estructuras de acero tomo 7

5/19/2018 Estructuras de Acero Tomo 7

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CAD/CAM

Instituto Tcnicode la Estructura

en Acero

I T E A

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NDICE DEL TOMO 7

CAD/CAM

Leccin 7.1: Introduccin al Papel del Acero en la Construccin

en Europa ............................................................................ 1

1 INTRODUCCIN ............................................................................................ 4

2 EL SOPORTE INFORMTICO ...................................................................... 6

3 IMPRESORAS Y PLOTTERS (TRAZADORES GRFICOS) ....................... 8

4 ENTRADA/SALIDA Y ALMACENAMIENTO DE DATOS .............................. 10

5 COMUNICACIONES ...................................................................................... 11

6 EL INTERFAZ DEL USUARIO ....................................................................... 12

7 PROGRAMACIN DE LOS ORDENADORES ............................................. 148 ANLISIS ESTRUCTURAL Y DISEO DEL SOFTWARE ........................... 15

9 DISEO ASISTIDO POR ORDENADOR (C.A.D.): DELINEACINEN DOS DIMENSIONES ................................................................................ 17

10 MODELO ESTRUCTURAL TRIDIMENSIONAL ............................................ 19

11 CONTROL NUMRICO EN LA FABRICACIN ........................................... 24

12 EL FUTURO ................................................................................................... 25

13 RESUMEN FINAL .......................................................................................... 27

Leccin 7.2: Futuro desarrollo de los sistemas de informacinen la construccin en acero ............................................. 29

1 INTRODUCCIN ............................................................................................. 32

2 EL INTERCAMBIO DE INFORMACIN EN EL PROCESODE CONSTRUCCIN ..................................................................................... 33

2.1 El intercambio de informacin: situacin actual ............................... 33

2.2 El intercambio de informacin: el futuro ............................................ 34

I

NDICE


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3. UN ESUQEMA PARA CAMBIAR ................................................................... 37

3.1 El Modelo de Producto ......................................................................... 37

3.2 Intercambio de informacin entre los programas informticos ....... 383.2.1 Introduccin ............................................................................... 38

3.2.2 Formatos neutros de intercambio de ficheros de grficos ... 38

3.3 Gestin de los sistemas de informacin (MIS-ManagementInformation System) .............................................................................. 40

4 INSTALACIN ................................................................................................. 43

5 RESUMEN FINAL ........................................................................................... 44

6 REFERENCIAS ............................................................................................... 45

II


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ESDEP TOMO 7CAD/CAM

Leccin 7.1: Introduccin al diseo y la fabricacin asistidospor ordenador (C.A.D./CAM)

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OBJETIVOS/ALCANCE

OBJETIVOS/ALCANCE

Se repasarn brevemente los principales

avances de la informtica y se describirn losdistintos modos en los cuales los ordenadorespueden ser usados en el campo de la construc-cin metlica, haciendo un nfasis especial en eldiseo y la delineacin.

CONOCIMIENTOS PREVIOS

Ninguno.

LECCIONES AFINES

Leccin 7.2: Futuras tendencias y desa-rrollo de los sistemas infor-mticos en la construccinen acero.

RESUMEN

El reducido coste de los relativamente

poderosos ordenadores personales ha permitidoque labores tradicionalmente realizadas amano se realicen ahora con la ayuda de dichasherramientas. Se analizarn los avances en lainformtica que han permitido este desarrollo.

Se describirn los usos potenciales de losordenadores dentro de cada una de las activida-des asociadas a la construccin con acero,desde la idea inicial del cliente hasta el trabajoen obra. Aunque se tratarn las aplicaciones

generales tales como los procesadores de tex-tos, las hojas de clculo o las bases de datos, sehar especial nfasis en los clculos de diseo yanalticos y en la delineacin asistida por orde-nador (C.A.D.). Se distinguirn los sistemas dedibujo en 2-D (dos dimensiones) de los de mode-lado slido y la posibilidad de transferir la infor-macin del modelado slido a la maquinariaautomtica, a travs de su control numrico.


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1. INTRODUCCIN

Los avances alcanzados en los soportes,

entornos, programas y en los sistemas de inter-cambio de informacin han provocado cambiosen diversas actividades de la construccin enacero. Estos avances informticos se han mez-clado con avances en los equipos (hardware), loque ha permitido que se abran nuevas posibili-dades para el desarrollo de aplicaciones o pro-gramas (software). Sin embargo, no todos losavances han seguido esta secuencia desde elpunto de vista del usuario final; en numerosasocasiones el desarrollo de aplicaciones ms fci-

les de usar ha precedido a la disponibilidad oaccesibilidad de las instalaciones necesariaspara soportarlas.

Los diversos procesos informatizadosexistentes en los campos del diseo y la fabrica-

cin asistidos por ordenador (CAD/CAM) debenintegrarse en la secuencia normal de actividadesque aparecen durante la concepcin, el diseo y

la fabricacin de estructuras (figura 1). Todo esteproceso de integracin debe ser manejado porgrupos de especialistas en distintas disciplinas,junto al propio fabricante. Un planteamientoalternativo podra consistir en encargar el proce-so global de diseo y construccin a una nicaorganizacin que tome la responsabilidad detodas las tareas, aunque se subcontraten ciertosaspectos de ellas a especialistas. En amboscasos, aparecern problemas de comunicacin,y el grado de xito al superarlos es crucial para

el xito global del proyecto.Las tecnologas de manejo de la informa-

cin se ocupan del intercambio eficaz de datos,y pueden ser empleadas para maximizar la efi-ciencia en todas las etapas del proyecto. Si bien,

desde el punto de vista de este programa esta-mos interesados en su influencia sobre losaspectos estructurales, todos los grupos deespecialistas involucrados en el proyectodeben considerarse parte de un equipo inte-grado. Con esta idea las posibilidades ofreci-das por los sistemas de ordenadores a la horade compartir informacin deben utilizarse, porejemplo, para asegurarse que las instalacionesauxiliares pueden situarse en el interior de laestructura, evitando los problemas que puedanpresentarse en la ltima fase del proyecto, par-ticularmente a pie de obra. Desde el punto devista arquitectnico, es importante que los ele-mentos estructurales no obstruyan la entradade luz natural desde las ventanas o que existauna libre circulacin de ocupantes dentro del

edificio. Incluso en el contexto puramenteestructural, hay reas donde se pueden pre-sentar problemas, uno muy tpico ocurre aldisearse la estructura con todos los elemen-tos en su tamao ptimo, pues esto plantea alfabricante el problema de encargar pequeascantidades de un gran nmero distinto de per-files y a disear y fabricar diferentes tipos deuniones, que siendo eficientes desde el puntode vista del aprovechamiento y coste del mate-rial, provocan elevados costes en la fabrica-

cin, que podran evitarse con la estandariza-cin de las uniones para adaptarse al

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Figura 1 Procesos de diseo y construccin (esquemtico)


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fabricante. Estos problemas puede que no sepresenten en todos los casos, y el hecho de quese produzcan es una prueba de la falta de efica-

cia en la comunicacin entre los miembros delequipo de diseo.

En la fase de presentacin de ofertas, losdiseadores deben:

Contactar con el Cliente, sus arquitec-tos y otros especialistas, posiblementeincluyendo a fabricantes de estructura.

Concebir, acordar y racionalizar undiseo estructural.

Realizar los clculos de diseo de laestructura con rapidez.

Preparar un nmero reducido de pla-nos.

Decidir los requisitos que se solicitarnal material y el proceso de construccin.

Usar todos estos datos para estimar unprecio de oferta y emitir la documenta-cin adjunta a dicha oferta.

Esta etapa representa una gran cantidadde trabajo que, despus de que el contrato hayasido adjudicado, puede haber resultado infruc-tuosa. Desde este punto de vista, existe la nece-sidad de minimizar el esfuerzo empleado duran-te esta fase tan arriesgada. Por otro lado, en elcaso en el que se consiga la adjudicacin delContrato, es esencial reducir la cantidad devariaciones eventuales con respecto a la especi-ficacin en el momento de la oferta, por lo queesta actividad debe realizarse de una maneramuy concienzuda. Existe, pues, una justificacin

muy clara para la introduccin de una aproxima-cin, basta que pueda desarrollarse por ordena-dor, facilitando un ahorro de tiempo en mano deobra en el dimensionamiento inicial de los ele-mentos, en la elaboracin de los planos de ofer-ta y en la estimacin de los costes.

Una vez que se ha superado la fase deoferta, y el Contrato ha sido adjudicado, el equi-po de diseo designado debe enfrentarse con:

Produccin de clculos de diseo dedetalle.

Producir un conjunto de planos parafabricacin, construccin y control de laedificacin y para facilitar el intercambio

de informacin entre los especialistasde estructuras, arquitectura y de instala-ciones.

Preparar la lista de mediciones y docu-mentos de contratacin.

Identificar una secuencia eficiente defabricacin y construccin que asegureque los componentes lleguen a obrapoco antes de que sean necesitados, yque no se presenten situaciones ines-peradas en obra.

En cada una de estas tareas el uso deordenadores, bien directamente, mediante progra-mas con aplicaciones, o bien, para el intercambiode informacin, es una posibilidad que hay quetener en cuenta para asegurarse de que la obra serealiza eficazmente y que funciona correctamente.

Aunque es normal que en una leccincomo esta se haga hincapi en la entrada de datostcnicos para el diseo y la fabricacin, deberecordarse que una parte importante de un even-tual aumento en la eficacia de un proceso comple-jo con mltiples tareas, puede provenir de una inte-gracin adecuada de los programas de uso normalen una oficina: procesadores de textos, hojas declculo y bases de datos. Las decisiones que seantomadas acerca de cmo se deben compartir yenviar los datos y el modo en que se debe organi-zar el proceso global, puede suponer importantesdiferencias para su eficiencia.

En esta leccin se presupondr que el lec-

tor tiene unos conocimientos generales sobre lainformtica y su uso, as como de las aplicacionesal control automtico de la fabricacin. Por ello, enesta leccin solo se realizar un repaso generalde la informtica actual y los desarrollos alcanza-dos en los ltimos 40 aos. Cuando sea necesa-rio introducir un trmino del lenguaje informtico,ste aparecer en letras itlicas.

El desarrollo de la informtica es muyrpido y, por lo tanto, toda la informacin que se

va a presentar tiene un perodo de validez muyreducido tras la fecha de su publicacin.

