Software Educativo en Python para el Análisis Estructural y Diseño de Vigas de Concreto Reforzado: una Solución y Herramienta Didáctica para Estudiantes de Ingeniería Civil.

Abstract

La propuesta aborda la necesidad de mejorar la enseñanza mediante un software educativo en el análisis estructural y diseño de vigas de concreto reforzado, desarrollado en base a los principios de programación orientada a objetos y el lenguaje de programación Python, se busca optimizar el proceso de aprendizaje de los estudiantes, ofreciendo una herramienta didáctica que permita comprender los conceptos de análisis estructural y diseño de vigas de concreto reforzado de manera didáctica. En esta iniciativa del problema quiero presentar la idea como se puede tomar las herramientas tecnológicas y aplicarlas en la educación, específicamente en la Ingeniería Civil, actualmente la integración de estas herramientas tecnológicas representa una oportunidad para mejorar las capacidades cognitivas y desarrollo del proceso de aprendizaje de los estudiantes. Hay una nueva tendencia en la Ingeniería Civil que está tomando rumbo y se trata de la implementación de herramientas tecnológicas, haciendo uso del lenguaje de programación Python, esta tendencia ha ganado fuerza en la Ingeniería Civil, especialmente en el tema de diseño de estructuras, algunos ingenieros han optado por aplicar la programación Python para optimizar procesos de cálculo y mejorar la precisión de los diseños.(Velasteguí López et al. 2021) ¿Cómo desarrollar un software educativo en Python que integre el análisis estructural y el diseño de vigas de concreto reforzado de manera comprensible e interactiva, proporcionando una herramienta didáctica que facilite el aprendizaje de los estudiantes de Ingeniería Civil? Para dar respuesta esta pregunta del problema, es fundamental tener en cuenta varios aspectos para el desarrollo del software, hay que iniciar desde lo más conceptual utilizando las herramientas que se conocen como GUI y OPP , la herramienta GUI nos aporta para la creación de interfaces graficas de usuario a través de elementos visuales como widgets , ventanas, botones, slider, label, labelframe, frame, combobox, entry, treeview ,canvas, radiobutton, checkbutton, scrollbar, spinbox , text , optionmenu, scale, progressbar, notebook, estos elementos widgets permiten interactuar con el desarrollo del software, y la programación orientada a objetos se complementa con la herramienta GUI , esta herramienta OPP nos aporta a poner la estructura del código más modular y a crear funciones específicas.(Shipman 2013) El lenguaje Python está entrando a una nueva tendencia en la actualidad en la Ingeniería Civil, porque es un lenguaje que contiene una sintaxis intuitiva y sencilla también ofrece una amplia variedad de librerías de ingeniería, algunas de las librerías que son útiles, por ejemplo. Numpy está librería realiza cálculos avanzados y también aplica para el análisis estructural. Matplotlib está librería permite crear gráficos dinámicos en 2D y 3D muy útil para visualizar gráficos de los diagramas de fuerza cortante y momento flector, también para crear superficies 3D como vigas, columnas, muros, pórticos. Para proporcionar una herramienta didáctica que facilite el aprendizaje de los estudiantes, debe ser una interfaz gráfica clara y comprensible , también intuitivo para garantizar que los estudiantes puedan interactuar con el programa sin problemas, este software se basara en los temas conceptuales vistos en los cursos de la rama de estructuras de ingeniería civil también se tiene en cuenta los requisitos de la norma NSR10, una de sus partes principales del programa será su enfoque visual, con gráficos interactivos que harán que la experiencia del usuario sea más agradable.(González et al. 2024)