XIX CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL 2015 - HUARAZ
GESTION DE LA CONSTRUCCION DE HABILITACIONES URBANAS Y LAGUNAS ARTIFICIALES BAJO EL ENFOQUE LEAN Y BIM Campos Martínez, Fernando; Prince Maldonado, Gustavo; Hermoza Ibarra, Luis
Categoría: Construcción, Tecnología de Materiales y Gerencia de Proyectos. Palabras clave: Lean Construction, Last Planner, BIM, PMI, Valor Ganado, Perfil Económico, Habilitación Urbana, Laguna Cristalina, Redes de Agua y Desagüe, Redes de Electrificación, PTAR, PTAP, POI, Riego Tecnificado, Optimización, Control, Sistematización, Rentabilidad, PPC, etc. Sinopsis: La presente ponencia nace a raíz que los autores están encargados del proyecto de habilitación urbana más ambicioso del Sur del Perú, el cual contempla la construcción de 3,041 lotes de 800 m2 en una extensión de terreno de 405 Ha, el proyecto debe ser construido en 8 etapas a lo largo de 5 años (2015-2019) y contempla la construcción de una laguna cristalina de 3.5 Ha (6 veces el area del Estadio Nacional de Lima) monitoreada digitalmente, 80 parques, 3 playas, innumerables áreas verdes, Planta de Tratamientos de Aguas Residuales (PTAR), Plantas de Tratamiento de Agua Potable (PTAP), Planta de Osmosis Inversa (POI), Reservorios de Agua, Redes de Agua y Desagüe, Redes de Electrificación, Riego Tecnificado, Movimiento de Tierras, Pistas y Veredas, Club House, Mini zoológico, etc.; todo ello siendo controlado mediante un Sistema de Gestión de la Construcción que integre a la perfección los conocimientos de la filosofía LEAN, el sistema BIM y las buenas practicas del PMI mediante un software elaborado por los autores.
1. INTRODUCCIÓN:
computacionales aplicándolo a un gran proyecto que está demostrando ser funcional y rentable.
El grado de incertidumbre en la ejecución de proyectos tipo HU es considerable debido al grado de 2. OBJETIVOS: interferencias por instalaciones eléctricas, agua y desagüe, riego tecnificado, pistas y vereda, gas, etc., sin Establecer un sistema Integral del Last Planner, BIM y Valor Ganado en base a datos recopilados en considerar otros factores endógenos y exógenos, como campo y en base a datos históricos de control sociales y ambientales que afectan el cumplimiento de integrados mediante procedimientos experimentales la planificación. Para ello se plantea realizar un sistema realizados en proyectos de construcción. innovador que incorpora filosofías contemporáneas y Identificar, analizar, estandarizar y controlar los experimentales que va desde la aplicación del lean procesos desde la perspectiva como cliente, para construction hasta el uso de drones y software para el asegurar plazo y costo. buen manejo de la gestión integral del proyecto. Desarrollar alternativas para la mejora de la gestión bajo una metodología que integre todas las Se presenta un compendio de metodologías que herramientas de control. integran la eficiencia y eficacia en la etapa de Reducir costos y tiempos innecesarios durante el planeamiento, programación, control y mejora continua proyecto, manteniendo la calidad y seguridad como del uso eficiente de los recursos desde una perspectiva pilares de la empresa. de gestión, esta nueva metodología es aplicable a Crear, experimentar, registrar y difundir propuestas cualquier proyecto. de mejora en la gestión de la construcción de obras tipo HU para que estas sean aplicadas a nivel En síntesis, la presente ponencia ha englobado nacional e internacional. metodologías de control así como herramientas
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Presentar las metodologías de control de los autores para mejorar el control y optimización en los manejos de contratas y recursos propios. Proponer la combinación de estas metodologías y su sistematización a fin de que sean comprobados en la fase constructiva, mediante procesos de retroalimentación de información. Promover la escalabilidad y modificación continua a fin de obtener una nueva filosofía de gestión y control, con la fusión de las herramientas actuales de control y tecnología disponible.
3. DESARROLLO O CUERPO
Control de la Gestión de la Producción Al momento de iniciar el proyecto se realiza una reunión de arranque (Reunión General de Obra) donde se establece la metodología y reglas de trabajo con el staff de cada contratista, en esa reuniones se define los frentes y bloques de avance, así mismo se envía los formatos que deberán ser estandarizados para cada residente con la información que agrega valor al cliente. Por otro lado se establece las reuniones semanales de producción donde se hace coordinaciones netamente de avance de campo.
