🔵 Versión actual del sistema
Seproinca Structures Frame 2D – v2.0.0
Fecha: Marzo 2026
Estás consultando la versión actual estable de la herramienta. Más abajo puedes ver el historial de versiones y sus cambios técnicos.
Ver historial de versionesI. Introducción y Filosofía del Sistema
¡Bienvenido al ecosistema de Seproinca Structures! Esta herramienta ha sido diseñada para que nosotros, los ingenieros, podamos transformar un dibujo lineal simple en FreeCAD en un modelo estructural consistente y de alta precisión, analizado por el potente motor OpenSeesPy.
El flujo de trabajo es intuitivo, pero para garantizar que el análisis sea exitoso, debemos respetar la Regla de Oro: el modelo se construye exclusivamente a partir de líneas independientes en FreeCAD. El uso de polilíneas no está permitido para los miembros base, ya que el sistema necesita identificar cada segmento como un elemento estructural único con sus propios nodos extremos.
II. Configuración Inicial del Entorno
Antes de empezar a asignar materiales o cargas, es fundamental preparar nuestro “tablero de dibujo” virtual mediante tres pasos esenciales.
🔵 Sistema de ejes en Seproinca Structures Frame 2D
Aunque el modelado geométrico se realiza en FreeCAD, el análisis estructural de Seproinca Structures se ejecuta en OpenSeesPy. Por esta razón, el sistema de referencia utilizado en todo el entorno corresponde al sistema global de OpenSeesPy.
En modelos Frame 2D:
- X → dirección horizontal global
- Y → dirección vertical global
- Z → perpendicular al plano del pórtico
En FreeCAD el modelo se dibuja en el plano XZ. Sin embargo, durante el análisis estructural:
Por este motivo, todas las cargas, restricciones, desplazamientos y resultados mostrados en Seproinca Structures se definen y reportan siguiendo el sistema de ejes de OpenSeesPy.
FreeCAD actúa como entorno de preprocesamiento geométrico, mientras que el comportamiento físico del modelo se rige por el sistema estructural del solver. Este enfoque mantiene coherencia física en el análisis y evita ambigüedades en la interpretación de fuerzas, momentos y deformaciones.
III. Definición de Propiedades (Materiales y Secciones)
Para que OpenSeesPy pueda determinar desplazamientos y esfuerzos, debemos definir la rigidez de los elementos. Este proceso se divide en establecer un material global y crear la biblioteca de perfiles que usará el proyecto.
IV. Transformación de Dibujo a Modelo Estructural
Este proceso es el corazón del flujo de trabajo: garantiza que cada línea dibujada se comporte como un elemento estructural real en OpenSeesPy.
V. Condiciones de Borde (Apoyos y Liberaciones)
Definir cómo se sujeta la estructura y cómo interactúan sus elementos es crítico para obtener resultados congruentes. En Frame 2D, esto se divide en apoyos nodales y liberaciones de momento.
VI. Acciones y Cargas
Un modelo sin cargas es solo geometría; para convertirlo en ingeniería debemos aplicar acciones realistas. El módulo gestiona cargas puntuales en nodos y cargas distribuidas en miembros.
Nota importante: La intensidad de las cargas distribuidas se define por unidad de longitud real del elemento, no por su proyección horizontal o vertical. Si la carga se ingresa en ejes globales (WX, WY), cambia su dirección de referencia, pero su magnitud sigue estando referida a la longitud del miembro.
6.3. Generación de Bloques (Compilación de Datos)
Antes del análisis, debemos compilar los datos visuales a estructuras legibles por OpenSeesPy:
VII. Ensamblaje Final y Análisis
En esta fase consolidamos la información del modelo en un paquete de datos unificado que OpenSeesPy puede procesar. Es el último paso antes de obtener resultados.
7.2. Modo Estricto (Control Técnico)
Para evitar analizar modelos incompletos, el sistema opera con un Modo Estricto obligatorio:
- Validación previa: Se detiene si faltan datos clave: secciones no asignadas, nodos no extraídos, A/Iz/E inválidos o miembros sin correspondencia con nodos.
- Avisos inteligentes: Mensajes claros con causa raíz (ej. “Sección no asignada”) y señalamiento de elementos afectados.
- Regla operativa: No permite ejecutar análisis si no existen restricciones compiladas, cargas procesadas o si ndf = 3 no es congruente.
VIII. Revisión y Visualización de Resultados
Una vez completado el análisis, el Panel de Análisis activa herramientas de visualización para auditar la respuesta estructural bajo carga.
