[:es]https://veredes.es/blog/oficio-del-consultor-estructuras-iii-juan-carlos-arroyo/
No es lo mismo 8 que 80; pero 227 sí es lo mismo que 222.
“La precisión verbal es una de mis mayores preocupaciones y la precisión numérica es una de mis menores preocupaciones.”
Como profesor e ingeniero me preocupa mucho la precisión. Y hay que ser preciso desde dos puntos de vista, desde un punto de vista semántico y desde uno numérico.
Hay que hablar con propiedad y con precisión, porque es indiscutible que el uso de las palabras concisas contribuye considerablemente a la claridad y comprensión de una exposición. No es lo mismo la tensión admisible de un suelo que su resistencia, no es lo mismo tensión máxima del acero que su límite elástico, no es lo mismo carga permanente que carga muerta, no es lo mismo densidad que peso específico, no es lo mismo carga característica que carga media, no es lo mismo módulo de elasticidad que módulo de deformación, no es lo mismo coeficiente de seguridad que coeficiente parcial de seguridad, no es lo mismo coeficiente sobre cargas mayoradas que coeficiente sobre cargas características, no es lo mismo dimensionar que comprobar, no es lo mismo ser perito del juez que ser perito de parte, no es lo mismo facturar que cobrar, no es lo mismo calcular que proyectar, no es lo mismo momento que momento flector, no es lo mismo fuerza que esfuerzo, no es lo mismo signo que sentido, no es lo mismo pájaro en mano,…y así podríamos seguir hasta…podríamos aplicarlo a cualquier campo, incluso a nuestra vida cotidiana donde el hablar últimamente… en fin.
Desde el punto de vista numérico, la precisión es muy importante, me refiero a la precisión que hace falta, no a la precisión que sobra. Solemos confundir precisión con el número de decimales y creemos que dar calidad es dar un resultado con 8 cifras significativas. Sin embargo eso no es así, sino todo lo contrario, una precisión excesiva da imagen de mala calidad.
“La precisión es la cualidad que mejor diferencia al profesional del estudiante: el profesional es mucho menos “preciso”.
Conceptos básicos
Definimos precisión como el error que cometemos al expresar un valor numérico. Y se puede medir como el error que se comete al truncar la cifra dada. Por ejemplo, si decimos 335 estamos aunando los valores entre 334,9 y 335,9, es decir cometemos un error máximo de 1/335, es decir, un 0,3% aproximadamente ¿Os parece mucho?
Si decidimos trabajar con tres cifras, el máximo error que podríamos cometer sería cuando expresamos 100,9 como 100, es decir, 0,9 de error sobre 100,9 es decir, un 1%. Y el máximo error que podemos cometer sería cuando expresamos 999,9 como 999, es decir, 0,9 de error sobre 999,9 es decir, un 0,1%.
“Utilizando tres cifras significativas cometemos un error entre 1% y 0,1%.”
Si decidimos trabajar con tan solo dos cifras cometeremos un error entre el 1% y el 10%, según la cifra sea cercana a 10 o a 99. Este error ya es razonablemente alto.
Repasamos alguna confusión habitual, por ejemplo la de asumir que 0,00003 es más preciso que 3. Aunque parezca más precisa la cifra con decimales, ambas tienen exactamente la misma precisión, la correspondiente a tener una cifra significativa.
Y otra confusión frecuente es pensar que 24 y 24,0 significan lo mismo, y no es así ¿Cuál de las dos cifras es más precisa? Pues 24,0 porque tiene tres cifras significativas ya que la cifra 24 trunca valores entre 23,5 y 24,5 mientras que la cifra 24,0 trunca valores entre 23,95 y 24,05, o sea que es mucho más precisa ésta última.
¿Qué precisión necesitas?
La respuesta es fácil y muy lógica, aunque poco común. Para resolver un problema con la adecuada precisión, en cualquier disciplina, se necesita una precisión similar a la precisión de sus datos.
