doi: 10.58763/rc2023113

 

Artículo de Investigación Científica y Tecnológica

 

Metodología de construcción esbelta en la optimización de los resultados de un proyecto de edificación

 

Lean construction methodology in the optimization of the results of a building project

 

Pedro Estrada Herrera¹  *, Jorge Pueblita Mares¹  *

 

RESUMEN

Dentro de las aplicaciones del lean manufacturing se encuentra su contextualización en los procesos constructivos como lean construction, la cual se enfoca a reducir las actividades que no generan valor en función de la optimización de los procesos, con el fin de maximizar la eficiencia. Es así que, el objetivo de la investigación fue proponer un procedimiento para la adopción de la metodología lean construction para contribuir a la optimización de proyectos de edificación. Se ejecutó un estudio con un enfoque mixto, transversal de tipo descriptivo, a partir del estudio del caso:  construcción de un parque temático recreativo para niños en fase terminal. Se diseñó un procedimiento estructurado en seis pasos que permitió la adopción de la filosofía lean en la gestión de proyectos, así como el diseño de un instrumento para evaluar las competencias del equipo de proyecto en los sistemas de gestión integrados. Los resultados permitieron definir, diseñar y suministrar los activos del proyecto con la mayor generación de valores posibles, donde se impusieron preceptos de la metodología lean. Igualmente, los sistemas integrados de proyectos, a partir de la imbricación de preceptos de la metodología lean, optimizaron la productividad de proyectos en la construcción de edificaciones.

 

Palabras clave:  dirección de proyecto, ingeniería de la construcción, manufactura esbelta, proyecto de desarrollo.

 

Clasificación JEL: D24; O14.

 

ABSTRACT

Within lean manufacturing applications, its contextualization in construction processes is found as lean construction. This approach aims to reduce non-value-adding activities by optimizing processes to maximize efficiency. Thus, the objective of this research was to propose a procedure for adopting the lean construction methodology to contribute to the optimization of building projects. A mixed-method study was conducted with a cross-sectional, descriptive focus based on the case study: construction of a recreational theme park for terminally ill children. A procedure structured in six steps was designed, allowing the adoption of the lean philosophy in project management and the design of a tool to assess the project team's competencies in integrated management systems. The results enabled the definition, design, and delivery of project assets with the highest possible value generation, where lean methodology principles were applied. Likewise, the integrated project systems, stemming from incorporating lean methodology principles, optimized project productivity in building construction.

 

Keywords: project management, construction engineering, lean manufacturing, development project.

 

JEL Classification: D24; O14.

 

Recibido: 22-03-2023          Revisado: 17-05-2023          Aceptado: 15-06-2023          Publicado: 04-07-2023

 

Editor: Carlos Alberto Gómez Cano  

 

Citar como: Estrada, P. y Pueblita, J. (2023). Metodología de construcción esbelta en la optimización de los resultados de un proyecto de edificación. Región Científica, 2(2), 2023112. https://doi.org/10.58763/rc2023113

 

¹Universidad La Salle de Cuernavaca. Cuernavaca, México.

 

INTRODUCCIÓN

 

La filosofía lean tuvo su origen en la manufactura aplicada en la línea productiva de Toyota, es así que, su desarrollo se enmarcó en los acontecimientos sucedidos durante la Segunda Guerra Mundial, lo que potenció su rápida adopción por Estados Unidos y su generalización en la industria (Carrilo et al., 2019; Singh y Kumar, 2020; Dallasega et al., 2020; de Souza et al., 2023). De esta forma, fue reconocida como una metodología enfocada a reducir los desperdicios clasificados en: espera, defectos, movimientos no necesarios, inventario en exceso, sobreproducción, transporte saturado y procesamiento a gran escala (Martínez et al., 2016; Kumar et al., 2022).