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INTRODUCCIN


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2. EL SOPORTE INFORMTICO(HARDWARE)

Los primeros computadores con funcio-namiento mecnico, se desarrollaron por losmatemticos del siglo XIX. Tras estas primerasmquinas los avances no pasaron de la obten-cin de calculadoras y computadoras electro-mecnicas (la mayora de las veces analgicosen lugar de digitales), usados en aplicacionescomerciales, industriales y militares hasta lamitad del siglo XX. Realizaban operacionesnumricas ms rpidamente de lo que se podahacer manualmente, pero estaban limitadas por

el alto nmero de piezas de precisin necesariaspara operaciones de aritmtica general, o paraoperaciones especiales como clculo de trayec-torias en artillera.

Los primeros ordenadores electrnicos sedesarrollaron a mitad del siglo XX, usando vlvu-las como elementos bsicos de procesado. stoscomponentes se disponan en placas, y por ellolos computadores reciban el nombre de placasmadre. Generaban grandes cantidades de calory, por ello era necesario instalar sistemas deenfriamiento y aire acondicionado. Estos prime-ros computadores eran poco fiables debido a lalimitada vida de las vlvulas termoinicas, ycuanto mayor era su tamao, mayor era la proba-bilidad de fallo. El lmite natural de dicho tamaose alcanzaba cuando se conceba un diseo quetena tantos componentes, que usando la proba-bilidad simple tendra una media de 57 minutosde paro por hora. Su uso y mantenimiento reque-ra el empleo de un gran nmero de personal demantenimiento y para el manejo de la maquina-

ria. Comparadas con sus precedentes mecnicoseran extremadamente poderosas. En el sectorindustrial se aplicaron preferentemente a la con-tabilidad y a los departamentos financieros, perosu uso en el campo de la investigacin permiti elcrecimiento inicial del anlisis numrico.

El desarrollo de los transistores en losaos 50 y de los circuitos integrados (microchips) en los 60 y 70 condujeron a la mejora deltamao, del consumo de energa, de la potencia

de clculo, de la fiabilidad y de los costes deequipos (hardware). Estos avances permitieron

una gran diversificacin de las aplicaciones de lainformtica y de las mquinas que las hacanposibles. El primero de estos avances fue la apa-

ricin de los miniordenadores -ordenadores rela-tivamente transportables y con la suficientecapacidad de clculo como para desarrollarlabores que antes slo eran posibles con las pla-cas madres-. El procesador central se poda ins-talar en una cabina que poda montarse sobre uncarrito con los elementos perifricos, y que podausarse en una oficina o laboratorio de tamaonormal. En comparacin con las placas madre,los miniordenadores slo necesitaban un sopor-te tcnico modesto. Su tamao se redujo drsti-

camente durante los aos 80, de manera quesus descendientes, conocidos como estacionesde trabajo (workstations), tenan un aspecto muysimilar al de los ordenadores personales actua-les. Las placas madres se convirtieron en superordenadores con el objetivo puesto en almace-nar y manejar cantidades enormes de informa-cin con velocidades de procesamiento muyaltas. Estos super ordenadores son empleadosen la actualidad para gestionar bases de datosde gran tamao y simulaciones numricas desistemas complejos.

En la mitad de los aos 70 la tecnologade los micro chips se haba desarrollado tantocomo para que se dispusiera de una considera-ble capacidad de clculo, que pudiera ser insta-lada en unidades muy pequeas -denominadasmicroordenadores u ordenadores personales-.Al principio tenan una capacidad de memoriainstalada en una unidad muy pequea, pero eranprogramables desde el teclado en lenguajeBASIC, pudindose cargar programas desde

casete. Los primeros fabricantes de microorde-nadores tenan cada uno su propio sistema ope-rativo (o programa de control), y no era posibletransferir programas o datos directamente desdeun tipo de mquina a otro. Tambin haba variostipos de micro chips, cada uno con su conjuntode instrucciones, por lo que cada uno de loscompiladores de los lenguajes de programacindeban reescribirse para cada tipo. La escriturade un sistema operativo comn para una familiade procesadores supuso un importante avance.

Este sistema permiti la fabricacin de un nme-ro importante de microordenadores entre los

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cuales podan intercambiarse los programas.Este proceso de estandarizacin ha continuadohasta el punto que en el momento de redaccin

de esta leccin solo hay dos grandes grupos deordenadores personales usados en ambientesprofesionales y de negocios, ordenadores perso-

nales PC compatibles con IBM PC y los AppleMacintosh. En el caso de Macintosh no existeuna industria de fabricacin compatible, que no

impide que exista una programacin muy ampliaen algunas reas, especialmente en el diseo yla publicacin grficas.

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EL SOPORTE INFORMTICO (HARDWARE)


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3. IMPRESORAS Y PLOTTERS(TRAZADORES GRFICOS)

A pesar de la multiplicidad de mediosexistentes para la presentacin y almacenamien-to de informacin, sigue siendo necesaria laposibilidad de disponer de copias en papel de losdatos de entrada, listados de programas, resul-tados de anlisis, grficos y documentos. En elcaso de copias de datos alfanumricos lo msconveniente es el uso de una impresora. Dentrode este rea existe un considerable abanico deopciones, aunque el principal cambio en los lti-mos aos ha sido el paso de los caracteres tipo-

grficos a las impresoras matriciales de distintostipos. La gran mayora de las modernas impre-soras pertenecen al ltimo de estos grupos, enlos cuales la salida est formada por una matrizde puntos que cubre el rea de impresin de unaforma similar a la que los pixels forman las im-genes en la pantalla. En las impresoras en blan-co y negro cada uno de estos puntos se activa odesactiva para determinar la forma del carcter ola imagen grfica, y la calidad de la impresindepende de la densidad con que estos puntosestn espaciados. La principal diferencia entrelas impresoras de un tipo u otro est constituidapor el modo en que se imprimen estos puntos enel papel.

Las impresoras que se usaban con lasantiguas computadoras se basaban en principiossimilares a las de la mquina de escribir,mediante el uso de caracteres tipogrficosestampados sobre un material metlico y queescriban mediante la presin de stos sobre uncartucho impregnado de tinta. Estas impresoras

lineales podan realizar impresiones de textosvoluminosos con bastante rapidez, pero estabanmuy limitadas para la impresin de grficos. Lasimpresoras daisywheel and thimble, derivadasde las anteriores, compartan sus limitaciones,pero eran capaces de suministrar trabajos demayor calidad.

Las impresoras matriciales por impacto sehan usado durante aos, proporcionando un sis-tema relativamente barato para conseguir impre-

siones de una calidad razonable, tanto para tex-

tos como para grficos. La cabeza impresorapuede desplazar una o ms filas verticales deagujas, cada una de las cuales puede proyectar-

se hacia el papel para producir un punto. Los sis-temas tpicos se componen de 9 agujas en unasola columna o 24 agujas en 3 columnas. La cali-dad borrador se obtiene con rapidez imprimiendolas agujas sin que stas se superpongan enabsoluto, mientras que impresiones de mayorcalidad se obtienen al simular los caracteresmediante series de puntos que se superponen.En las impresoras de 9 agujas esto se consiguemediante una pasada doble por lnea con unpequeo desplazamiento entre ellas, lo que per-

mite imgenes ms densas y precisas. Se pue-den usar varios tipos de letras y una gran varie-dad de caracteres. El control de cada una de lasagujas de la cabeza de impresin a su paso porel papel permite la impresin de imgenes grfi-cas. stas se pueden definir como mapas de bitsen los que se almacena la imagen como un con-junto continuo de puntos que cubren todo el reade impresin y que puede enviarse a la impreso-ra como un solo barrido de pantalla que convier-te directamente un pixel de la pantalla en una oms puntos de la impresora. A veces, las imge-nes vectoriales (como planos de ingeniera) pue-den convertirse en mapas de bits mediante unprograma instalado en el ordenador o la impre-sora.

Las impresoras lser, que depositan suspuntos electrostticamente, de forma parecida alas fotocopiadoras, permiten alcanzar mapas debits mucho ms densos. Aunque son caras, ofre-cen una calidad de impresin excelente, ademsde rapidez y flexibilidad (en trminos de caracte-

res, tipos de letras y tamaos de impresin). Lagran densidad de sus matrices permite a lasimpresoras lser imprimir imgenes grficas ascomo texto. Las impresoras de chorro de tinta,ms baratas, que proyectan pequeas gotitas detinta en el papel desde una cabeza impresora,ofrecen resultados de calidad comparable, perocon menor flexibilidad y rapidez.

La mayora de los planos que se delineancon sistemas CAD se almacenan en vectores de

informacin (o instrucciones grficas). Los traza-

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dores de plumas (plotters), que han sido usadosdurante muchos aos, usan plumillas para obe-decer estas instrucciones, actuando en una

forma muy similar a como lo hara un delineantemecanizado. La tecnologa de estos trazadoresse ha desarrollado hasta el punto de que en elmomento de escribir este texto representan toda-va un mtodo econmico de conseguir grandescantidades de planos con una velocidad razona-ble, con mltiples colores y con diferentes espe-sores de lnea. Puesto que estn basados en ser-vomotores, el aumento en el tamao del plano nosupone que se haya de enviar y almacenar unacantidad mayor de informacin, pues sta depen-

de slo del nmero de vectores de instruccionesen el plano. Por otro lado, la dependencia de laspartes mviles limita su velocidad y precisin.Estos trazadores cubren todo el rango de tama-os de papel en uso, desde A4 hasta AO. Puestoque su mtodo de trabajo consiste en desplazarla pluma siguiendo los vectores a lo largo delpapel (a veces moviendo el papel y la pluma con-juntamente) el mtodo ms econmico para

representar caracteres es dibujar caracteres tipo-grficos mediante lneas en vez de intentar simu-lar los tipos de letras. Por la misma razn no son

eficientes para dibujar reas sombreadas quenecesitan un gran nmero de movimientos. Enlos modelos ms caros, se incluye la alimenta-cin continua o automtica del papel.

Los plotters electrostticos, que derivande las impresoras lser se emplean cada vezms en detrimento de los plotters de plumas. Lagran memoria necesaria para reproducir imge-nes matriciales de alta calidad, perjudica su usopara formatos de gran tamao, al ser muy caras.