Cualquier profesional, desde un nanotecnólogo hasta un astrofísico necesita una precisión no mayor que la de sus datos. Y no es más preciso un nanotecnólogo,aunque lo parezca, ya que su nivel de determinación de los datos moleculares no pueden tener más de tres cifras significativas, aunque eso sí, si se habla en metros, tiene muchos decimales, más de nueve.
“Cualquier profesional, del nanotecnólogo al astrólogo, necesita una precisión máxima de tres cifras.”
Y en el caso de la ingeniería estructural, ¿qué precisión necesitamos? Pues la que tienen nuestros datos ¿Qué error cometemos en la determinación de las acciones? ¿Y en la determinación de la resistencia de los materiales?
Para los consultores de estructuras estas dos son preguntas sangrantes pues nos baja los humos de la supuesta precisión de nuestra disciplina.
Tenemos una precariedad notable en la definición de los valores de las acciones, que damos con una precisión de UNA cifra significativa. Es verdad que los pesos pueden darse con dos o tres cifras pero las sobrecargas de uso se dan con una cifra o máxima.
¡Cómo vamos a hablar con cinco cifras significativas si estamos diciendo que una persona pesa UN kilonewton y que ponemos CINCO personas por m2!
¿Y los materiales? Utilizamos hormigón de resistencia característica 25 o 30 (dos cifras) pero admitimos errores casi sin penalización de un 10%, es decir que, casi sin rechistar podemos aceptar hormigones que nominalmente son de 25 pero tienen una resistencia de característica de 22,5 MPa. Para valorar la precisión en la determinación de la resistencia característica recordad que se obtiene a partir de la rotura de DOS probetas.
¿Después de saber que nuestros datos tienen una cifra o dos, y por lo tanto, precisiones peores que un 10%, tiene sentido calcular momentos flectores con cinco cifras?
Hace unos años en la conferencia de inauguración de un máster de rehabilitación estructural en la Escuela de Arquitectura de Sevilla hablaba de la precisión en los momentos flectores. Cómo vamos a utilizar un resultado de 2345,72 mkN, además hay que tener en cuenta que tantos números son muy difíciles de recordar y si no se pueden recordar se acaba perdiendo la visión de conjunto que es la más importante de las propiedades de un proyecto, para que sea razonable, para que tenga escala. Lo recordable de esa cifra es 2350, o como mucho 2345.
Por relacionar la precisión con nuestra experiencia personal, os hago una pregunta:
¿Qué distancia hay de Madrid a Sevilla por carretera?
Si tiras de memoria podrás llegar a decir que hay quinientos y pico. Si dices quinientos y poco ya estás siendo bastante más preciso. Pero si dices 530…
¡Eres todo un conductor profesional!
Y ya si dices 534, es que te haces la ruta a diario y, además, vas siempre al mismo sitio, desde tu trabajo a la casa de tu abuela. Pero si en vez de ir a ver a tu abuela vas a Triana a tomar una caña, esa distancia cambia seguro. Por tanto, podríamos decir que te has pasado de precisión.
Esta pequeña reflexión trae a mi memoria una gran verdad que en su día, hablando de precisión con un viejo ingeniero me dijo y que recordaré siempre:
“Juan Carlos, en cuestiones de precisión, a mí lo que más me preocupa es el signo”.
Juan Carlos Arroyo (ingenio.xyz y CALTER ingeniería) doctor ingeniero de caminos.
Madrid, Diciembre 2017
[:gl]
Non é o mesmo 8 que 80; pero 227 si é o mesmo que 222.
“A precisión verbal é unha das miñas maiores preocupacións e a precisión numérica é unha das miñas menores preocupacións.”
Como profesor e enxeñeiro preocúpame moito a precisión. E hai que ser preciso desde dous puntos de vista, desde un punto de vista semántico e desde un numérico.
