Conviene empezar por lo que sí existe, porque es bastante y es bueno. Quien enseña estructuras hoy tiene herramientas gratuitas de primer nivel, y varias de ellas hacen su trabajo mejor de lo que lo hacemos nosotros.
El panorama gratuito, con nombre y apellido
| Herramienta | Gratuita | Lo que hace muy bien | Desarrollo conceptual |
|---|---|---|---|
| Ftool | Sí | Modelar pórticos planos y leer diagramas y líneas de influencia con una fluidez que pocos igualan | Muestra el comportamiento, no el desarrollo que lo produce |
| MASTAN2 | Sí (sobre MATLAB o su runtime) | Análisis matricial lineal y no lineal, ligado al libro de McGuire, Gallagher y Ziemian | La teoría está en el libro; el programa corre el análisis |
| SkyCiv | Franja gratuita | Cálculos a mano paso a paso: cuerpos libres, ecuaciones de equilibrio antes de sustituir, Cross para hiperestáticas | Aritmética sustituida, y sobre estática básica |
| sectionproperties | Sí, open source | Alabeo, centro de corte y constante de Saint-Venant por elementos finitos | Es una librería de Python: devuelve números, sin interfaz ni explicación |
De esa lista, SkyCiv es el que más se acerca a lo que solemos llamar «mostrar el desarrollo», y hay que decirlo con todas las letras: sus cálculos a mano son buenos. Te arma el diagrama de cuerpo libre, escribe ΣM = 0 antes de meter números y resuelve por Cross cuando la viga es hiperestática. Si alguien afirma que ningún programa gratuito muestra los pasos, SkyCiv lo desmiente en un minuto.
La diferencia no es mostrar pasos. Es decir cuándo la fórmula no aplica
Sustituir números en una fórmula correcta y explicar por qué esa fórmula es la que corresponde son dos cosas distintas. La primera te ahorra la cuenta. La segunda te evita el error que la cuenta no puede detectar, porque el error está una capa más arriba.
Los calculadores de torsión que se encuentran dando vueltas ilustran el punto al revés: vos elegís el tipo de sección —maciza, tubo cerrado, rectángulo— y el programa aplica la fórmula asociada. Nunca te dice que elegiste mal, ni qué habría dado la otra teoría, ni de qué lado del error quedás.
Un programa que sólo calcula nunca te va a avisar de que estás calculando lo que no es.
Tres funciones donde no encontramos equivalente
- Análisis cinemático explicado. Buscamos software y no hay: lo que aparece es material de cátedra en PDF. El «educational software for kinematic analysis» que existe es para mecanismos de máquinas, bielas y manivelas, no para clasificar estructuras.
- Despiece. Lo único gratuito que encontramos es AutoRebar, y es un complemento de AutoCAD, así que para usar lo gratis hace falta una licencia cara. Además dibuja: vos ponés las barras, él arma la planilla. El resto son pruebas de siete días o software comercial. Open source, nada.
- Análisis de sección desarrollado. Acá sí hay un gratuito serio, sectionproperties, y en elementos finitos de alabeo probablemente nos gane. Pero es una librería sin interfaz: te devuelve el centro de corte, no te explica por qué está donde está.
Ninguna herramienta gratuita hace dos de las tres. Ninguna encara ninguna de las tres desde lo conceptual. Ese es el hueco, y es más chico y más preciso que «somos los únicos que enseñamos».
Una pantalla donde la diferencia se ve entera
Abajo hay una viga de dos tramos sobre tres apoyos. Los tres restringen solamente el movimiento vertical. Es el caso de manual, y a la vez el que más veces vi dar por bueno en un parcial.
La fórmula del grado de hiperestaticidad da g = 3·m + r − 3·n = 3×2 + 3 − 3×3 = 0. Cero significa isostática, y cualquier programa que se quede en la fórmula lo va a informar así. Pero nada sujeta la viga horizontalmente: es un mecanismo, y no se puede resolver.
| Paso | Qué mira | Resultado |
|---|---|---|
| 2 · Grado de hiperestaticidad | g = 3·m + r − 3·n | 0 |
| 3 · Matriz de rigidez | Modos de mecanismo detectados | 1 |
| 3 · Matriz de rigidez | Grados de libertad sin restringir | 1 |
| 4 · Sugerencias | Veredicto en pantalla | No se puede resolver |
La app no informa el cero y se lava las manos: lo contradice, y en el mismo paso 2 donde lo calculó: «La fórmula da g = 0 (condición necesaria para isostática), pero NO suficiente». El paso 3 arma la matriz de rigidez global —6×6 acá— y marca «Se detectaron 1 modo de mecanismo a pesar de que g = 0 ≥ 0». Nombra el nodo 3 y su desplazamiento horizontal, aclara que la ecuación del paso 2 cuenta restricciones pero no mira dónde están, y cierra con «✗ Mecanismo — no se puede resolver».
Por qué esto le puede servir a una cátedra
Un alumno que aprende la fórmula del grado y nunca ve fallar la condición suficiente se lleva una regla incompleta y no lo sabe. Es difícil de mostrar en el pizarrón, porque el ejemplo que la rompe parece un error de tipeo. Acá se ve en una pantalla, con el número y la contradicción al lado.
Y no hace falta instalar nada, ni tener licencia, ni pedirle a la facultad que compre nada. Abre en el navegador, en español, y el modelo se comparte por link.