaciones.

  • Reply Vic Flores - 11 junio, 2014

    Simplemente hay que ir evolucionando con el tiempo, antes se prohibía obtener información de internet para hacer la tarea, te lo pedían que lo buscaras en libros e incluso que hicieras tu ficha bibliográfica y fueras a la biblioteca. Ahorita, hasta los de primaria, se les permite el uso de internet para documentarse, hasta resulta casi impensable que no te permitan documentarte por este medio.

    Así pues, lo mismo sucede con este tema, creo que hay que dar un paso adelante en la tecnología, aprovecharla y como en todo, esto dependerá del alumno. Ya que lo que le importa a las empresas es que sepas usar tal programa.

  • Reply Lala - 12 junio, 2014

    Yo soy estudiante de ingeniería civil, y mis cursos del ciclo básico me enseñaron todas las teorías y métodos existentes y algún que otro software educacional, pero solo en algunos cursos mas avanzados nos alientan mas a meternos con el tema del software.. Yo personalmente creo que debemos entender y madurar primero los conceptos estructurales, las limitaciones, a aprender a pensar comos e modela, como se comporta la estructura, etc para luego aprender a usar un software en algún curso extracurricular,, porque no es más que una herramienta para agilizar el trabajo como profesional en el cual se presentan desafíos mas complejos que lo que has visto en la facultad pero la realidad es que aprender a usarlo no te deja nada, sino tenes los conceptos previos y la capacidad de análisis nunca vas a ser un profesional, un ingeniero… No digo que como profesional no debas aprender a usar algún software pero la facultad creo que debe apuntar a que se genere una masa critica, gente con capacidad de análisis, gente que discuta y así generar que el conocimiento crezca..no creo que el fin de la facultad sea aprender a usar un software y tampoco tiene la obligación de darte todas las herramientas sino la de abrirte la cabeza

  • Reply patricio silva - 29 diciembre, 2014

    La práctica sin la teoría no es nada. Puedes aprender a conducir un coche, pero necesitas saber de leyes de tránsito para moverte bien y sin peligro, si sabes usar el programa es bueno, pero las normas, las experiencias y la teoría es lo importante.

  • Reply Abraham - 28 abril, 2015

    Como estudiante de Ingeniería Civil, estoy de acuerdo en que uno debe entender como funciona una estructura, y conocer el proceso de diseño, y saber reconocer cuando un resultado tiene cierto sentido y cuando no. Lo que no entiendo es por qué los profesores en general creen que este conocimiento solo se puede obtener haciendo cálculos a mano.
    Cuando uno recibe una clase de estructuras, pasas la mayor parte tiempo peleándote con la calculadora y haciendo dibujos, y si al final de una clase consigues obtener un resultado casi no hay tiempo para comentarlo, por lo que tu comprensión del ejercicio se ve limitada. A esto se le suma que cuando tardas una hora en resolver una serie de pórticos, la cantidad de casos que puedes estudiar en tu periodo universitario es limitado.
    Es por eso que entiendo que estas asignaturas deberían siempre impartirse con apoyo informático, para agilizar el proceso de obtención de resultados, aunque no sea un programa específico de diseño tipo SAP o CAD, si alguno que realice anodinos y repetitivos cálculos que en lo único que te benefician es en tu habilidad para utilizar una calculadora manual.
    Utilizando algún tipo de software tipo mathcad/lab, siempre comprenderás el proceso matemático, pero ahorrarás horas y horas de calculadora, lo que te da tiempo para estudiar otros problemas o métodos y te permite ir cambiando variables para que de forma rápida puedas ver cómo afectan a un resultado, lo que es ideal para entender si un resultado puede ser coherente o no.
    Muchas veces pienso que si no se utilizan estos sistemas puede ser por dos motivos, el primero y el que yo creo que es el menos extendido, es porque el profesor tiene una firme creencia en la enseñanza tradicional a mano, pero el segundo es que creo que simplemente para un profesor es más fácil realizar un examen de 4 horas en el que pases 3 horas haciendo números con tu calculadora, media hora dibujando diagramas y otra media pensando, cuando en un examen con software, el peso del mismo debe ser casi íntegramente a razonar y justificar una solución, lo cual es, en mi opinión, la capacidad fundamental que debe tener un Ingeniero.