Hai que falar con propiedade e con precisión, porque é indiscutible que o uso das palabras concisas contribúe considerablemente á claridade e comprensión dunha exposición. Non é o mesmo a tensión admisible dun chan que a súa resistencia, non é o mesmo tensión máxima do aceiro que o seu límite elástico, non é o mesmo carga permanente que carga morta, non é o mesmo densidade que peso específico, non é o mesmo carga característica que carga media, non é o mesmo módulo de elasticidade que módulo de deformación, non é o mesmo coeficiente de seguridade que coeficiente parcial de seguridade, non é o mesmo coeficiente sobre cargas mayoradas que coeficiente sobre cargas características, non é o mesmo dimensionar que comprobar, non é o mesmo ser perito do xuíz que ser perito de parte, non é o mesmo facturar que cobrar, non é o mesmo calcular que proxectar, non é o mesmo momento que momento flector, non é o mesmo forza que esforzo, non é o mesmo signo que sentido, non é o mesmo paxaro en man,… e así poderiamos seguir ata… poderiamos aplicalo a calquera campo, mesmo á nosa vida cotiá onde o falar ultimamente… en fin.
Desde o punto de vista numérico, a precisión é moi importante, refírome á precisión que fai falta, non á precisión que sobra. Adoitamos confundir precisión co número de decimais e cremos que dar calidade é dar un resultado con 8 cifras significativas. Con todo iso non é así, senón todo o contrario, unha precisión excesiva dá imaxe de mala calidade.
“A precisión é a calidade que mellor diferenza ao profesional do estudante: o profesional é moito meno “preciso”.
Conceptos básicos.
Definimos precisión como o erro que cometemos ao expresar un valor numérico. E pódese medir como o erro que se comete ao truncar a cifra dada. Por exemplo, se dicimos 335 estamos a axuntar os valores entre 334,9 e 335,9, é dicir cometemos un erro máximo de 1/335, é dicir, un 0,3% aproximadamente. Parécevos moito?
Se decidimos traballar con tres cifras, o máximo erro que poderiamos cometer sería cando expresamos 100,9 como 100, é dicir, 0,9 de erro sobre 100,9 é dicir, un 1%. E o máximo erro que podemos cometer sería cando expresamos 999,9 como 999, é dicir, 0,9 de erro sobre 999,9 é dicir, un 0,1%.
“Utilizando tres cifras significativas cometemos un erro entre 1% e 0,1%.”
Se decidimos traballar con tan só dúas cifras cometeremos un erro entre o 1% e o 10%, segundo a cifra sexa próxima a 10 ou a 99. Este erro xa é razoablemente alto.
Repasamos algunha confusión habitual, por exemplo a de asumir que 0,00003 é máis preciso que 3. Aínda que pareza máis precisa a cifra con decimais, ambas teñen exactamente a mesma precisión, a correspondente para ter unha cifra significativa.
E outra confusión frecuente é pensar que 24 e 24,0 significan o mesmo, e non é así. Cal das dúas cifras é máis precisa? Pois 24,0 porque ten tres cifras significativas xa que a cifra 24 trunca valores entre 23,5 e 24,5 mentres que a cifra 24,0 trunca valores entre 23,95 e 24,05, ou sexa que é moito máis precisa esta última.
Que precisión necesitas?
A resposta é fácil e moi lóxica, aínda que pouco común. Para resolver un problema coa adecuada precisión, en calquera disciplina, necesítase unha precisión similar á precisión dos seus datos.
Calquera profesional, desde un nanotecnólogo ata un astrofísico necesita unha precisión non maior que a dos seus datos. E non é máis preciso un nanotecnólogo,aínda que o pareza, xa que o seu nivel de determinación dos datos moleculares non poden ter máis de tres cifras significativas, aínda que iso si, se se fala en metros, ten moitos decimais, máis de nove.
“Calquera profesional, do nanotecnólogo ao astrólogo, necesita unha precisión máxima de tres cifras.”
E no caso da enxeñería estrutural, que precisión necesitamos? Pois a que teñen os nosos datos Que erro cometemos na determinación das accións? E na determinación da resistencia dos materiais?
Para os consultores de estruturas estas dúas son preguntas sanguentas pois nos baixa os fumes da suposta precisión da nosa disciplina.
Temos unha precariedade notable na definición dos valores das accións, que damos cunha precisión dunha cifra significativa. É verdade que os pesos poden darse con dous ou tres cifras pero as sobrecargas de uso danse cunha cifra ou máxima.