 

En este contexto, su implementación ha permitido optimizar procesos y eliminar las malas prácticas (Amado et al., 2020; Francis y Thomas, 2020; Shaqour, 2022). Por lo que, variadas investigaciones han traducido la filosofía lean manufacturing (FLM) al español como fabricación esbelta, fabricación ajustada, fabricación ágil (Sánchez, 2023). Este proceso ha sido llevado a cabo mediante los siguientes sistemas de producción: Total Quality Management (TQM), Just in Time (JIT), Kaizen (Mejora continua), Theory of Constraints (TOC) y Reingeniería de procesos (Sirvent et al., 2016). A su vez, ha sido una metodología efectiva que se ha enfocado en aumentar la eficiencia de los procesos a partir de la implementación de la filosofía de gestión Kaizen de mejora continua en tiempo, espacio y que ha sido direccionada a desechar los desperdicios (Guerrero et al., 2019).

 

De esta manera, se han evidenciado aplicaciones en el sector de la producción: lean production, lean manufacturing, lean supply chain, lean construction; también en los servicios: lean government, lean hotel, lean accounting y en el área de la salud con el nombre de lean Healthcare con una amplia representación en la literatura (Zambrano et al., 2022). En los proyectos de construcción (PC), se han enfocado en reducir las actividades que no generan valor en función de la calidad de los procesos, con el fin de maximizar eficiencia y minimizar los desperdicios (Gao et al., 2023; Michalski et al., 2022; Yücenur y Şenol, 2021).

 

De esta forma, a diferencia de otras industrias que han evolucionado gracias a la tecnología, la construcción ha sido relativamente estática en sus procesos, por lo que ha sido necesario adoptar nuevos métodos y herramientas para aumentar los niveles de productividad y eficiencia del sector (Barbhuiya y Bhusan, 2023). En la actualidad, la manera en que se llevan a cabo diversas obras obedece a un modo artesanal y poco productivo, lo cual ha persistido desde tiempos antiguos sin cambios significativos.

 

Es así que, la metodología lean construction ofrece oportunidades para optimar las fases, así como los procesos en los proyectos (Caballero et al., 2018), lo que facilita su gestión y permite reducir el desperdicio mientras se maximiza el valor del proyecto a través del uso de herramientas y técnicas efectivas (Aureliano et al., 2019; Goh y Goh, 2019; Aslam et al., 2020; Abu et al., 2022). En este sentido, existen diferencias significativas entre la gestión tradicional de proyectos (GTP) y el enfoque que propone la filosofía lean, los cuales se exponen en la Tabla 1.

 

Fuente: elaboración propia.

 

A partir de las potencialidades de la aplicación de este nuevo enfoque de gestión, se planteó como objetivo del presente estudio proponer un procedimiento para la adopción de la metodología lean construction para contribuir a la optimización de los proyectos de edificación.

 

METODOLOGÍA

 

El estudio se implementó a partir de un enfoque multi-métodos, asentado en un diseño mixto de tipo incrustado (Hernández y Mendoza, 2018). Para este diseño se tuvieron en cuenta las recomendaciones de Harrison et al. (2020), sobre la rigurosidad de los estudios mixtos. Se utilizó una investigación transversal de tipo descriptivo, a partir del estudio del caso:  diseño y construcción de un parque temático recreativo para niños en fase terminal, proyecto innovador y sin precedentes en México.

 

Se efectuó un sistema “fast track” de gestión de la construcción (Ballesteros et al., 2019), con el objetivo de cumplir con todos los requisitos del cliente. De esta manera, permitió la planificación de actividades en paralelo, con el fin de disminuir los tiempos totales de proyectos y las estrategias utilizadas en la compresión clásica de proyectos. De esta forma, se identificaron las actividades, sus precedencias y los tiempos de realización, elementos que sirvieron de apoyo para la construcción de la ruta crítica (Méndez et al., 2023). En este sentido, en la planificación es importante contar con el proyecto completo, todo ello con el propósito de obtener la licencia correspondiente y los recursos financieros adecuados.