Lean Thinking Antes de incorporar una metodología, sistema, herramientas y formatos, se debe entender la esencia del pensamiento lean, desde la toma de decisiones y hasta juzgar una acción, ello permite tener una visión alternativa de lo habitual donde el proyecto como tal se centra en mejorar el flujo de procesos y no céntranos en los procesos de transformación. Para el proyecto Hacienda la Joya se planteó estrategias y fases para la incorporación de la filosofía, el cual detallamos a continuación:
FIGURA 1: Inducción al plan de gestión del proyecto Hacienda la Joya
El plan de aseguramiento de la planificación se basa en el sistema del último planificador, que luego estás serán revisadas en las reuniones generales de obra, las reuniones semanales de producción/calidad y las reuniones de seguridad y medio ambiente. TABLA 2: Sistema de control de la producción LPS
GRÁFICO 1: Fases de la implementación Lean
De igual manera se tiene 4 ciclos de trabajos que se aplicará por 12 meses para la implementación de la gestión de proyectos. TABLA 1: Ciclos de trabajo mes2/12 ACTIVIDADES CÍCLICAS
MES 1 MES 2 ME
CICLO DE TRABAJO – CONTROL DE PROYECTOS. CILO DE TRABAJO – IMPLEMENTACIÓN DE LA FILOSOFÍA LEAN. GESTIÓN DEL CONOCIMIENTO Y PROMOCIÓN DE LA I+I+D (INVESTIGACIÓN, INNOVACIÓN Y DESARROLLO). ELABORACIÓN DE REGISTROS, INFORMES SEMANALES Y MENSUALES.
Para el control interno de la gestión del staff de Real Inmobiliaria se tiene un sistema de aseguramiento del plan mediante un look ahead de 4 semanas.
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TABLA 3: Sistema Interno de aseguramiento de plan PLANIFICACIÓN INTERNA LOOK AHEAD COORDINADORES
JEFE DE PROYECTO
COORDINADOR DE OBRAS
GERENTE DE PROYECTOS
(1) IDENTFICAN ACTIVIDADES DE 4 SEMANAS
(4) ELABORA ACTA DE ACUERDOS Y RESPONSABILIDADES
OBRA
(2) DETERMINAN NECESIDADES PARA EL CUMPLIMIENTO DE ACTIVIDADES
(3) LIDERA REUNIÓN DE COORDINACIÓN
(5) REALIZA SEGUIMIENTO Y DETERMINA CORRECCIONES
(6) REFORMULAN PLAN DE LAS SIGUIENTES 4 SEMANAS
OFICINA PRINCIPAL
FIGURA 3: Diseño alternativo del reservorio con estructura de concreto armado. (4.1) RECIBE COPIA DE ACTA
(5.1) RECIBE INFORME DE SEGUMIENTO
BIM (Building Information Modeling)
Previsión de interferencias y una visión virtual y panorámica. Un factor importante para la toma de decisiones es la previsión de los planes de trabajos en costo vs beneficio, para ello nos ayudamos de metodologías y herramientas que estén a nuestro alcance, pero antes de ello tener definido los alcances y que inputs debemos considerar.
Para las actividades complementarias (Reservorio de 800 m3, PTAP, PTAR, POI) se planteó muchas ideas desde una perspectiva de simple idea hasta 2D, pero al utilizar una enfoque 3D, inclusive 4D y 5D, se logró tener una visión panorámica sistemática de dichas obras, donde prácticamente se decidió cambiar el plan inicial a una construcción más económica, pero todo ello en la etapa de diseño.
FIGURA 3: Vista de la Laguna Cristalina de 3.5 Ha
FIGURA 2: Diseño inicial del reservorio considerado inicialmente con datos estructurales, geotécnicos y costo – tiempo
En la figura 2 representa el resultado de realizar un análisis 4D, al plantear y definir dicha alternativa se ha tenido una optimización económica. En la figura 3 se observa la idea inicial del reservorio que contempla un terraplén, hasta dicho momento se tenía el costo total de la primera opción, pero no se tenía el alcance de constructabilidad.
FIGURA 4: Construcción de la Laguna Cristalina más grande del Perú Monitoreada desde el extranjero
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Para la construcción de la laguna se hará un movimiento de tierras de aproximadamente 50,000 m3, además de ello se debe planificar con los residentes de las otras obras que se harán en paralelo, como los accesos, puntos de acopio, extracción de agua del pozo 1, áreas verdes, control de polución, etc. Hasta la fecha de redacción del paper se tiene un PPC del 95% y un porcentaje de confiabilidad del 80% para la Etapa I del proyecto, siendo este una obra de 8 etapas a lo largo de 5 años de construcción, inicialmente el proyecto estaba estimado para 8 años pero aplicando este sistema de control y el software elaborado por los autores, así como un disciplinado control en obra, estrategias de negociación, marketing y ventas estamos optimizando tanto costos como tiempos, generando rentabilidades que llegan a márgenes del 50% en relación a costos y del 30% en relación a tiempos.
