¿Excel es una buena herramienta para resolver problemas de ingeniería?
Excel es una herramienta clasificada como hoja de cálculo. ¿Cuál es el propósito de las hojas de cálculo y cuál es su alcance?
Inicialmente las hojas de cálculo se crearon para satisfacer la necesidad de cálculos para los contadores, hace años se ocupaban hojas enormes donde los contadores hacían balances, reportes a lápiz, hacer correcciones y volver hacer los cálculos subsecuentes era un gran problema. Se desarrolló entonces una herramienta de software donde es posible capturar datos, escribir fórmulas con referencias relativas y absolutas; funciones sobre las celdas como: sumas, promedios, cuentas, máximos, mínimos, etc.
Una de las primeras hojas de cálculo fue VisiCalc después se desarrolló la más famosa llamada «Lotus 1-2-3». Era una herramienta muy completa porque además de ser una hoja de cálculo que hace operaciones aritméticas y algunas funciones también es capaz de aceptar texto e insertar gráficas, por éstas tres capacidades se le da el nombre de 1-2-3. Contaba con un lenguaje propio de programación que le llamaron «Macros», eran pulsaciones de teclas del menú bajo un nombre llamada nombre de la Macro porque era una Macro instrucción que se componía de instrucciones del menú. También era posible agregar las actividades básicas de un lenguaje de programación como bifurcaciones y ciclos repetitivos. Lotus fue adquirida por IBM y se desarrollaron entonces otras opciones en el ambiente Windows como Quattro, Quattro Pro, Excel, Calc, etc.
El uso de Excel es relativamente sencillo, porque se tiene disponibles las celdas donde se pueden guardar valores numéricos, escribir fórmulas con referencias relativas y absolutas a esas celdas, de esta manera, si se cambia el valor de una celda, el resto que hace referencia se actualizan de inmediato (si se tiene activa esa opción). Es un uso muy atractivo porque se tiene el control directo de los valores, las fórmulas, como tanto para su captura como cualquier modificación observándose el efecto de inmediato.
Las hojas de cálculo pertenecen a las suites llamadas suites ofimáticas, las cuales fueron desarrolladas para trabajos rutinarios de oficina como llevar cuentas de clientes, relaciones de inventario, estados de cuenta, etc. La herramienta funciona muy bien para compañías pequeñas y medianas. Pero cuando la información es mucha o se desea guardar la integridad de la información entonces las bondades de las hojas de cálculo se vuelven deficientes cuando la empresa es grande. No se puede asegurar la integridad de la información, ni tampoco se puede asegurar que la información se comparta de manera correcta entre empleados, no se puede asegurar que no se cambie o borre la información (aunque existen opciones para bloquear celdas, hojas y hasta archivos) entonces se requieren soluciones más robustas que garanticen toda la información.
Enfocándonos en nuestra área que es la ingeniería, excel es amigable en la captura de información, pero ¿qué hay del poder de cálculo para necesidades de un proyecto de ingeniería donde se requieren de soluciones más complejas como soluciones de Sistemas de Ecuaciones no Lineales, Ecuaciones Diferenciales, Sistemas de Ecuaciones Diferenciales, Ecuaciones Diferenciales Parciales, etc.? ¿Qué ofrece excel al ingeniero para sus necesidades? si revisamos la lista de funciones que tiene Excel vemos que no cuenta con alguna función para obtener la interpolación lineal y menos para una interpolación Spline o de Lagrange por hablar de algunas. En sus capacidades gráficas no ofrece opciones para crear gráficas de gradientes, representaciones de números complejos, gráficas de contorno, etc. Esto quiere decir que no satisface las necesidades de cálculo que requiere un ingeniero, simplemente es una herramienta ofimática, no para ciencias ni ingeniería.
Es posible programar las funciones que se requieren con VBA para llegar al resultado deseado, ¿pero qué sucede cuando se requiere hacer una aplicación más robusta con usuarios? Por eso VBA ya no es lo recomendable. Excel tiene al rededor de 500 funciones incorporadas entre las que destacan son: sumas, promedios, desviación estándar, regresión lineal.
Por otra parte, las aplicaciones especializadas para ingeniería y ciencias por ejemplo Matlab; tiene al rededor de 8,000 funciones incorporadas que abarcan distintas áreas de ingeniería como: la aeronáutica, lógica difusa, machine learning, procesamiento de imágenes como reconocimiento facial, Algoritmos genéticos, etc. Matlab se ha usado en corporaciones tan importantes como la NASA.
Definitivamente Excel tiene una gran flexibilidad a la hora de capturar información y se puede usar con ese fin para cuando se requiera almacenar información con pocos registros. Excel a veces es confundido por una base de datos porque sus archivos contienen datos pero está muy lejos de lo que se conocen como bases de datos. Las bases de datos tienen muchas más características, como asegurar la integridad de la información con llaves primarias y secundarias, restricciones y disparadores. Tienen la capacidad de administrar y gestionar usuarios y permisos. Ejemplos de base de datos son MySQL, MSSQL Server, Oracle, Sybase por hablar de algunas base de datos relacionales, existen otros tipos como las jerárquicas y las NoSQL que tienen otras características muy interesantes.
Regresemos otra vez a la ingeniería entonces podemos usar Excel? la respuesta es sí, cuando queremos hacer cálculos sencillos y gráficas sencillas. ¿Es recomendable para aplicar Métodos Numéricos, Cálculo Integral o Diferencial, Ecuaciones Diferenciales, Optimización? por hablar de algunos, la respuesta es: usen los matamoscas para matar moscas.
Gracias a la gran popularidad que tiene Excel, mucha información está en archivos .xlsx, las herramientas especializadas para ciencias e ingeniería han desarrollado interfaces para lee y guardar información en estos tipos de archivos.
¿Cómo lograr la interfaz entre Excel y Matlab? Espera los apuntes de Matlab, están muy intersantes…