Como imos falar con cinco cifras significativas se estamos a dicir que unha persoa pesa UN kilonewton e que poñemos CINCO persoas por m2!
E os materiais? Utilizamos formigón de resistencia característica 25 ou 30 (dúas cifras) pero admitimos erros case sen penalización dun 10%, é dicir que, case sen rechistar podemos aceptar formigóns que nominalmente son de 25 pero teñen unha resistencia de característica de 22,5 MPa. Para valorar a precisión na determinación da resistencia característica lembrade que se obtén a partir da rotura de DÚAS probetas.
Despois de saber que os nosos datos teñen unha cifra ou dúas, e por tanto, precisións peores que un 10%, ten sentido calcular momentos flectores con cinco cifras?
Hai uns anos na conferencia de inauguración dun máster de rehabilitación estrutural na Escola de Arquitectura de Sevilla falaba da precisión nos momentos flectores. Como imos utilizar un resultado de 2345,72 mkN, ademais hai que ter en conta que tantos números son moi difíciles de lembrar e se non se poden lembrar acábase perdendo a visión de conxunto que é a máis importante das propiedades dun proxecto, para que sexa razoable, para que teña escala. O recordable desa cifra é 2350, ou como moito 2345.
Por relacionar a precisión coa nosa experiencia persoal, fágovos unha pregunta:
Que distancia hai de Madrid a Sevilla por estrada?
Se tiras de memoria poderás chegar a dicir que hai cincocentos e pico. Se dis cincocentos e pouco xa estás a ser bastante máis preciso. Pero se dis 530…
Es todo un condutor profesional!
E xa se dis 534, é que che fas a ruta a diario e, ademais, vas sempre ao mesmo sitio, desde o teu traballo á casa da túa avoa. Pero se no canto de ir ver á túa avoa vas a Triana a tomar unha cana, esa distancia cambia seguro. Por tanto, poderiamos dicir que che pasaches de precisión.
Esta pequena reflexión trae á miña memoria unha gran verdade que no seu día, falando de precisión cun vello enxeñeiro díxome e que lembrarei sempre:
“Xoan Carlos, en cuestións de precisión, a min o que máis me preocupa é o signo”.
Juan Carlos Arroyo (ingenio.xyz e CALTER inxeeería) doutor inxeñiero de camiños.
Madrid, Decembre 2017
[:en]
It is not the same thing 8 that 80; but 227 yes it is the same thing that 222.
“The verbal precision is one of my major worries and the numerical precision is one of my minor worries.”
As teacher and engineer much worries the precision. And it is necessary to be necessary from two points of view, from a semantic point of view and from the numerical one.
It is necessary to speak with property and accurately, because it is indisputable that the use of the concise words contributes considerably to the clarity and comprehension of an exhibition. The admissible tension of a soil is not the same that his resistance, maximum tension of the steel is not the same that his elastic limit, there is not the same permanent load that loads dead, density is not the same that specific weight, there is not the same typical load that loads average, is not the same module of elasticity that module of deformation, the same coefficient of safety is not that partial coefficient of safety, is not the same coefficient on loads mayoradas that coefficient on typical loads, is not the same thing measures that to verify, it is not the same expert being of the judge who to be an expert of part, is not the same thing to invoice that to charge, it is not the same thing to calculate that to project, it is not the same moment that moment flector, it is not the same thing forces that I strengthen, the same sign is not that felt, the same bird is not in hand… and this way we might continue even … might apply it to any field, enclosedly to our daily life where to speak lately … in end.
From the numerical point of view, the precision is very important, I say to the precision that it is necessary to have, not to the precision that exceeds. We are in the habit of confusing precision with the number of decimals and think that to give quality is to give a result with 8 significant numbers. Nevertheless it is not like that, but everything opposite, an excessive precision gives image of bad quality.
“The precision is the quality that better difference to the professional of the student: the professional is much less “precise”.
Basic concepts.