  • Reply German Bernad - 28 abril, 2015

    Como ingeniero y docente de la facultad de Arquitectura y la facultad de Ingeniería.en Salta (Argentina)….siempre en el tema de las estructuras, aplicamos con mis colegas en las cátedras el criterio de usar métodos simplificados como el de Cross, ya que si el mismo es analizado correctamente, se pueden sacar importantes conclusiones estructurales; una vez comprendidas estas trabajamos con los alumnos en programas comerciales y libres.
    No siempre los resultados son completos con todos los alumnos, pero eso pasaba en mi época de estudiante también y después cada profesional tomo una especialidad distinta, por aquello de que uno se especializa en el rumbo que mas entiende o le gusta…..no todos podemos ser calculistas de estructuras… ,

  • Reply Oscar Fernández - 29 abril, 2015

    Existe una primera fase del diseño estructural, previa al análisis, en la cual el criterio del ingeniero es irreemplazable: la ESTRUCTURACIÓN. Esta es la etapa de conjetura inicial, racional y educada (supuestos de diseño) que proviene de la experiencia y la intuición más que de cálculos científicos.De ahí en adelante, las computadoras serán solamente un valioso auxilio en el tema operativo. Pero siempre será indispensable comprender el fundamento en el que se basan las soluciones. En lo personal, estimo indispensable que el alumno comprenda previamente la distribución de momentos de Cross.

  • Reply Isaac - 16 mayo, 2015

    Soy egresado de Ingeniería Civil en Obras Civiles, de la Universidad de Santiago de Chile, y mi experiencia la puedo resumir en lo siguiente:

    1. La enseñanza de las asignaturas de análisis estructural se enfocó en abarcar una gran cantidad de métodos, lo cual resultó nefasto desde el punto de vista del entendimiento de los conceptos.

    2. Las asignaturas cursadas y sus contenidos fueron:

    Estática: Mecánica vectorial, resolución de marcos isoestáticos mediante ecuaciones de equilibrio y despieces.

    Mecánica de Estructuras: Método de viga conjugada, método de Castigliano, método de Carga unitaria.

    Análisis de Estructuras: Método de Flexibilidad, método de Slope – Deflection, método de Rigidez Directa. Presentación de programa SAP2000, trabajo práctico.

    Análisis Matricial: Método de Rigidez Directa – método matricial de Rigidez – método de Subestructuras.
    Trabajo práctico en Sap2000.

    Análisis Sísmico: Método de Subestructuras – Análisis dinámico de edificios mediante aplicación de normativa sísmica chilena – Modos de vibrar – Vibraciones forzadas.

    3. Solo métodos de resolución, pero muy poco de discusión y comprensión del comportamiento de las estructuras, de los fenómenos físicos involucrados…una montaña de fórmulas y ejercicios, pero poco y nada de análisis conceptual.

    En síntesis, me enseñaron muchos métodos, los llegué a manejar a un 70%, pasé los exámenes, se me olvidaron los métodos y me quedó un gran vacío, que de manera autodidacta intento llenar, aprendiendo lo que no me enseñaron, programando, leyendo teoría, planteándome preguntas, etc.

    Plasmaré mi experiencia en algún libro, y elaboraré una metodología más integral para el aprendizaje del análisis estructural, llevándolo a la docencia, para eliminar definitivamente el vacío generado en la Universidad.

    Saludos, y muy buen tema el que se ha expuesto en esta página.

    • Reply Carlos CG - 7 enero, 2020

      Es una realidad muy triste, hacen eso basándose en que la universidad no será suficiente para dedicarte a estos temas, esos temarios son un burla y tributo a los métodos “antiguos”, siendo el objetivo más importante la discusión y entendimiento fiel del tema tratado. También sufrí esa gran frustración al darme cuenta que me enseñaron puros métodos inútiles y aproximados, más enseñados por costumbre que por verdadera utilidad.