Son, sin embargo, muy rpidas y precisas. Lasimpresoras lser producen resultados de altacalidad y son una solucin ms econmica cuan-do se tiene una gran cantidad de trabajo quepuede desarrollarse en tamaos pequeos (A4 yA3). Las impresoras de chorro de tinta seencuentran disponibles a precios ms baratosque las electrostticas y son una opcin econ-mica para la impresin en color.

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IMPRESORAS Y PLOTTERS


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4. ENTRADA/SALIDAY ALMACENAMIENTODE DATOS

En los sistemas de procesamiento porlotes, toda la informacin, incluyendo el progra-ma y el lote de datos de entrada es suministradapor el usuario antes de que el procesamientocomience. Esto puede hacerse en distintas for-mas. En los primeros computadores se usabantarjetas perforadas, difciles de editar y que con-ducan a cometer numerosos errores. stas fue-ron sustituidas en los aos 70 por cintas magn-ticas y discos. En los microordenadores se

usaban cintas casete, que actualmente han sidosustituidas por los discos o disquetes, ms fci-les de controlar. stos ltimos permiten el alma-cenamiento de una cantidad importante dedatos, y que despus de varias fases de mejora,se han establecido en un formato de 3,5 pulga-das, que es lo suficientemente robusto comopara protegerse del deterioro fsico exterior. Losllamados discos duros, que se instalan en lamayora de los ordenadores personales actualespermiten un acceso ms rpido y una capacidadde memoria mayor que los disquetes, pero nor-malmente no pueden ser desplazados de unaunidad a otra. Sistemas de cintas son usadoscon frecuencia en la actualidad para realizarcopias de seguridad de la informacin almace-nada en los discos duros.

Una forma de almacenamiento diferente alos sistemas magnticos recin mencionados esel disco compacto (CD-ROM). Este producto es

muy similar a los usados para la reproduccin desonido o imgenes y, comparado con los siste-mas magnticos, permite el almacenamiento y

recuperacin de enormes cantidades de datos.Estos sistemas de discos compactos se incorpo-ran con bastante frecuencia en los ordenadorespersonales usados en la enseanza, puesto quepermiten la mezcla de programacin, grandesbases de datos y video-grficos de manera inte-ractiva. En algunos casos es posible escribir enlos discos compactos para que se conviertan enun medio de almacenamiento transportable,pero es imposible usar de nuevo el espacio unavez escrito por primera vez, por lo que el disco

compacto es un medio de almacenamiento deuna sola escritura y mltiples lecturas. Sinembargo, cuando es necesario producir, almace-nar y recuperar enormes cantidades de datos, esuna eleccin obvia.

El uso de escner para la entrada de tex-tos o grficos directamente desde el papel alordenador es bastante comn. La clave de estatecnologa no es tanto la habilidad del escnerpara reproducir el papel suministrado, sino en losprogramas que permiten reconocer los caracte-res individuales y los transforman en sus bitscorrespondientes. Para el caso de grficos, laproduccin de un mapa de bits de una fotografao figura en general es directa. En este momentoexisten programas que permiten producir fiche-ros de vectores procedentes de mapas de bits deplanos, si bien esto an estn en fase de desa-rrollo. En ambos casos, la entrada de datos pro-cedente de un escner es todava poco fiable.

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5. COMUNICACIONES

En los computadores iniciales el trabajo inte-

ractivo directo no era posible, pero progresivamentese ha ido convirtiendo en el mtodo ms efectivo enla mayora de los casos. Inicialmente se usaron ter-minales dumb que permitan al usuario escribir yenviar al ordenador los comandos de programacin,previamente ledos en lote desde las tarjetas perfo-radas. Sin embargo, en los ordenadores iniciales lacomunicacin biunvoca era lenta, puesto que eltiempo de proceso de la unidad central haba de sercompartido por varios usuarios y porque la veloci-dad de transmisin tambin era lenta. Al numerar

las velocidades de procesamiento y de transmisinde informacin se ha hecho posible el uso de pro-gramas interactivos. En este momento, se puededetener la ejecucin de un programa y solicitar latoma de decisiones o informacin adicional al usua-rio, y continuar la ejecucin cuando esta informacinse ha introducido. Los resultados pueden mostrarseen el terminal o imprimirse.

El ordenador personal tiene, por si mismo,suficiente capacidad de procesamiento y de memo-ria para la mayora de las aplicaciones, por lo quela comunicacin con la unidad de proceso no estsujeta a tiempos de espera y por ello la programa-cin realmente interactiva es posible. Cuando elacceso a la informacin o los pro-gramas debe ser compartido entrevarios usuarios, es normal conectarlos ordenadores mediante una red.En una red cierto nmero de orde-nadores, cada uno de los cualesusa su propia capacidad de proce-samiento, estn unidos (figura 2) de

manera que cada uno tiene accesoa una enorme memoria centraldonde la informacin y los datosson almacenados. Esta memoria escontrolada por un ordenador escla-vo conocido como servidor, el cualhace funcionar la red. Cuando unordenador dentro de la red necesitausar un programa particular locarga desde la memoria central y loejecuta localmente. La informacin

generada por un ordenador puedeser guardada en una base de datos

comn en la memoria central, accesible para elresto de usuarios. Estas redes se suelen conectara autopistas o redes ms grandes, nacionales o

internacionales, de modo que la informacin puedeser compartida por un gran nmero de personas.Incluso en los ordenadores domsticos el uso demodem permiten a los usuarios el acceso a redesmediante la conexin de telfono ordinaria. Estaposibilidad conlleva la necesidad de proteger lainformacin de un posible deterioro por parte deusuarios no autorizados y, en algunos casos, elmantener la confidencialidad de los mismos. Paraevitar el acceso ms all de las zonas donde sepermite legtimamente, se usan diversos sistemas

de claves de proteccin.Los ordenadores no son los nicos disposi-

tivos que pueden conectarse a una red. La mayorparte de los perifricos (como impresoras, plotter,escner, etc.) pueden ser conectados igualmente.En el caso, por ejemplo, de un plotter el servidorcontrolar el acceso al dispositivo mediante elestablecimiento de colas de espera. Este sistemade cola de espera puede ser aplicado a cualquierperifrico que sea susceptible de conectarse a unared; en el entorno de una planta de fabricacinpuede aplicarse a las mquinas de control numri-co para las cuales puede haber un nmero de tra-bajos esperando al mismo tiempo.

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COMUNICACIONES

Figura 2 Ilustracin de la configuracin tpica de red


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6. EL INTERFAZ DEL USUARIO

El trmino interfaz del usuario denota el

modo en el cual el usuario y el ordenador inter-cambian informacin. En su sentido ms bsicopuede referirse a cmo el usuario da instruccio-nes cuando el ordenador se enciende o estaccesible, y cmo responde el ordenador.

Se controla mediante el sistema operati-vo, el cual se carga desde el disco duro cuandose enciende el ordenador, e incluye una serie deutilidades que pueden ser introducidas por elusuario mediante comandos. Al referirse muchas

de estas funciones a las operaciones de controlde ficheros en el disco (borrado, renombrado,acceso, etc.), el sistema operativo suele recibir elnombre de sistema de manejo de discos (DOS-disk operating system).

En los computadores ms antiguos lasdos nicas funciones del interfaz del usuarioeran:

Mostrar en la pantalla la lnea de carac-teres que se acababa de mecanografiar

y eventualmente enviarla a la unidadcentral (normalmente despus de pul-sar una tecla de entrada).

Mostrar en pantalla cualquier mensajeenviado a la terminal desde el ordena-dor.

La naturaleza de esta comunicacin esta-ba marcada por la estricta secuencialidad. Laslneas de texto progresaban desde la cabecerade la pantalla hasta el final de la pantalla y las

lneas finales iban desapareciendo para darpaso a las nuevas en lo alto de la misma.

Dada la actual velocidad de transferenciade informacin, y debido a que la pantalla escontrolada por un solo ordenador, la comunica-cin entre pantalla y ordenador es prcticamen-te simultnea en lo que respecta al usuario. Estoha posibilitado un rpido desarrollo de la interfazdel usuario, con el claro objetivo de convertir eluso de los ordenadores en una actividad huma-

na ms natural y menos especializada. Cadavez existe un mayor consenso en el reconoci-

miento de la necesidad de que los procesos dedecisin deben estar basados en figuras icni-cas, en vez de en lgica verbal. La apertura del

uso de los ordenadores a una mayora de pobla-cin depende de la eliminacin de la necesidadde aprender lenguajes de programacin de altonivel, incluyendo los comandos especiales de unsistema operativo o un programa comercial.

La presente generacin de interfaces conforma de ventana (figura 3) ha intentado minimi-zar la cantidad de conocimientos especficosnecesarios para el usuario y contemplar la natu-raleza no verbal del proceso de pensamiento

humano. Su apariencia bsica es una pantallade ordenador, en la que se colocan una serie deventanas. Estas ventanas contienen una colec-cin de herramientas (programas) y documentos(ficheros de informacin). Estas ventanas pue-den llevarse al fondo o tenerse en un primerplano y desplegar sus contenidos, al igual queuna ventana puede ser parcialmente cubierta porotra. Cada herramienta est representada por unicono (pequea figura) y un ttulo. Un punterocontrolado directamente por el ratn se usa paraseleccionar el programa; para ello basta conapuntar a l y apretar el botn del ratn. Una vezque un programa est funcionando, ste cumplelas mismas reglas comunes de este sistemaoperativo, por lo que no hay necesidad de apren-der un mtodo de trabajo nuevo cuando secomienza a usar una nueva herramienta. El prin-cipio de funcionamiento es el de minimizar en loposible el uso del teclado para la toma de deci-siones (que contina siendo, obviamente, lamejor herramienta para la entrada de textos oinformacin) al permitir mediante un puntero la

seleccin de una gran cantidad de opcionesrepresentadas por unas imgenes grficasestandarizadas. Estas opciones incluyen mensdesplegables y cuadros de dilogo, los cualesson pequeas pantallas en las que se puedenrealizar selecciones mediante la presin de boto-nes usando el puntero. Es posible, mientras seest ejecutando una aplicacin en una ventana,detener la operacin y usar otra herramienta enotra ventana. Esta posibilidad no supone un tra-bajo multitarea real, puesto que slo hay una

aplicacin activa en cada momento, pero esposible mezclar una serie de tareas en un tiem-

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po determinado sin tener que cerrar completa-mente una de ellas. Por ejemplo, cuando se estescribiendo un informe tcnico puede ser nece-sario mantener abiertos simultneamente unprocesador de textos, una hoja de clculos, unprograma de anlisis y un programa de CAD, detal manera que el documento final puede prepa-rarse al tiempo que las figuras, los clculos o lainformacin de las tablas o grficos se generan omodifican. Un procesamiento real multitarea, enel que un gran anlisis mediante elementos fini-tos, por citar un ejemplo, pueda ejecutarse mien-tras se realizan otras tareas ms rutinarias, solose encuentra disponible en las estaciones de tra-bajo ms poderosas.