 

Para el diseño y ejecución del proyecto se optó por el modelo tradicional, conocido como licitación – construcción, el cual por lo general posee como metodología de implementación la ruta diseño – licitación – construcción (Wang y Chen, 2023). Cabe resaltar que esta metodología aún presenta deficiencias, entre las que destacan: incidentes laborales, realización de obras en un plazo no estipulado, sobrecostos, exigencias producto a la escasa calidad y, en general, incertidumbre con respecto a las condiciones propuestas inicialmente en el contrato. Por lo que se propuso un procedimiento híbrido que tuvo en cuenta el método “Fast Track” y la FLM contextualizada como lean construction (Aureliano et al., 2019), con lo que se minimizó el impacto de los problemas crónicos de la construcción para garantizar el costo y la calidad.

 

El procedimiento quedó estructurado en seis pasos:

 

·       Paso 1. Identificación de deficiencias de alcance inicial: a partir del seguimiento de las actividades del proyecto se identificaron un conjunto de deficiencias de alcance original.

·       Paso 2. Análisis de deficiencias de alcance inicial: a partir del análisis de las deficiencias de alcance inicial se pudieron proponer posibles soluciones de mejoras que permitieron mantener las políticas de calidad en la construcción de la obra y, a su vez, poder mantener el nivel de servicio fijado.

·       Paso 3. Identificación de problemas crónicos de construcción: se identificaron problemas relacionados con la gestión del proyecto, estos se describieron de forma clara y precisa para su discusión con el equipo de proyecto y los que financiaban la obra.

·       Paso 4. Evaluación del conocimiento de expertos: para la evaluación de las competencias de los expertos se diseñó un instrumento que reveló los conocimientos relacionados con la gestión de proyectos de edificación, mediante la utilización de sistemas integrados de gestión y la metodología derivada de la filosofía lean.

·       Paso 5. Análisis con enfoque lean de la información del proyecto: se realizó un análisis teórico del impacto de la metodología lean de la información del proyecto con el objetivo de evidenciar posibles mejoras.

·       Paso 6. Diseño de estrategias: se definieron las nuevas estrategias a adoptar por el equipo de proyecto para la gestión de obras de edificaciones, donde se integraron nuevas formas de gestión que permitieron elevar el nivel de servicio y disminuir los desperdicios.

 

En la investigación se aplicó como instrumento un cuestionario a 25 profesionales (arquitectos, ingenieros y técnicos), quienes eran parte del equipo de proyecto. Asimismo, se evaluaron competencias relacionadas con el diseño, nivel de servicio, sistemas de gestión y disposición al cambio en el enfoque de la gestión de los proyectos.

RESULTADOS

 

Aplicación del procedimiento para la gestión de proyectos con enfoque lean

 

Se identificaron y describieron las principales deficiencias relacionadas con el alcance del proyecto luego de su implementación, a continuación, se evidencia en la Tabla 2 todo lo referido con las áreas de la obra constructiva, mientras que en la Tabla 3 se muestran los problemas generales de infraestructura.

 

Fuente: elaboración propia.

 

Fuente: elaboración propia.

 

Es notorio que las partidas específicas en el “alcance inicial” modifican el equilibrio de la triple restricción al inicio del proyecto y afectan la disponibilidad de recursos. De forma global, se refleja un sobrecosto del proyecto en un 40 % de lo originalmente considerado y la duración del proyecto estimada en 1.7 veces más del programa original. En este sentido, Kim et al. (2022), han realizado un análisis de riesgos de desmantelamiento de un proyecto de planificación en una central nuclear, donde evidenciaron los principales riesgos en estados iniciales: estado físico, estado y caracterización de las condiciones con problemas, estado de los materiales y recursos, y características de las infraestructuras.

 

Además, se ha evidenciado la necesidad de gestionar desperdicios a partir de contemplar políticas, tales como: caracterización e infraestructura de desperdicios y reutilización de materiales, donde se destaca la economía circular (Rondón et al., 2022). Una vez detectados los faltantes e indefiniciones del proyecto, se realizó una evaluación de la información disponible en el proyecto ejecutivo para determinar la conveniencia de seguir o no con la ejecución del proyecto, así como decidir si seguir con el plan de método “Fast Track” o implementar una metodología de gestión diferente.