8.1. Deformada y Reacciones (Comportamiento Global)
- Visualización de la deformada: Con "Ver Deformada", el sistema muestra la configuración desplazada (opcionalmente sobre la original). El panel calcula un factor de escala para hacer visibles los desplazamientos y detectar errores de modelado o excesiva flexibilidad.
- Vectores de reacción: Con "Ver Reacciones", se grafican fuerzas y momentos en cada apoyo con restricciones activas. Es clave para verificar equilibrio global y apoyar el diseño de fundaciones.
8.2. Diagramas FEM: Axial (N), Cortante (V) y Momento (M)
Para esfuerzos internos se utiliza la librería opsvis, garantizando convenciones estándar de ingeniería.
- Interfaz interactiva: Antes de graficar N, V o M, el panel ofrece un diálogo para ajustar escala y tamaño de fuente.
- Escalado sugerido: El sistema analiza la magnitud máxima y la dimensión del modelo para sugerir una escala legible, evitando solapes.
Tipos de diagramas disponibles:
- Diagrama axial (N): Muestra tracción (+) y compresión (-) en cada elemento.
- Diagrama de cortante (V): Visualiza fuerzas transversales.
- Diagrama de momentos (M): Representa momentos flectores con convención basada en fibras traccionadas para interpretación técnica.
8.3. Tablas y Exportación Rápida
Si necesitas el dato exacto o un postproceso externo, el panel permite "Ver Tablas" directamente en FreeCAD y exportarlas a CSV y TXT o "Exportar Resultados a Excel" directamente desde el panel. Las tablas de fuerzas internas presentan valores en extremos (nodos i y j) ya traducidos a la convención clásica del elemento mostrada en la figura 8, facilitando la auditoría de los resultados.
Con estas herramientas visuales, pasamos del cálculo numérico a una comprensión profunda del comportamiento estructural del modelo.
IX. Reglas Críticas y Solución de Problemas (Troubleshooting)
La precisión analítica depende del rigor al construir la “obra virtual”. Sigue estas directrices para evitar errores comunes y favorecer la convergencia.
9.1. Integridad del Modelo (Modo Estricto)
El sistema opera con control de calidad automático. No intentes correr el análisis si falta alguno de estos pilares:
- Nodos extraídos: Debes ejecutar la macro de extracción de nodos para crear puntos físicos donde aplicar cargas y apoyos.
- Secciones asignadas: Cada miembro debe tener una sección del catálogo; sin esto el sistema no tiene rigidez (A, Iz).
- Bloques compilados: Genera bloques de restricciones, cargas y datos de miembros antes de analizar.
- Propiedades válidas: El análisis se detiene si detecta A, Iz o E ≤ 0.
9.2. Regla de Oro de la Geometría
El modelo se construye exclusivamente con líneas independientes. El uso de polilíneas para miembros base está prohibido porque impide el mapeo correcto de nodos y la identificación única de cada elemento.
9.3. Congruencia de Unidades
En ingeniería, las unidades lo son todo. Mantén estas reglas:
- Longitud: El sistema asume coordenadas y dimensiones en metros (m).
- Propiedades de sección: Área en m² e inercia en m⁴.
- Fuerza y rigidez: La unidad de fuerza la define el usuario (Tonf, kN, etc.). Si usas Tonf, el módulo de elasticidad E debe estar en Tonf/m².
Tip rápido: Si cambias la unidad de fuerza, asegúrate de actualizar coherentemente E, cargas nodales y cargas distribuidas. La herramienta asume metros como unidad de longitud en todo el flujo.
9.4. Diagnóstico: la Vista de Informe es tu mejor aliada
Si el análisis arroja error, no converge o el panel indica detención controlada, revisa:
- Vista de Informe: Menú Ver → Paneles → Vista de Informe.
- Causa raíz: Allí verás mensajes detallados (ej. “Sección no asignada”, “E inválido”) y los elementos afectados.
- Estabilidad global: Si no converge, revisa que el modelo no sea un mecanismo y que existan restricciones suficientes.
Si sigues estas reglas, tus proyectos pasarán de simples líneas a modelos estructurales sólidos, verificables y defendibles con confianza profesional.
⚠️ Nota de responsabilidad (uso educativo)
Seproinca Structures es una herramienta de carácter educativo, diseñada para apoyar el aprendizaje y la auditoría del análisis estructural mediante un flujo transparente basado en OpenSeesPy.