A pesar de que los sistemas de ventanashacen los ordenadores ms accesibles a unacantidad creciente de usuarios potenciales, pre-sentan algunas dificultades para los programa-dores informticos. Los requerimientos dememoria RAM y de memoria para almacena-miento de informacin son altos. El desarrollo deprogramas originales compatibles con estos sis-

temas de ventanases lento y requieremucho tiempo y, por

ello, el coste de laescritura de un pro-grama tcnico desti-nado a un gruporestringido de usu-arios los hace mu-chas veces pro-hibitivos. La con-versin de progra-mas muy extendi-dos y que funcionen

con sistemas opera-tivos normales, detal manera que sepreserve el funcio-namiento y el mto-do de trabajo quelos ha hecho popu-

lares al tiempo que se aprovechen las ventajasdel nuevo sistema operativo, es una tarea muchoms difcil an. Muchas veces es necesario tra-bajar dentro del sistema operativo basado en laintroduccin de comandos desde el teclado. Enlos ordenadores personales, el ms extendido esel MS-DOS y, en las estaciones de trabajo lo esel UNIX. El uso de ordenadores con estos siste-mas requiere un mayor conocimiento de las fun-ciones del sistema operativo y del sistema dealmacenamiento de la informacin en el disco.Visualmente se presentan como una pantallanegra, o al menos parte de ella, con un cursorque luce intermitentemente, y que se encuentraa la derecha de un pequeo texto. Con el objeti-vo de que el ordenador realice cualquier tarea es

necesario teclear un comando en el lenguaje deprogramacin de alto nivel del sistema operativo.Este funcionamiento es ms efectivo de lo queparece su descripcin, pues con un nmero limi-tado de comandos y un conocimiento de laestructura del disco duro es posible trabajar conbastante eficiencia, bien en un ordenador perso-nal o en una estacin de trabajo.

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EL INTERFAZ DEL USUARIO

Figura 3 Una ventana


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7. PROGRAMACINDE LOS ORDENADORES

El trabajo a nivel de un chip de un proce-sador requiere que hasta las operaciones mssencillas se realicen mediante la ejecucin de ungran nmero de instrucciones muy simples. Latarea de programar un ordenador en esos trmi-nos es un proceso muy tedioso que slo se plan-tea cuando la velocidad de ejecucin tiene laprioridad absoluta. Los lenguajes de programa-cin de alto nivel suministran una va alternativapara manejar el ordenador mediante el uso deuna secuencia de instrucciones ms avanzadas

con un parecido razonable con el lenguaje verbalordinario. Este conjunto de instrucciones (el pro-grama de ordenador) se traducen (compilan) aun cdigo mquina que pueda ser entendido porel ordenador. A estos lenguajes mquina se lesdenomina de bajo nivel, en contraste con los len-guajes de programacin.

Cualquier lenguaje de programacin tieneun vocabulario de comandos y unas reglas desintaxis. Adems contienen un conjunto de ope-radores aritmticos, incluyendo muchos de losusados en las operaciones matemticas msavanzadas, y la posibilidad de usar variables demuy distintos tipos. El programador ha de prepa-rar una lista de instrucciones que representan elflujo de control dentro del programa. Hay muchos

lenguajes de programacin, pero cada uno deellos tiene una filosofa bsica que lo hace efi-ciente en un campo especfico. Para aplicacio-

nes tcnicas el FORTRAN (originalmente usadoen los primeros ordenadores para el procesadopor lotes), es usado ampliamente debido a sueficiencia matemtica y a su gigantesca librerade subrutinas matemticas. El lenguaje mspopular para programacin general es el BASIC,que existe en diferentes formas, desde el intr-prete casi sin estructurar que generalmente seentrega en cualquier ordenador personal, hastaversiones compilables muy avanzadas con unagran cantidad de libreras de funciones.

Posiblemente el lenguaje ms verstil y podero-so para aplicaciones generales empleado funda-mentalmente por programadores profesionaleses el C. el cual incluye operadores que permitenun acceso directo y fcil a la memoria del orde-nador. Otros lenguajes se usan principalmenteen tipos especficos de aplicaciones con sus pro-pios requerimientos funcionales, sobre los cua-les no vamos a dar ms detalles aqu. En estemomento los usuarios de ordenadores no nece-sitan escribir programas, sino usar los produci-dos por profesionales. Una excepcin a estaregla son las hojas de clculo y, a veces, lasbases de datos, en las cuales puede ser conve-niente la escritura de aplicaciones en lenguajede alto nivel que se incluyen junto a estos pro-gramas.

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8. ANLISIS ESTRUCTURALY DISEO DE SOFTWARE

Principalmente debido a su estrecha rela-cin con las investigaciones sobre los ordenado-res realizadas en las universidades, los progra-mas de anlisis estructural estuvierondisponibles desde hace mucho tiempo, inicial-mente en los primeros ordenadores modernos yms recientemente en todo tipo de hardware.Excepto en los procesos de anlisis ms com-plejos la capacidad de los ordenadores persona-les actuales es suficiente incluso para los pro-blemas ms especializados que se presentan en

la ingeniera estructural. En el caso de clculosestticos de componentes estructurales, las ruti-nas de clculo suelen estar contenidas dentrode las aplicaciones de ingeniera de diseo. Elanlisis elstico de prticos planos es probable-mente la herramienta ms til para el diseadorde estructuras. Actualmente, est disponible enordenadores personales en una multiplicidad deformas distintas. Las diferencias ms importan-tes entre stos tiende a residir en la mayor omenor facilidad de uso, ms que en sus capaci-dades tcnicas: pues todos tienden a tener laopcin de representacin grfica (figura 4), detal manera que la geometra y los resultadospuedan ser visualizados convenientemente. Esen el proceso de edicin de dicha geometradonde varan muchsimo, al igual que en susposibilidades de interaccin con los programasde diseo y CAD. Distintos anlisis como no line-ales, elasto-plsticos y tridi-mensionales de prticos sepresentan habitualmenteintegrados en paquetes de

clculos por elementos fini-tos generalistas, que fuerondesarrollados para los pri-meros ordenadores durantesu concepcin en los cen-tros de investigacin univer-sitarios. Estos paquetes,aunque muy tiles para lacomprobacin de tensio-nes, deformaciones y com-portamientos dinmicos en

problemas complejos, exi-gen una gran cantidad de

informacin de entrada y producen una cantidadde resultados muy superior a la necesaria habi-tualmente. Su uso se adapta mejor a la compro-

bacin final de un diseo, ms que en la fase deanlisis inicial donde se usan como parte delproceso global de seleccin del tamao de loselementos estructurales.

Los programas de diseo estructural sonun fenmeno mucho ms reciente, puesto quese basan primordialmente en su interaccin con-tinua con el ingeniero diseador y slo comenza estar disponible cuando aparecieron los micro-ordenadores a principios de los aos 80. Muchos

de los diseos estructurales slo requieren cl-culos relativamente simples (clculos de cargasnormalizadas, anlisis y dimensionamientobasados en las reglas establecidas en cdigos ynormas). Estos clculos se han realizado tradi-cionalmente a mano, pero la informtica interac-tiva permite actualmente al diseador aprove-charse de las ventajas de los procesosinformticos sin perder control sobre las decisio-nes del diseo. Estos programas de diseo per-miten al diseador evitar laboriosos clculosmanuales, en muchos casos un cierto grado deoptimizacin automtica forma parte del progra-ma, pero siempre la decisin de elegir el tamaofinal de cada uno de los elementos sigue siendopotestad del diseador. Los programas de dise-o cubren todos los campos, pero son muy varia-bles en naturaleza, estilo y calidad. Las mejorespermiten una flexibilidad considerable, facilitando

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ANLISIS ESTRUCTURAL

Figura 4 Ejemplo de salida grfica


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la revisin de los diseos y permitiendo el inter-cambio de informacin con programas de anli-sis, de CAD, de modelizacin y de estimaciones

de costes.

En el contexto del diseo estructural enacero, el material disponible comienza con dis-cos divulgativos suministrados por los fabrican-tes de productos siderrgicos, que incluyentablas con valores de cargas mayoradas ydimensiones principales y en funcin de las con-diciones de sustentacin. El diseo de elemen-tos de acuerdo con diferentes normas, incluyevigas (de acero o mixtas), pilares y vigas-pilar y

uniones de varios tipos. Aunque el diseo de loselementos toma normalmente la forma de pro-gramas ejecutables independientes, la capaci-dad actual de las hojas de clculo es tal que cier-tas aplicaciones basadas en hojas de clculoestndar, pueden ser un mtodo flexible de auto-matizar estos procesos de diseo relativamentesimples, con una buena transmisin de informa-cin resultante a otros programas. El diseoplstico de prticos metlicos, particularmenteen el caso de baja altura o pocos niveles, estdisponible en diferentes grados de sofisticacindesde el punto de vista de su facilidad de uso,conexin a otros programas y CAD, y al orden delos clculos realizados. Este tipo de diseo es unrea donde los diferentes niveles de capacidad

analtica suministran distintos grados de acerca-miento a los resultados reales; el anlisis no line-al, que permita el desarrollo de zonas plsticas,

puede producir capacidades resistentes para losmismos elementos distintas a las de las versio-nes rigidoplsticas o elastoplsticas.