Gestión Integral de Contratistas Los contratistas realizan un informe semanal donde se especifica tener un avance físico real, muy aparte de la Curva S que es presentada cada quince días; así mismo realizan una proyección en metrados y descriptivo, acompañado de las restricciones para su avance, estas restricciones son solucionadas en las reuniones generales de obra y luego establecidas en las actas de reunión de obra.
FIGURA 7: Reporte gráfico semanal de Red Primaria
FIGURA 5: Planificación de las 8 etapas del Proyecto
FIGURA 8: Reporte gráfico semanal de agua y desagüe
En la siguiente figura se observa el avance de los trabajos con ayuda del sistema de aeronaves pilotadas a distancia (RPAS), conocido como “drones” los cuales nos permiten abarcar mayores áreas de control, así mismo de establecer controles en tiempo real, debido a que el proyecto tiene una longitud aproximadamente de 3.5 km, en las siguientes etapas se tendrá varios frentes de trabajo en paralelo, cada uno de ellos separados por kilómetros de distancia, por tal motivo se necesita crear un sistema de planificación utilizando dicha tecnología.
FIGURA 6: Rentabilidad del Proyecto
Es importante nombrar que al momento de construir la laguna artificial, se tendrá a clientes construyendo en los lotes de la Etapa 1, creemos que este será el factor más sensible que puede afectar al avance de las obras, por tal motivo se hace uso de las herramientas BIM y simulaciones para poder armar un layout plan, con ello se nos acompañará la pizarra de planeamiento y la metodologías phase scheduling – pull planning para que podamos planificar cada día actividades con compromisos e identificar trabajos de manera coordinada para evitar problemas con los propietarios.
FIGURA 9: Reporte virtual semanal mediante drones
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Así mismo al contar con el conocimiento se procede al siguiente paso, optimizar aún más las herramientas de Control y Gestión:
Planificación
Optimización de Sistemas de Control Estamos frente a un panorama alentador y al mismo tiempo cambiante, grandes economías están teniendo serios problemas y otras están viviendo un apogeo, donde existe un sinfín de oportunidades de inversión. La falta de conocimiento es el talón de Aquiles de la ineficacia en la evolución, situación actual en la que se encuentra la gran mayoría de los partícipes del Sector Construcción, que carece del conocimiento de las Metodologías actuales de Control y Gestión de Obras, así como también, de las herramientas que permitan una implementación adecuada. No podremos cambiar la economía global de manera inmediata, pero si podremos prepararnos actualmente para afrontar alguna futura crisis o estar mejor preparados para las oportunidades presentes. La meta suprema de la Investigación es la de Optimizar los Tiempos y Recursos de las Obras de Construcción con la Implementación de Software de Control, aplicando metodologías actuales de Control y Gestión.
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FIGURA 11: Planificación para la creación del Software
Diseño del Software Elementos de la BD
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Tablas Consultas Formularios Informes
Según el SGBD Dinámica Relacionas
Para ello se creará y utilizarán bases de Datos con su correspondiente Sistema Gestor de Base de Datos para el procesamiento de la Data.
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FIGURA 12: Diseño para la creación del Software
Pruebas y Evaluaciones
DBA Administrador de la Base de Datos (BD)
Prueba y Evaluaciones
Servidor = Base de Datos (BD)
FIGURA 13: Pruebas y evaluaciones del Software FIGURA 10: Bases de datos como sistema de control
Fases de Desarrollo de Software de Control Las Fases más destacables son: Planificación Diseño del Software Pruebas y Evaluaciones Mantenimiento y Evolución FIGURA 14: Mantenimiento y Evolución del Software
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Ingeniería del Proyecto Esta fase del Proyecto consistió en desarrollar un software que permita Optimizar el Control y Gestión en las Obras de Construcción, empleando para ello las metodologías de control existentes, considerando la Usabilidad como punto importante. Se diseñó el software de tal forma que no solo se obtenga resultados funcionales, sino también en el menor tiempo posible, buscando la descentralización de la información, tratando de que llegue a la mayor cantidad de usuarios posibles. Se empleó interfaces agradables, de fácil entendimiento, y simplicidad en el uso de comandos y opciones de procesamiento. Se generó un sistema de seguridad permitiendo el resguardo de la Data almacenada. Diseño del Software Previa a la Programación propiamente dicha, se realizó un análisis de los componentes principales a estudiar para su ingreso en la Interfaz del Software de Control, a esto lo llamaremos Estructura de la Programación del Software. Esta comprenderá una descripción del Análisis de las Áreas para Programación y de la Infraestructura del Software de Control. Cabe mencionar que para este punto ya se cuenta con la Especificación del Programa que se va a empleó.