 

Así, Bastante et al. (2019) han identificado un conjunto de ventajas en la aplicación de la metodología Fast Track, la cual ha permitido solapar actividades (planificar actividades en paralelo que aumenten el porcentaje de utilización de recursos); construir a la par que se diseña; tiempos incrementados para la elaboración de diseños; mejoras en la ejecución; y reducción del tiempo total de la obra.  Del análisis de las principales deficiencias detectadas en los inicios del proyecto, se realizaron reuniones de trabajo y tormentas de ideas entre el equipo del proyecto, con el objetivo de proponer posibles soluciones de mejora:

 

Soluciones de mejoras para deficiencias en áreas de obra constructiva

 

1. Realizar el proyecto ejecutivo de la alberca de olas y de juegos acuáticos.

2. Incremento del costo y tiempo de ejecución.

3. Realizar reingeniería del valor del proyecto arquitectónico, mediante la redefinición de espacios para minimizar el peso de la infraestructura.

4. Recalcular la cimentación y muros de carga para poder construir un nivel más.

5. Realizar un cambio de sistema constructivo por un sistema permanente con menor mantenimiento.

 

Soluciones de mejoras para deficiencias de infraestructura

 

1. Realizar trabajos de mejoramiento en terracerías y posterior pavimentación.

2. Solicitar autorización para la perforación de pozo profundo.

3. Realizar estudios geofísicos.

4. Realizar asignación de recursos para la ejecución de un pozo profundo.

5. Desarrollar y costear un proyecto de muros de contención.

6. Modificar el trazo de plataformas de desplante.

7. Aumentar el costo de las partidas de movimiento de tierra.

8. Desarrollar un proyecto de tematización en accesos, villas, bodegas, castillo y áreas exteriores.

9. Aumentar el costo del proyecto.

 

Consecuente con el análisis, tal y como se detalla en la Tabla 4, se identificaron un grupo de problemas crónicos relacionados con elementos claves para mantener el nivel de servicio al cliente.

 

Fuente: elaboración propia.

 

De la aplicación de la encuesta en el equipo de proyecto se obtuvieron los resultados que se condensan en la Tabla 5, donde se muestra un análisis de las preguntas con respuestas dicotómicas (preguntas 1, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 y 16), quedando de la siguiente manera: el 100 % de los encuestados habían participado en los PC, de ellos 10 (40%) se habían desempeñado como ingenieros residentes, 5 (20%) como supervisores de obras, 5 (20%) como gerentes de edificación, 4 (16%) como arquitectos, ingenieros, técnicos o diseñadores y 1 (4%) como administrador de empresa de los PC, elementos que se describen en la Figura 1.

 

La experiencia profesional en este tipo de proyecto fue del 40% de uno a cinco años, 24% de 10 a 15 años, 20% de cinco a 10 años y 16% con más de 15 años (ver Figura 2). Por otro lado, el 84% de los encuestados evidenciaron que la información suministrada por los clientes era insuficiente para el desarrollo adecuado del proyecto, así como para el cumplimiento del nivel de servicio expresado en términos de cumplimiento del presupuesto y el plazo de entrega fijado. El 88% evidenciaron que tenían conocimientos relacionados con los sistemas de gestión integrados, BIM, lean manufacturing, PMBOK y sus ventajas en la gestión de proyecto. A su vez, el 76% plantearon que sus instituciones contaban con herramientas que aseguraban el cumplimiento de los plazos de entrega.

 

Por otra parte, el 76% expuso que sus instituciones contaban con sistemas de macro indicadores para gestionar la calidad de los proyectos. Sin embargo, el 80% plantearon que en los proyectos en los que habían participado no contaban con tecnologías para el seguimiento continuo de los riesgos relacionados con la calidad. Ese mismo porcentaje expresó que no poseían documentos que garantizaban la retroalimentación y la consolidación de buenas prácticas. Asimismo, consideraron importante:

 

·       El 80 % contar con tecnologías para el control de la calidad de los PC, en función de asegurar la planificación de las actividades del proyecto.

·       El 96 % la alineación estratégica entre los estándares internacionales de gestión de proyecto y la implementación de políticas para el control de la calidad de los PC.