Probablemente lo ms destacable de losprogramas de diseo actuales es que diferentesmaneras de trabajar pueden ser convenientespara distintos campos de diseo. Un taller deestructuras con una orientacin mayoritariahacia el diseo y la fabricacin necesitar un sis-tema realmente integrado, preferentemente

basado en un modelo tridimensional, donde seafcil manejar una gran cantidad de elementos,donde puedan estandarizarse las dimensiones ylas uniones, hacer rpidas revisiones, y obtenerdatos lo ms exactos posible, acerca de los cos-tes y de la fabricacin. Una pequea empresa deconsultora puede encontrar ms convenientedisponer de una librera bastante extensa de pro-gramas de diseo independientes con un mane-jo por parte del diseador lo ms simple posible,de tal manera que los dimensionamientos bsi-cos de los elementos estructurales y la presen-tacin de los clculos para el control de su apro-bacin pueda realizarse con fiabilidad y sin unproceso de reaprendizaje cuando cada aplica-cin se usa nicamente ocasionalmente.

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9. DISEO ASISTIDOPOR ORDENADOR (C.A.D):DELINEACINEN DOS DIMENSIONESEl desarrollo de representaciones grficas

interactivas a principios de los aos 70 ofreci laoportunidad de usar ordenadores para la deline-acin. Estos sistemas usaban los ordenadoresde placa madre con terminales grficas y podandelinear incluso en 3 dimensiones. Inicialmentesu uso estaba limitado a la industria de fabrica-cin pesada, particularmente en la produccinde aviones, barcos y coches, donde la produc-

cin en masa permita asumir las gigantescasinversiones requeridas por los sistemas de CADde estas pocas. Ya desde la poca de estos sis-temas pioneros, los resultados obtenidos deestos sistemas de delineacin incluan la elabo-racin de mediciones automticas y conectadasa mquinas de control numrico (C.N.) permitie-ron la mejora de la eficacia en la fabricacin.

En los ltimos aos de la dcada de los70, el desarrollo de los super miniordenadoressupuso un factor muy importante en el creci-miento de la extensin de los sistemas de CAD.Estos equipos posibilitaron el trabajo individual ypodran denominarse como diseadores perso-nales. Su extensin segua estando concentra-da en las industrias orientada a la produccin,pero se increment el uso de sistemas relativa-mente ms baratos y simples de delineacin endos dimensiones en el sector de la construccin.El uso de estos diseadores personales era dif-cil fundamentalmente porque no estaban pensa-dos con el objetivo de facilitar su manejo. La

comunicacin usuario ordenador, no estabaestandarizada, y se realizaba generalmente enforma de lneas de comandos con una sintaxiscompleja. Sus posibilidades replicaban las de losprocesos de delineacin manual, con muy pocasposibilidades de decisin automticas por partede la mquina. Por ejemplo, era muy tpica laposibilidad de cambiar la dimensin que figurabasobre una cota, sin cambiar dicha dimensin ysin que se emitiera un mensaje de advertenciaautomtico. Algunos sistemas simples todava

posibilitan dichas operaciones. Las ventajas quepresentaban este tipo de CAD eran muy limita-

das y, bsicamente, se reducan a la posibilidadde revisar un plano y volverlo a imprimir. Lostiempos empleados en la realizacin de los pla-

nos originales sola ser muy similar, sino superiora los empleados en la produccin del mismomediante la delineacin manual.

Se han ido introduciendo rpidamentenuevas posibilidades, con mayores ventajas.stas empiezan por la mejora en la produccinde construcciones geomtricas como:

Chaflanes automticos, generados alfinal o en el punto medio de una lnea,de un punto de una malla, o de una tan-

gente, etc.. Generacin de mallas de referencia

automticamente.

Entidades geomtricas, como rectngu-los, crculos y otras figuras, permitin-dose su sustitucin, redimensionamien-to o distorsin.

Dimensiones relacionadas, en la cualuna flecha se asocia a dos puntos o auna entidad y vara su dimensin si el

objeto cambia su tamao. Capas, que permiten que distintos gru-

pos de informacin, como pueden serlos detalles arquitectnicos, las cimen-taciones, los detalles estructurales, o delas instalaciones, puedan superponerseen una vista nica, como en la figura 5.

Objetos, definidos por el usuario y quepueden ser redimensionados y coloca-dos en cualquier parte del plano, de tal

manera que al cambiar una de lasdimensiones del objeto se cambienautomticamente el resto de dimensio-nes dependientes de ella.

Libreras de smbolos con formas geo-mtricas normalizadas, como puedenser los detalles arquitectnicos o estruc-turales. Estas libreras se pueden usar,no solamente durante la delineacin,sino tambin como informacin quepuede usarse en otras aplicaciones,

como en la produccin de listas demateriales. Existen libreras especiali-

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DISEO ASISTIDO POR ORDENADOR (C.A.D.)


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zadas de smbolos que pueden ser cre-adas o adquiridas.

Todas estas opciones se encuentran dis-ponibles en las aplicaciones de CAD para orde-nadores personales. Las posibilidades aumentancada da, y los programas cada vez ofrecen msfacilidades para la generacin de ciertas repre-sentaciones, por ejemplo en algunas relacionesparticulares de los elementos a delinear. No obs-tante, estas ventajas llevan acarreadas algunasdesventajas:

El usuario debe especificar un nmerocreciente de datos.

Se requiere un sistema de manejo de

bases de datos y con ella una crecientememoria del sistema.

Estas ventajas incrementan los tiemposde procesamiento del ordenador.

Los sistemas de delineacin en dos dimen-siones tienen un papel importante en la produccinde las plantas de disposicin general, que son tra-dicionalmente la responsabilidad de las ingenier-

as. A menos que el sistema vaya a serusado posteriormente en la produc-

cin de los planos de detalle, que nor-malmente son responsabilidad delfabricante, no existe una ventaja en eluso de un sistema de modelado tridi-mensional. Un sistema estndar endos dimensiones permite un intercam-bio fcil de informacin con los arqui-tectos y los ingenieros encargados delas instalaciones auxiliares. Permite laintegracin de parte de los trabajos deingeniera civil y de ingeniera estructu-ral mediante una superposicin simplede capas. Los planos pueden sercopiados directamente en paquetes deprocesamiento de textos para la pre-paracin de informes. En el futuro ade-ms ser posible usar los sistemas 2Den el pre-proceso de modelacin tridi-mensional.

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Figura 5 Distribucin de la informacin por capas


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10. MODELOESTRUCTURALTRIDIMENSIONAL

Los sistemas de delineacintridimensional pueden variar desdeuna simple malla de lneas, queopera nicamente con entes unidirec-cionales, pasando por el modeladocon superficies hasta el autnticomodelado slido que requiere unconjunto de datos que permita definircompletamente dicho volumen y susrelaciones con otros, pero que a cam-

bio ofrece un potencial enorme.Los sistemas tridimensiona-

les ms simples ofrecen pocas ven-tajas sobre el CAD bidimensionalpara la industria de la construccin.Sin embargo, el desarrollo de for-mas especficas de modelado pue-den ofrecer un potencial enorme ensu aplicacin al campo estructural(incluidos los detalles de diseo). Eneste contexto, el modelado 3D supo-ne la posibilidad de representar laestructura completa, lo que lo distin-gue del CAD tradicional en el que loselementos individuales se represen-tan como formas planas. Se consi-gue, pues, una descripcin completade la estructura, incluyendo conexio-nes de las que se puede extraertoda la informacin sobre la fabrica-cin y el montaje de una maneraautomtica. El modelado se crea de

una manera similar a como se reali-za el diseo, con una definicinbasta al principio, a la que se vanaadiendo ms detalles progresiva-mente.

Inicialmente se define la disposicingeneral mediante una malla de lneas (figura 6a).Esto puede llevarse a cabo con la ayuda de unamalla tridimensional de lneas y los datos denivel, que corresponden a la disposicin general

suministrada por el arquitecto o ingeniero. Con elmodelado tridimensional pueden darse ms pla-

nos de detalle, incluyendo vistas isomtricas(figura 6b). La informacin sobre tamaos de loselementos, elevaciones de nivel y otras informa-ciones adicionales como las reacciones obteni-das en el diseo pueden introducirse fcilmente.

La siguiente responsabilidad del fabricante serdisear las uniones. Esta tarea se ver facilitada

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MODELO ESTRUCTURAL TRIDIMENSIONAL

Figura 6a Modelo de prticos de alambre

Figura 6b Vista isomtrica generada de un modelo 3D


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por el uso de uniones estndar previamente defi-nidas (que pueden acomodarse a las necesida-des de cada compaa o cliente) y que se dimen-

sionarn automticamente teniendo en cuenta eltamao de los elementos a unir (figura 7). Sepodrn realizar clculos de detalle de acuerdo alas normas de diseo vigentes y teniendo encuenta las reacciones introducidas en el modela-do de la malla de lneas. All donde sea necesa-rio introducir una unin no definida previamenteo no disponible, se pueden usar subrutinas degeneracin de los detalles necesarios, bien par-tiendo desde cero o partiendo de modelos yaexistentes. El resultado puede ser aadido a la

librera para su uso futuro.La definicin de un modelo tridimensio-

nal de la manera recindescrita contiene una des-cripcin topogrfica y mor-folgica completa de laestructura incluyendo susvrtices, bordes y superfi-cies para cada pieza deacero. Consecuentemente,las dimensiones de los ele-mentos pueden ser com-probadas automticamen-te, evitando las inter-ferencias que pueden pro-ducirse fcilmente en elproceso tradicional. Elmodelo permite la genera-cin eficiente de los planos,incluyendo la disposicingeneral (plantas, alzados,secciones, vistas isomtri-

cas y cimentaciones), pla-nos de despiece completospara la fabricacin de todoslos elementos, ensambladode piezas, y clculo dereas y volmenes de todala estructura (figuras 8, 9ay b). Algunas otras ventajasde estos sistemas estnaparejadas a la posibilidadde enlace con otras partes

del proceso de produccin.Se pueden generar planti-

llas para, por ejemplo, rigidizadores y tuberas.Se pueden extraer planos de montaje y listas demateriales automticamente (incluyendo deta-

lles de corte ensamblado, tornillos, etc.). Si sedispone adicionalmente de una conexin a unsistema de gestin de informacin, se puedenextraer datos para el control de stocks, previ-siones y contabilidad, etc. Una posibilidad conunas posibilidades potenciales muy importan-tes es la transmisin directa de datos al controlnumrico de las mquinas, lo que permite auto-matizar gran parte de la fabricacin. Con rela-cin a este aspecto, el modelado tridimensionales la pieza clave para el control de un taller de

fabricacin totalmente integrado, lo que posibili-tar que se ofrezca un producto completo llaveen mano.