FIGURA 15: Diseño del Software – Especificación del Programa
Infraestructura Física Ya desarrollado el Software basado en los Metodologías de Control se concluye con la Infraestructura Física necesaria, yendo esta de la mano con las necesidades particulares de cada Empresa que la requiera.
FIGURA 16: Infraestructura Física
Interfaz de Usuario Debido que la Usabilidad es sumamente necesaria, se logró conseguir una Interfaz sumamente amigable y entendible, obteniendo curvas de aprendizaje muy favorables.
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Se evaluaron solo unas cuantas áreas de control, y se obtuvo indicadores de una sobreinversión de 15%, que fácilmente podrían ser recuperados en los primeros meses de ejecución del Software, y aun así, muy aparte de recuperar la inversión se tendría tiempos ganados para continuar implementando mejoras, optimización.
5. RECOMENDACIONES: La primera regla de juego es aprender del sistema existente, estudiar sus puntos positivos y negativos.
FIGURA 17: Interfaz de Usuario
Los beneficios del Software repercuten en la obtención de los Reportes, así como también en el Orden del Control, lo que conlleva a:
Menor tiempo de procesamiento de la Data. Orden en el control diario de Campo. Dedicación específica a las labores indicadas según la función, es decir, la no intromisión en funciones ajenas a las destinadas.
4. CONCLUSIONES: La aplicación de dichas herramientas y metodologías están ayudando al proyecto. No obstante dichas propuestas de mejora tiene éxito gracias al apoyo de las gerencias que apuestan por la innovación. Se tiene muchas ideas de lo que se quiere construir en el proyecto, pero estas deben ser evaluadas, dichas herramientas han ayudado para aterrizar estas ideas y con ello proponer alternativas, gracias a estas herramientas hasta la fecha se ha logrado generar un margen positivo de 3 millones de soles estando solo en el 10% de las 8 etapas del proyecto. Muchas de las empresas que participan en las distintas partidas del proyecto son locales, aun no manejan un sistema de gestión eficaz o simplemente no tienen, para ello se ha tenido que capacitar y mejorar el flujo de información, de igual manera los requerimientos son evolutivos conforme las contratistas adopten la forma de trabajo, la idea principal es que en el proyecto crezcan todos, sin excepción y de esa manera lograr un beneficio colectivo. Se comprobó que el trabajo manual es ya obsoleto, solo sirve como respaldo administrativo, pero en sí lo más importante es la obtención de resultados en el menor tiempo posible. Se logró obtener resultados en razón de unos cuantos minutos, lo que fácilmente agiliza la toma de decisiones, reportes que tomarían semanas, se obtuvieron en lo que uno realiza la selección del rango de fechas.
Luego es proponer mejoras que no solo beneficie al proyecto, sino a cada uno de los que están involucrados. Estas metodologías pueden ser aplicables a cualquier tipo de proyecto y cualquier nivel de presupuesto, la implementación puede fallar cuando se quiere imponer herramientas y flujos de empresas grandes a un sistema en pleno desarrollo, hay que tener mucho criterio cuando nos comprometemos a incorporar formatos o sistemas a una empresa. Existe un proceso de experimentación donde se debe escuchar la recomendaciones de todos, podemos tener muchos errores, que luego se irán superando, no obstante es parte de la innovación. Cuando se implementa LEAN – BIM como iniciativa del cliente, esta puede tener mejores resultados en caso fuera desde iniciativa de las contratistas, al no ser este el caso; se recomienda que la iniciativa deba partir del cliente, a fin de lograr eficiencia, eficacia y rentabilidad en sus proyectos.
6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: GONZALES, Vicente y ALARCON, Luis Fernando. “Buffers de programación: Una estrategia complementaria para reducir la variabilidad en los procesos de construcción”, Revista Ingeniería de Construcción 18 (agosto 2003): 97-111 SARHAN, Saad y Andrew FOX. “Barriers to Implementing Lean Construction in the UK Construction Industry”, Journal The Built & Human Environment Review 6 (junio 2013). ENSHASSI, Adnan, et. al. “Tendencias para optimizar la productividad en los proyectos de construcción en Palestina”, Revista Ingeniería de Construcción 28 (agosto 2013): 173-206 Ballard, G., and Howell, G. A., “Competing Construction Management Paradigms.”, Honolulu – Hawái, 2003 Marrero Expósito Carlos, “Interfaz Gráfica de Usuario, Aproximación Semiótica y Cognitiva”, España, 2006