Su funcionamiento ha sido desarrollado y validado con fundamento en bibliografía reconocida de Análisis Estructural y Método de los Elementos Finitos. Sin embargo, esta herramienta no sustituye el criterio profesional del usuario.
El usuario es responsable de verificar la congruencia de los resultados mediante estimaciones independientes (por ejemplo: equilibrio global, órdenes de magnitud, comportamiento esperado, verificaciones manuales y/o comparación con modelos alternos), antes de tomar decisiones de diseño o construir conclusiones técnicas.
X. Conclusión y Cierre
¡Felicidades, colega! Si has recorrido esta documentación completa, ya no estás simplemente dibujando en FreeCAD: estás construyendo modelos estructurales técnicamente consistentes y plenamente auditables.
Seproinca Structures Frame 2D no es solo un conjunto de macros; es un flujo de trabajo estructurado que transforma un dibujo lineal en un modelo analítico coherente, procesado por OpenSeesPy y respaldado por datos persistidos y verificables.
A modo de síntesis, recordemos los pilares fundamentales del sistema:
- Rigor geométrico: La calidad del análisis nace de la pureza del modelo. El uso exclusivo de líneas independientes garantiza conectividad clara, nodos bien definidos y elementos correctamente identificados.
- Consistencia mecánica: La correcta definición del Material Base y del catálogo de secciones (A e Iz en unidades coherentes) asegura rigidez axial y flexional físicamente válida.
- Control técnico (Modo Estricto): El sistema valida automáticamente que el modelo esté completo antes de analizar. No permite ejecutar cálculos si faltan nodos, secciones, restricciones o bloques compilados.
- Transparencia y auditoría: Los datos (nodos, miembros, restricciones y cargas) se almacenan en JSON dentro del modelo y se imprimen como bloques NumPy listos para verificación externa. El ingeniero mantiene control total del proceso.
- Visualización y entrega profesional: Deformada, reacciones, diagramas N-V-M y exportación de tablas completan el ciclo técnico del análisis dentro de FreeCAD.
Con este módulo Frame 2D, el análisis deja de ser una “caja negra” y se convierte en un proceso transparente, verificable y controlado por el criterio del ingeniero. La herramienta no reemplaza el juicio profesional: lo potencia.
Te invito a seguir explorando Seproinca Structures, manteniendo coherencia de unidades, precisión en los apoyos y consistencia en propiedades mecánicas. Si respetas estos principios, tus modelos pasarán de simples líneas a estructuras técnicamente sólidas y defendibles.
XI. Versiones e Historial de Cambios
Esta sección centraliza la evolución de Seproinca Structures Frame 2D, indicando la versión actual disponible, las versiones anteriores y los cambios técnicos más relevantes incorporados en el sistema.
| Versión | Fecha | Estado | Descarga |
|---|---|---|---|
| v2.0.0 | Abril 2026 | Disponible pronto | Descargar v2.0.0 |
| v1.0.0 | Febrero 2026 | Anterior | Descargar v1.0.0 |
🔵 Historial de cambios
v2.0.0 — Marzo 2026
- Se actualizó el manejo interno de las liberaciones de momento (releases) durante el análisis estructural.
- La estrategia dejó de depender de la opción de release incorporada en el elemento elasticBeamColumn, la cual funcionaba correctamente solo cuando al menos uno de los elementos conectados al nodo conservaba rigidez rotacional.
- En modelos donde todos los elementos concurrentes al nodo tenían liberación rotacional, como en estructuras tipo cercha modeladas con elementos frame, el sistema podía presentar singularidad en la matriz de rigidez debido a un grado de libertad rotacional flotante.
- El nuevo análisis implementa una lógica basada en duplicación de nodos y uso de equalDOF en OpenSeesPy, imponiendo igualdad de traslaciones mientras se permite rotación independiente.
- El concepto visual de release se mantiene para el usuario, pero su tratamiento interno fue rediseñado para mejorar la estabilidad numérica.
- Esta mejora permite modelar correctamente casos con múltiples elementos liberados en un mismo nodo sin fallas del sistema.
v1.0.0 — Febrero 2026
- Primera versión oficial publicada de Seproinca Structures Frame 2D.
- Incluye el flujo base de modelado, propiedades, nodos, miembros, restricciones, cargas y análisis con OpenSeesPy.
- Las liberaciones de momento se resolvían mediante la opción incorporada en elasticBeamColumn.