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Figura 7 Tpica librera de detalles de conexiones


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Figura 8 Vista isomtrica tpica de una disposicin general preparada en un sistema CAD

Figura 9a Detalles de definicin de una viga de forjado


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En trminos generales, el modelado delas superficies puede suministrar informacinadicional. La aplicacin ms obvia es la de defi-nir los lmites dentro de los cuales hay superfi-cies de unas caractersticas determinadas.Tcnicas de modelizacin ms sofisticadas,como las que permiten adaptar una superficiesiguiendo una forma geomtrica, no tienen apli-cacin directa en la mayor parte de las activida-des de construccin, pero son particularmentevaliosas cuando se estn desarrollando recipien-tes o tanques, como en el caso del diseo y lafabricacin del chasis de un automvil. Es posi-ble que adelantos futuros como los recin des-

critos permitan integrar el modelado de esque-letos, con modelos de superficie que describanla envoltura del edificio y sistemas de visualiza-cin arquitectnicos, pero por el momento noestn an disponibles.

Normalmente los planos de distribucingeneral han sido la base para la elaboracin delas mediciones usadas en las ofertas. Su prepa-racin requiere el clculo de los pesos de laestructura, incluyendo las uniones y elementos

estructurales auxiliares, la fabricacin y el monta-je. Las especificaciones, que pueden presentarse

en formato estndar, suministran informacin adi-cional, como las caractersticas de la proteccinanticorrosiva. Estas mediciones suelen preparar-se manualmente. Sin embargo, si se usa un sis-tema de modelado tridimensional adecuado,puede obtenerse informacin de dicho modeloque pueda usarse como base de la medicin, aldeterminarse las cantidades automticamente.Esta tcnica no slo presenta la ventaja de aho-rrar el tiempo empleado en los tediosos clculos,sino que reduce los posibles errores de clculo.Como parte de los planos de detalle de la estruc-tura, cada pieza recibe un marca de referencia.Esta marca puede usarse para identificar cada

pieza en la fase de fabricacin y en las operacio-nes de montaje y sirve tambin como base parala elaboracin de listas de materiales que seenvan al departamento de suministros y al deplanificacin de la produccin.

En un contrato llave en mano, no se usauna lista de mediciones oficial. Por el contrario elfabricante de la estructura metlica debe estimarunas cifras basndose en su experiencia y enclculos preliminares. Una vez que se ha adjudi-

cado el contrato, el fabricante prepara los clcu-los de diseo y unos planos de disposicin gene-

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Figura 9b Detalles de definicin de un pilar


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general. Se necesita a continuacin la elabora-cin de listas de acopio preliminares siguindoseposteriormente los pasos normales en el proce-

so de compra de materiales. En este contexto, el

uso de modeladores tridimensionales mejora laexactitud de la estimacin de las listas de mate-riales, incluso antes de que exista un modelo

slido completo.

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11. CONTROL NUMRICOEN LA FABRICACIN

Los mtodos tradicionales de prepara-cin de los elementos estructurales de aceropara la construccin -corte a la longitud adecua-da, taladrado, fabricacin de elementos auxilia-res (orejetas, rigidizadores, cartelas, etc.) y elensamblado de subconjuntos (como cerchas)-son labores que consumen gran cantidad de tra-bajo, y que estn basadas en la informacinexacta proveniente de los planos de detalle. Lamedicin y marcado manual se ha hecho duran-te mucho tiempo mediante el uso de plantillas,

tpicas de los trabajos en madera. Despus lasmquinas apropiadas (serradoras, taladros,etc.) pueden ser posicionadas manualmente,realizndose las operaciones en secuencia paralo que la pieza pasa de una mquina a otra. Losensamblajes preliminares se unan disponindo-los sobre el suelo, sobre el que se haba marca-do la geometra usando mtodos tradicionalesde trazado.

La introduccin de mquinas de controlnumrico ha permitido que las operaciones depreparacin como el corte a medida y el posicio-namiento de taladros sean realizados numrica-

mente desde una consola de ordenador. De estamanera, las largas operaciones de marcado,posicionamiento y preparacin se integran en un

proceso nico que permite la consecucin deahorros importantes en la eficiencia de la fabri-cacin, especialmente dnde hay una cantidadestndar de operaciones, o stas son muy repe-titivas. Esta mejora puede ser an mayor si lainformacin necesaria sobre la mecanizacin seenva directamente desde el programa de mode-lado a la mquina de control numrico, evitandotener que hacerlo manualmente desde los pla-nos y las especificaciones. Esta operacin sloes posible si el programa de modelado puede

transferir los datos de las operaciones de meca-nizacin de una manera adecuada. Esta infor-macin puede ser transferida mediante un dis-quete que pueda ser ledo por el controlnumrico o bien mediante el uso de una cone-xin de red entre los ordenadores de CAD y lamaquinaria. Actualmente slo unos pocos talle-res han alcanzado una integracin completa vaordenador tal como la descrita, fundamental-mente debido a incompatibilidades entre losequipos informticos y las mquinas, pero estaintegracin puede permitir una mayor eficiencia ymejor calidad que el sistema semi-manual mayo-ritario hoy en da.

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12. EL FUTURO

La prediccin de los avances futuros en el

campo de la informtica es notoriamente peligro-sa. No obstante, la tendencia continua deaumento en la capacidad de los ordenadorescon un pequeo aumento de precio, o incluso sinl, parece no tener fin, por lo que parece lgicosuponer que las aplicaciones de la informtica seextendern an ms. Las aplicaciones, que eneste momento requieren una cantidad de proce-samiento excesivo, y por ello no son posibles, losern en el futuro. La evolucin de los dispositi-vos grficos parece haber alcanzado una mese-

ta de estabilidad, pero las aplicaciones de losgrficos pueden an extenderse, como por ejem-plo, con la aplicacin de la realidad virtual, quepodra permitir, tanto al ingeniero estructuristacomo al arquitecto, visualizar de una manerarealista los nuevos avances. Esta aplicacin yaha sido usada, en forma de demostraciones,para un pequeo nmero de nuevas construc-ciones.

Las rutinas de clculos de diseo podranser ms sofisticadas, permitiendo solucionesms audaces, pero existe el peligro de que eldiseador padezca una dependencia del poderde procesamiento del ordenador. Un conoci-miento elemental del comportamiento estructurales absolutamente esencial. Puede haber unatentacin que lleve a usar mtodos de anlisis ydiseo elaborados en exceso, y el ingenierosiempre debe considerar si stos son apropia-dos, particularmente teniendo en cuenta las ine-vitables incertidumbres en los valores de las car-gas de diseo, caractersticas de los materiales,

etc.. Otro peligro consiste en refinar en excesolos diseos con el objetivo de optimizar la efi-ciencia estructural. Por ejemplo, una estructuraen la que todos los elementos hayan sido dise-ados con un peso mnimo necesario parasoportar las solicitaciones, resultar en unareduccin del peso final, pero casi con todaseguridad ser a expensas de un aumento en loscostes de fabricacin y montaje.

Algunos aspectos del diseo estructural,

como la resistencia a un incendio, han sido tra-tados tradicionalmente de una manera simplifi-

cada y el incremento en el uso de los ordenado-res permitir que se puedan incluir en los clcu-los de diseo unos principios ms racionales.

Otros aspectos del comportamiento han sidocompletamente ignorados. Por ejemplo, el com-portamiento dinmico es un tema en el quehabr una demanda creciente de atencin porparte del diseador, y de nuevo, la integracinque permite la informtica puede colaborar a quese haga con menor dificultad. La posibilidad deque el diseador cree un modelo inteligente de laestructura y lo exponga a un nmero determina-do de escenarios de diseo, observando e inter-pretando sus respuestas, ser cada vez ms

habitual. En este aspecto las posibilidades grfi-cas tendrn otra vez un papel prominente, con laposibilidad de visualizar el comportamiento envez de representarlo en forma de listados de dif-cil interpretacin.

La integracin de los ordenadores encada una de las fases del diseo y la construc-cin no slo conllevar un aumento en la eficien-cia con el transvase de la informacin de unafase a la siguiente, sino que expandir el uso dela informtica en reas que, hasta el momento,se consideraban triviales. Si en el esquema dediseo se incluye la creacin de un modelo demalla de la estructura, los clculos de cargas sonprcticamente automticos. A pesar de que estafase no es una parte difcil de los clculos dediseo, es aburrida y su determinacin automti-ca puede conllevar cierto ahorro de tiempo. Esimposible que eventuales sistemas expertos, quehasta ahora han tenido un xito limitado en elcampo estructural, puedan ser tiles en la fasede concepcin inicial y en la de integracin de la

forma estructural con las instalaciones auxiliareso con las formas requeridas por el uso del edifi-cio.

Estos avances, que se basan en el esta-blecimiento de una estructura de base de datoscomn y universal, permitir que la informacinsobre la estructura se pueda compartir entre lasdiferentes aplicaciones, por lo que un cambiocomo consecuencia de un proceso automtica-mente se incorpora en todos los procesos

dependientes para asegurar la consistencia. Losconceptos de programacin orientada a objetos

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EL FUTURO


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y las bases de datos relacionales son los veh-culos que permitirn estos avances. Se ha vistoque la delineacin en 3D ya ha sido enlazada

con las mquinas y con otros aspectos de laconstruccin. Estos nexos sern seguramentems comunes al introducirse datos sobre lasestructuras normalizadas y los fabricantes explo-

tarn los beneficios que ofrece la integracin.Esta conexin puede extenderse a la planifica-cin en obra, donde podrn observarse an

mayores beneficios. Otros aspectos no estructu-rales tambin se vern mejorados gracias a laintegracin de la informacin: anlisis de losrequerimientos de energa, luz solar, etc..

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13. RESUMEN FINAL Los equipos informticos continan

desarrollndose vertiginosamente y su

uso permite la reduccin de costes enuna amplia variedad de actividadesintegradas en la construccin conacero.

Los equipos grficos interactivos se hanconvertido en estndares, facilitando el

uso de los ordenadores a los no espe-cialistas.

Diferentes organizaciones dentro del

mundo de la construccin necesitan dis-tintos tipos de equipos.

Cuanto mayor sea el grado de transfe-rencia automtica de datos entre dife-rentes aplicaciones, mayor ser la efi-ciencia del proceso global.