  • Reply Henry Villanueva - 20 marzo, 2016

    El problema es que no tiene muy buena base matemáticas, con la trasformada de la place y su inversa, los ejercicios estructurales se hacen sencillos, para agregarlos en matlab tienes la certeza de que están bien tus cálculos, agregando el criterio de como consideraciones de ubicación, temperatura, etc. Esta garantizada la estructura.

  • Reply Héctor Soto Rodríguez - 20 marzo, 2016

    Los programas de computadora para el análisis y diseño estructural hoy en día constituyen una herramienta muy poderosa para el dimesnionamiento de estructuras de todo tipo. No obstante, es fundamental el criterio ingenieril del usuario, de lo contrario se convierten en recursos y herramientas muy peligrosas. Se deben utilizar con responsabilidad y conocer todas las hipotesis y consideraciones que sirvieron de base para su desarrollo.

    En las universidades de cualquier país- Soy Profesor de la maestría en Ingeniería de EStructuras en ULSA Bajío, Campus León, Gto y he publicado una docena de libros sobre estructuras de acero- primero debemos mostrar los principios básicos del análisis estructural, los materiales de construcción y sus ventajajas y debilidades, los sistemas estructurales y el comportamiento sísmico estructural de cada uno de ellos. Si entedemos estos aspectos fundamentales del análisis, disño y comportamiento de las estructuras, entonces estamos en condiciones de usar los programas de computadora. Siempre lo he dicho, los programas de computadora no diseñan las estructuras, las diseñe el proyectista y si le metes basura, saldrá basura. He revisado una gran cantidad de memorias de cálculo d eotros colegas diseñadoras y nos entregan los resultados del programa de computadora, creo que vale más que en la memoria se plasmen los criterios de diseño y de la estructuración de la edificación, sea de cualquier material.
    Me parece un tem amuy importante que debemos abordar e involucrar a universidades mexicanas y de ámerica Latina ya que tenemos problemas académicos muy similares.
    Reciban mi felicitación por este medio y les mando un afectuoso saludo

    Héctor Soto Rodríguez ,

  • Reply Victor - 21 marzo, 2016

    Hola. Se me hizo muy interesante todo lo que expones, se ve que dominas el tema. ¿Me podrías ayudar con unas preguntas de cálculo estructural?. Como por ejemplo, ¿De dónde salen los coeficientes sísmicos?.

  • Reply Carlos CG - 7 enero, 2020

    Sin duda un tema polémico y bien redactado en este artículo, igualmente lo he pensado y repensado como aspirante a educador.

    El objetivo de una universidad-profesor es que el alumno pueda aprender correctamente lo que aplicará, por ahora eso significa comprender conceptos y fundamentos básicos para que pueda identificar si algo esta en lo correcto. La enseñanza del docente consta de usar todos los medios posibles para lograr su objetivo, y hacerse el ciego ante las tecnologías sería inadecuado (uso responsable?). La realidad actual de la tecnología es que aún los programas de cálculo específicamente no pueden decidir por sí mismos cómo será una estructura y mucho menos si esta completamente correcto, por tanto es absolutamente necesario que el alumno sepa bien lo que esta pasando al momento de usarlos (distinto a cuando se aplique inteligencia artificial a este tipo de programas y la función del profesional quede relegado a algo muy secundario).

    Bajo estas premisas creo conveniente apoyar al alumno con su aprendizaje a través del ejercicio complejo, muchas veces se pide que creen sus propias hojas de cálculo (muy similar a programar, pero con limitaciones) y así pueden auto-corregirse con más rapidez, siendo el aprendizaje más extendido por dejar espacio a los fallos y errores, por tanto más experiencia. Por otro lado estarán los programas educativos, que los hay pocos, pero sin duda serán un gran salto para la enseñanza, pero por ser tan específico son los docentes quienes se deben encargar de crearlos, con el criterio de un docente, saber poner lo que se necesita realmente a nivel educativo y no comercial es que este tema puede quedar muy cerrado. Por mi parte inicié un proyecto para “Análisis estructural” que aún no va a ver la luz en mucho tiempo y espero llegue a ser útil y apoye la corriente de la aplicación responsable de tecnologías en la educación.

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