We define precision as the mistake that we commit on having expressed a numerical value. And it is possible to measure as the mistake that is committed on having truncated the given number. For example, if we say 335 we are uniting the values between 334,9 and 335,9, that is to say we commit a maximum mistake of 1/335, that is to say, 0,3 % approximately does it seem to you to be great?
If we decide to work with three numbers, the maximum mistake that we might commit would be when we express 100,9 since 100, that is to say, 0,9 of mistake on 100,9 it is to say, a 1%. And the maximum mistake that we can commit would be when we express 999,9 since 999, that is to say, 0,9 of mistake on 999,9 it is to say, 0,1%.
“Using three significant numbers we commit a mistake between 1 % and 0,1 %.”
If we decide to work with only two numbers we will commit a mistake between 1% and 10%, according to the number be near to 10 or to 99. This mistake already is reasonably high.
We revise some habitual confusion, for example her of assuming that 0,00003 it is more precise than 3. Though the number seems to be more precise with decimals, both have exactly the same precision, the correspondent to have a significant number.
And another frequent confusion is to think that 24 and 24,0 mean the same thing, and is not like that which of two numbers is more precise? So 24,0 because it has three significant numbers since the number 24 truncates values between 23,5 and 24,5 whereas the number 24,0 truncates values between 23,95 and 24,05, or that is much more precise the latter.
What precision do you need?
The response is easy and very logical, though slightly common. To solve a problem with the suitable precision, in any discipline, there is needed a precision similar to the precision of his information.
Any professional, from a nanotecnólogo up to an astrophysicist needs a not major precision that that of his information. And a nanotecnólogo is not more precisely, though it it seems, since his level of determination of the molecular information they cannot have any more than three significant numbers, though it yes, if one speaks in meters, has many decimals, any more than nine.
“Any professional, of the nanotecnólogo to the astrologer, needs a maximum precision of three numbers.”
And in case of the structural engineering, what precision do we need? So the one that our information has what mistake do we commit in the determination of the actions? And in the determination of the resistance of the materials?
For the consultants of these structures two are bleeding questions since it lowers the smokes of the supposed precision of our discipline.
We have a notable precariousness in the definition of the values of the actions, which we meet on a precision of a significant number. It is true that they can give the weight with two or three numbers but to give the overloads of use with a number or maxim.
How we are going to speak with five significant numbers if we are saying that a person weighs A kilonewton and that we put FIVE persons for m2!
And the materials? We use concrete of typical resistance 25 or 30 (two numbers) but we admit mistakes almost without penalty of 10 %, that is to say that, almost without rechistar can accept concretes that nominally are of 25 but have a resistance of characteristic of 22,5 MPa. To value the precision for the determination of the typical resistance remember that it is obtained from the break of TWO manometers.
After knowing that our information has a number or two, and therefore, precisions worse that 10 %, has felt to calculate moments flectores with five numbers?
A few years ago in the conference of inauguration of a master of structural rehabilitation in the School of Architecture of Seville he was speaking about the precision in the moments flectores. How we are going to use a result of 2345,72 mkN, in addition it is necessary to bear in mind that so many numbers are very difficult to remember and if they cannot be remembered there ends up by getting lost the overall view that is the most important of the properties of a project, in order that it is reasonable, in order that it has scale. The memorable of this number is a 2350, or as very much 2345.
For relating the precision to our personal experience, I do a question to you:
What distance is from Madrid to Seville by road?
If you pull memory you will be able to manage to say that there are five hundred and I sting. If you say five hundred and slightly already you are more precise enough. But if you say 530…
You are the whole professional driver!
And already if you say 534, it is that you do the route to yourself daily and, in addition, you go always to the same site, from your work to the house of your grandmother. But if instead of being going to see your grandmother you are going to Triana to take a cane, this distance changes insurance. Therefore, we might say that you have passed of precision.
This small reflection brings to my memory a great truth that in his day, speaking about precision with an old engineer he said to me and that I will remember always:
“Juan Carlos, in precision questions, to me what more worries me is the sign”.
Juan Carlos Arroyo (ingenio.xyz and CALTER ingeniería) PhD civil engineer.
Madrid, December 2017
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