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RESUMEN FINAL


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ESDEP TOMO 7CAD/CAM

Leccin 7.2: Futuro desarrollo de los sitemas de informacinen la construccin en acero

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OBJETIVOS/ALCANCE

OBJETIVOS/ALCANCE

Se analizarn los avances futuros en la

transmisin de datos entre las distintas etapasdentro del proceso de construccin en acero,hasta acercarse a una modelizacin del producto.Se indicarn las ventajas que se pueden obtenerde ello, y cmo pueden alcanzarse estos cambios.

CONOCIMIENTOS PREVIOS

Leccin 7.1: Introduccin al diseo y lafabricacin asistidos porordenador

LECCIONES AFINES

Ninguna.

RESUMEN

Se revisar brevemente los procesos de

intercambio de informacin en las distintas fasesde la construccin en acero. Se destacan lasventajas potenciales de realizar este intercambiomediante ordenadores, en vez realizarlo, comoactualmente, mediante informacin manuscrita.Se discutirn los principios y requerimientosbsicos que deben cumplirse de tal manera quese pueda implementar dicho sistema, a la vezque se considerarn los medios prcticos en loscuales puede alcanzarse. Se explicar el papelde los sistemas de gestin de informacin, y se

describir una mtodo realista para su instala-cin en toda la industria.


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1. INTRODUCCIN

El progreso del proyecto de un edificio

desde las condiciones del cliente hasta la con-clusin de la ejecucin conlleva la generacin ytransferencia de grandes cantidades de informa-cin, mucha de ella en forma de documentos enpapel. Mucha gente realiza aportaciones para elavance del proyecto en sus diversas fases.

La necesidad de transferir la informacinde un formato a otro ( como ocurre, por ejemplo,en la creacin de planos de taller para la fabrica-

cin de la estructura de acero), junto con latransmisin de informacin errnea o inadecua-da y las modificaciones tardas provocan proble-

mas de ineficiencia e interrupciones, que exigenrepeticiones costosas de trabajo.

El propsito de esta leccin es extenderlas ideas de intercambio estndar de informa-cin, desarrolladas para la industria de la fabri-cacin, a los procesos de transferencia de infor-macin entre las distintas fases de laconstruccin, con el objetivo de mejorar su efi-ciencia y su coste.

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2. EL INTERCAMBIODE INFORMACINEN EL PROCESODE CONSTRUCCIN

2.1 El intercambio de informacin:situacin actualLas figuras 1 y 2 dan una idea de la infor-

macin generada e intercambiada dentro del pro-ceso de construccin, y las distintas partes quepodran estar involucradas en dichos intercambiosde informacin. La figura 3 representa esquemti-

camente una parte de esta informacin, usando laterminologa del modelo del producto - siendo eneste caso el producto, la parte del conjunto de laconstruccin de un edificio correspondiente a laestructura metlica. Esta figura marca las etapasen la vida del producto, e ilustra la acumulacin dedatos al progresar su vida. Los intercambios deinformacin entre varias fases tienen una signifi-cacin legal particular. Un ejemplo, es el conjunto

de datos que se intercambian al final de la fase dediseo y que est marcada por la firma de un con-trato. Existe la obligacin, por parte de los partici-

pantes, de asegurar la correccin, claridad, finali-dad e integridad de dichos intercambios, puestoque los errores producen prdidas de tiempo ydinero y las variaciones conducen a reclamacio-nes contractuales.

El sentido comn sugiere que la cantidadde informacin intercambiada se limite a lo esen-cial, compatible, por supuesto, con la necesidad depermitir un entendimiento de las requerimientos.

En la actualidad este intercambio entre losparticipantes se realiza por medio de materialimpreso, ya sean informes, clculos, planos, etc.La interpretacin de estos datos en cada etapa esuna tarea que consume mucho tiempo, particular-mente si hay ambigedades, o si hay aspectosincompletos. Las modificaciones de la informacingeneralmente acarrean cambios en cada una delas etapas posteriores de la ruta del modelo de

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EL INTERCAMBIO DE INFORMACIN

Figura 2 Informacin transferida en el proceso deconstruccin: participantes

Figura 1 Informacin transferida durante el proceso de construc-cin: documentacin


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producto. Los cambios en las especificaciones delcliente, por ejemplo, causan una repeticin de losclculos de diseo, de los planos, detalles, etc. y,si se produce tardamente en el programa puedeprovocar retrasos significativos. La sustitucin delos tamaos de las secciones durante la fase deingeniera de detalle debido, por ejemplo, a loscondicionamientos del acopio puede tener meno-res consecuencias, pero an as los cambios

necesarios provocan perdidas de tiempo. Siempreexiste el peligro de que cambios aislados tenganimplicaciones en otras partes de la construccin,los cuales pasan desapercibidos debido a las pri-sas durante la introduccin de las correcciones.Un cambio tan simple como el del canto de unaviga puede, en algunos casos, tener una impor-tancia considerable en la colocacin de las insta-laciones auxiliares.

Los sistemas actuales ofrecen, sin embar-

go, oportunidades muy tiles para comprobar losdatos, puesto que en cada transferencia de infor-

macin, stos se examinan como si fueran losprimeros. Esto posibilita una gran flexibilidad alsistema, con parte de la informacin transferidaen un determinado formato, y en una variedad deformatos. El intercambio de puntos de vista entrelas posteriores fases de la ruta de vida del pro-ducto y las fases iniciales del proceso son relati-vamente fciles.

2.2 El intercambio de informacin:el futuro

El uso de los ordenadores, en cada unade las etapas de un proyecto, crece cada da conel objetivo de aumentar la eficiencia. Una de lasactividades que consumen mayor cantidad detiempo cuando se usan los ordenadores es laintroduccin de los datos, por tanto se puedenproducir grandes ahorros si dicho fase se mini-

miza. Este objetivo puede conseguirse mediantela transferencia electrnica de datos entre las

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Figura 3 Produccin e intercambio de informacin


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sucesivas etapas, en vez de la transferenciahabitual mediante papel.

En el futuro la transferencia de informa-cin implicar un uso creciente de los ordenado-res para reducir la introduccin manual de datosy hacer que el flujo de datos sobre el productoestructural sea mejor. Por ejemplo la informa-cin originada durante los clculos de diseopodra ser transferida directamente a un sistemade dibujo por ordenador (CAD), evitndose deesta manera la duplicidad en la definicin de losdatos bsicos como vanos de las vigas, alturasde los pilares, etc. y permitiendo que los resul-

tados de los clculos (tamao de las secciones,reacciones sobre las vigas, etc.) puedan ser usa-dos en las siguientes etapas.

Ya se han producido algunos avances enesta direccin. La integracin de la delineacinde los planos de disposicin general y los dedetalles, y la salida de datos de los modelos tri-dimensionales directamente a las mquinas decontrol numrico. Esto significa la sustitucin delas limitadas convenciones y protocolos actualesde intercambio de informacin, tanto manualescomo informticos, por un sistema mucho msriguroso que pueda ser usado en el conjunto delsector de la industria de la construccin, y quesea capaz de operar en todas las fases de la vidadel proyecto.

Este sistema requiere:

1. El establecimiento de una descripcinunificada del producto mediante orde-nador.

Se necesitara incluir, de una maneracomprensible, toda la informacinnecesaria para describir todos losaspectos del producto en todas susetapas.

2. La creacin de estndares para latransferencia de informacin entre dis-tintos ordenadores y organizaciones.

3. La creacin de sistemas de gestin dela informacin, que controlen los cam-

bios, el acceso a ella y las garantasde calidad.

Estas exigencias pueden ilustrarsemediante los siguientes sencillos ejemplos:

1. Un programa de ordenador para elanlisis elstico de prticos necesitadescribir las secciones transversalesde los elementos en funcin de su reay momento de inercia. No es necesarioconocer cmo se distribuye dicha reaen la seccin, es decir su forma. Sinembargo esta descripcin, quizs,puede ser inadecuada para la genera-cin de las uniones. Por ello, es prefe-rible tener un formato comn que

pueda satisfacer ambas necesidades,permitiendo una eficiente transicindesde el anlisis al dibujo de planos.

El ejemplo anterior puede parecer tri-vial. La mayora de los programas deanlisis permiten la definicin de unaseccin transversal mediante unalibrera estndar. Sin embargo, ilustrala idea de que la informacin quepuede ser suficiente para describir unproducto en una determinada fasepuede ser insuficiente para otrasfases.

2. Un fabricante de estructuras trabajacon una gama de productos, tiene queproducir planos de fabricacin coninformacin de diseo elaboradamediante una gran variedad de progra-mas y equipos informticos, algunosde los cuales son incompatibles entreellos. El fabricante podra beneficiarse

si tuviera acceso directo a la informa-cin grfica creada por el diseador encada caso. Esto significara tener unsistema de CAD compatible con todoslos dems del mercado. Los encarga-dos del desarrollo de los sistemas deCAD se han concentrado con msfuerza en la transferencia de informa-cin entre los ordenadores que usan elmismo programa, ms que en facilitarel intercambio con otras mquina que

ejecuten programas de CAD de lacompetencia. El formato de intercam-

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EL INTERCAMBIO DE INFORMACIN


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bio de informacin particular de un sis-tema de CAD se le denomina formatonativo del sistema.

En el campo de los datos alfanumri-cos se ha alcanzado un considerableprogreso en esta direccin. El formatoASCII constituye un estndar bsicode tal manera que un texto producidoen un procesador de textos determina-do puede ser extrado, eventualmente,en este formato, permitiendo quepueda ser ledo directamente por otrossistemas o programas de aplicacin.

El manejo de textos es una tarea rela-tivamente simple, por el reducidonmero de caracteres. No obstante, el

sistema ASCII transfiere solamente loscaracteres bsicos, sin ningn formatode estilo de texto. Los datos para la

representacin grfica son mucho mscomplejos, pero se han establecidoalgunos estndar, los ficheros IGES yDXF cumplen una funcin similar,estableciendo un formato apropiadopara las instrucciones de dibujo, per-mitiendo que las salidas de un sistemasean interpretadas por otro. Sinembargo, hay que tener presente queeste no es en s mismo suficiente paraconseguir una descripcin completa

de lo que se est dibujando. El produc-to completo requiere una informacinmucho ms completa.

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3. UN ESQUEMA PARA CAMBIAR

3.1 El Modelo de ProductoUn paso inicial hacia un enfoque integra-

do es el desarrollo de una especificacin tcnicaestndar para la organizacin de la informacintcnica de una estructura metlica. Esta especi-ficacin se denomina modelo lgico del producto(logical product model), y constituye la basepara la produccin de las comunicaciones entrelos distintos programas informticos relaciona-dos con estructuras de acero. Cuando la infor-

macin tcnica de un proyecto se organiza deacuerdo con un modelo lgico de producto, se lesuele denominar simplemente modelo de pro-ducto. Este enfoque puede ser usado para latransferencia de informacin entre toda clase deprogramas informticos, mediante el uso dearchivos modelo (archivos informticos) que sontransferidos automticamente. Versiones docu-mentadas en papel se pueden generar a partirde estas descripciones digitales unificadas omodelos de producto.

A grandes rasgos, el sistema debera fun-cionar de la siguiente manera:

Cada programa informtico involucradoen alguna fase de un proyecto deestructuras metlicas debe tener supropio modelo de producto para transfe-rir sus resultados.

Los ficheros de los modelos pueden serusados para transferir la informacin deun programa informtico a otro.

Los comunicadores deben leer informa-cin de, y escribirla en, los ficheros mode-lo de producto, cuando sea requerido.

En la figura 4 se representa una compa-racin entre la transferencia de informacinsegn mtodos tradicionales y la del modelo deproducto. Las principales ventajas del modelo deproducto es la flexibilidad que ofrece a los usua-rios, para configurar o desarrollar sistemasusando los programas informticos de su prefe-rencia ( siempre que cada uno de los productosque se vayan a usar tenga un modelo de pro-ducto para su comunicacin).

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UN ESQUEMA PARA CAMBIAR

Figura 4 Intercambio de informacin actual y futura


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Un modelo de producto para el sector delas estructuras en acero est siendo desarrolla-do dentro del proyecto europeo Eureka EU130

CIMSTEEL.

A largo plazo, este planteamiento escapaz de desarrollarse con el objetivo de alcan-zar una integracin de las bases de datos deproductos informticos. El futuro de los desarro-llos estarn encaminados a integrar las activida-des arquitectnicas en el sistema.

3.2 Intercambio de informacin

entre los programasinformticos

3.2.1 Introduccin

Los formatos nativos de los ficheros deintercambio son los estndar de facto estableci-dos por cada creador de programas y que perma-necen bajo su control. El concepto de un formatoneutral de ficheros supone un estndar universalindependiente de cada vendedor particular. Estosestndares surgieron durante la elaboracin deproyectos de investigacin, pero hay una tenden-cia creciente a que pasen a estar controlados porinstituciones internacionales de normalizacin.

Uno de los principales objetivos de los pro-yectos de investigacin actuales, como EUREKA,ESPRIT, es hacer posible el intercambio de infor-macin fcil y econmica entre distintos productosinformticos ya disponibles o que estn siendodesarrollados para la industria estructural. Estoincluye la transferencia digital de informacin que

permita obviar la necesidad de interpretacinmanual de planos, etc.

Algunos ejemplos de programas informticosinvolucrados son:

Programas de anlisis estructural.

Diseo asistido por ordenador y siste-mas de detalle.

Programas para el manejo de mquinasde control numrico (CN), como sierras,

taladradoras, oxicorte, etc..

Programas para el manejo de mquinas

de soldadura.

Sistemas de gestin de informacin(MIS-management information sys-tems) y de estimacin de costes.

Los principales beneficios que se puedenobtener de la conexin de distintos programas esel esfuerzo y tiempo que pueden ser ahorrados,y los errores de transcripcin que pueden elimi-narse.

Tradicionalmente, cuando una compaanecesitaba un mtodo eficiente de comunicacinentre productos informticos especficos, sedeba crear una nueva aplicacin especficamen-te con este objetivo, un comunicador.Desafortunadamente, ste slo funciona con losprogramas para los cuales ha sido diseadoespecficamente. Por lo tanto, cada vez que seintroduce un nuevo producto, se han de crearcomunicadores nuevos que conecten todos ycada uno de los programas con aquellos con losque intercambia informacin. Un comunicadorque conecte nicamente dos aplicaciones sol-ventar un problema local y crear un incremen-to puntual en la eficiencia (figura 5). Para obte-ner una solucin que responda a lasnecesidades de toda la industria se necesita unaperspectiva ms global.

3.2.2 Formatos neutrosde intercambio de ficheros

grficosEl estndar IGES

El formato de intercambio de ficheros msextendido es el IGES (Initial Graphic ExchangeStandard). Fue creado en 1980 en la OficinaNacional para la Normalizacin de los EstadosUnidos. En 1988 se haba publicado ya la versin4.0, en el momento de redaccin de esta leccinse espera la salida de la versin 5.0. Al mismo

tiempo que ha mejorado su capacidad pararesolver los problemas de eficacia, el formato se

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ha vuelto ms complejo. Esmuy similar en su base alsistema DXF, que es un

producto propiedad deAutodesk.

El concepto de fiche-ros neutros establecido porIGES ha liderado la evolu-cin de otros estndares decomunicacin, desarrolla-dos, cada uno de ellos parasatisfacer las necesidadesde un grupo especfico de

usuarios de CAD/CAM. Enestos casos, el objetivo fuehacer el intercambio deinformacin ms eficiente yfiable, y maximizar la capaci-dad de los formatos de inter-cambio de informacin pararepresentar clases de infor-macin de ingeniera espe-cfica.

Aunque estos varia-dos estndares permitieronun avance tcnico impor-tante, el resultado fue laproliferacin de diferentesformatos. Se plante enese momento la necesidadde introducir un nicoestndar de segunda gene-racin que pudiera suminis-trar una estructura para elintercambio de informacin

en todos los sectores de la ingeniera. El resulta-do fue el nacimiento de ISO (InternationalStandars Organization) STEP estndar.

El estndar ISO STEP

STEP (Standard for the Exchange ofProduct model), es el estndar para el intercam-bio de datos que persigue el suministro demodelos consistentes con una amplia variedadde aplicaciones mecnicas, los cuales puedan

ser aplicados a la totalidad del desarrollo de losproductos ingenieriles. Consecuentemente, los

modelos STEP permitirn, eventualmente, repre-sentar todos los aspectos de un proyecto deconstruccin, desde la concepcin hasta la pos-trera demolicin de la estructura.

En algunos aspectos, STEP es tan slootro formato neutro de intercambio de ficherosde datos. Sin embargo, la importancia real deSTEP es que usa estndares de intercambio deinformacin tcnica definidamente de segundageneracin, basados en los conceptos de mode-

lo de producto. Es importante hacer notar quedurante los primeros pasos de desarrollo de

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Figura 5 Intercambio de informacin entre instalaciones de CAD y CN enfoquetradicional


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IGES eran los datos delmodelo los que se iban aintercambiar. El salto a

modelo de producto deSTEP refleja el reconoci-miento de que era la infor-macin (es decir su signifi-cado), no los datos, lo quehaba de transferirse (verfigura 6).

Actualmente, STEP espoco ms que una tecnologamuy poderosa y, aunque

puede ser una labor a largoplazo la reunin de los nece-sarios componentes de losmodelos de los productos, latecnologa para la implemen-tacin de STEP estar dispo-nible pronto [1, 2].

3.3 Gestinde los sistemas

de informacin(MIS-ManagementInformationSystem)

Para poder conseguiravances importantes en elrea de la gestin de los sis-temas de informacin es necesario tener un ideaclara y comn de cmo se relaciona con el

modelo de producto. El principio ms importantees reconocer que dicho modelo se limita a infor-macin tcnica. La gestin de la informacindebe ser tratada separadamente por el MIS(Management Information Systems).

La figura 7 presenta una visin simplistadel proceso de diseo y fabricacin de estructu-ras, con ventanas que representan las funcionesde diseo bsico, ingeniera de detalle, fabrica-cin y montaje. Los programas informticos que

pueden usarse se muestran bajo cada funcin.En la parte alta del diagrama se encuentra el

MIS, que supervisa y controla las funciones. Enla parte baja del diagrama se encuentra el mode-

lo del producto que suministra la informacin tc-nica necesaria para los productos informticosen forma de ficheros.

Aunque tericamente se puede estable-cer una divisin clara entre informacin tcnica yde gestin, en realidad la MIS necesitar:

Conocer dnde se localiza y organiza lainformacin tcnica.

Supervisar y controlar todas las modifi-caciones de la informacin.

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Figura 6 Intercambio de informacin entre instalaciones de CAD y CN - enfoquede modelo de producto


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Supervisar y controlar todas las transfe-rencias de ficheros desde y hasta lasaplicaciones informticas.

Por lo tanto, adems de un controlador dela gestin de la informacin, la MIS debe incluirtambin, un controlador de la informacin delmodelo de producto cuya funcin es manejar elflujo de informacin en la forma de ficheros de

modelo de producto. La figura 8 ilustra el modo enque se pueden establecer estas funciones. Enesencia, la MIS controla las funciones de gestin yde transferencia de informacin. Los ficheros de

modelo de producto se almacenan en el almacnde ficheros de producto y se usan para transferir lainformacin necesaria para que cada una de lasaplicaciones realice sus operaciones para cual-quier contrato que se est ejecutando en el taller.

En la figura 8 se ha representado la comu-nicacin entre ficheros de modelos de producto ,y no se ha representado la integracin en base

de datos de la informacin de modelos de pro-ducto. En ese sentido, slo representa un pasoen direccin a la conclusin de un sistema deintegracin plena.

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Figura 7 Representacin simplificada de los procesos de diseo y construccin de estructuras de acero


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Figura 8 Posible organizacin del sistema de transferencia de informacin


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4. INSTALACIN

Instalacin progresiva

Se ha de reconocer que muchos de estosobjetivos a largo plazo slo tienen un significadoterico hoy. Consecuentemente, la instalacinprogresiva es esencial para que la industria puedaempezar a beneficiarse de sus ventajas a cortoplazo. Los objetivos a corto plazo de los estnda-res comunes de intercambio de informacin per-miten la conexin de sistemas, lo que suponetomar las primeras decisiones hacia la instalacinde una fabricacin integrada por ordenador (CIM-

Computer Integrated Manufacture).Reconociendo lo

estructuras de acero tomo 7

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