·       El 100 % se sentiría a gusto trabajando en empresas que contaran con políticas para el control de la calidad de proyectos y que poseyeran políticas para el control de la calidad de los PC, permitiendo la definición, validación y control de la productividad de los procesos constructivos.

 

Fuente: elaboración propia.

 

Figura 1.

Estadística descriptiva de la labor desempeñada por los encuestados

Fuente: elaboración propia.

 

Figura 2.

Años de experiencias de los encuestados en la gestión de proyectos

Fuente: elaboración propia.

 

Del análisis de los costos en los proyectos en los que habían participado los encuestados, se evidenció que el 40% había participado en proyectos con costos de $ 0 - $ 5.000.000, el 24% en costos mayores a $ 50.000.000, el 20% entre $ 5.000.000 - $ 10.000.000 y el 16% entre $ 10.000.000 - $ 50.000.000, tal y como se describe en la Figura 3. En correspondencia se observó que la mayor participación fue en proyectos públicos (20 lo que representó el 80%) y el 20% restante en proyectos del sector privado.

 

Figura 3.

Rasgos de costos de los proyectos en los encuestados

Fuente: elaboración propia.

 

Los encuestados valoraron en su totalidad (100%) los componentes de costos y plazos de entrega como importantes entres las políticas de calidad, en función de mantener el nivel de servicio fijado y la productividad en los PC. Por otro lado, 22 (88 %) consideraron de importancia la optimización o compresión de proyectos. Ver Figura 4.

 

Figura 4.

Consideraciones de los encuestados sobre la importancia de componentes

Fuente: elaboración propia.

 

De esta forma, adoptar la filosofía de Lean Construction requiere una transformación del paradigma en la forma de llevar a cabo los proyectos, así como diseñar nuevos métodos para poner en marcha todos los procesos. Se trata de tener la capacidad de provocar un movimiento transformacional en las operaciones actuales y redireccionar la misión y visión de la organización hacia la satisfacción total del cliente interno y externo. Esto implica identificar de manera continua el flujo de valor para entregar, con parámetros eficaces y eficientes, los entregables con el contenido, calidad, tiempo y costos requeridos en el proyecto.

 

Para apoyar este nuevo enfoque, se optó por el uso del Integrated Project Delivery System (IPDS) (Mesa et al., 2016; Mesa et al., 2019), el cual permitió definir, diseñar, suministrar, construir y utilizar los activos del proyecto, generando mayores valores. De esta forma, el IPDS posee en su interior todas las entidades que forman parte de un proyecto, comparte tanto los riesgos como las utilidades, e incorpora procedimientos afines entre todos los colaboradores en un contexto determinado que permite un amplio trabajo colaborativo, reduciendo así desperdicios y promoviendo la generación de valor (Kahvandi et al., 2020).

 

Determinado el redireccionamiento de la metodología de gestión para el proyecto del parque temático se escogieron las siguientes herramientas: Lean Construction (Michalski et al., 2022); el Set Based Design (Fitzgerald y Ross, 2019), las cuales se utilizarán para analizar la mejor solución para el proyecto; el Target Value Design (Johansen et al., 2021), que es utilizada para diseñar adecuadamente el proyecto con base en la Ingeniería de Valor o la constructibilidad; y la planeación de las actividades tipo “jalar” (Pull), que es empleada para confirmar las actividades generadoras de valor en el proyecto y como antesala para el diseño del flujo de producción en la obra.

 

Además, el IPDS emplea el Sistema del Último Planificador (Last Planner System) para el detalle de las actividades de obra y el manejo de restricciones (Montalbán et al., 2023); y el Takt Planning para el balance de cargas de trabajo en obra (Jabbari et al., 2020). Todas estas herramientas Lean ayudan a optimizar el flujo de trabajo, reducir desperdicios y mejorar la eficiencia en la ejecución de los PC.

 

En el caso estudiado se observó que, a pesar de ser equipo de personas con experiencias y con manejo de grandes proyectos, estos no tenían conocimiento pleno de las nuevas metodologías de gestión, por lo que con dicha implementación fueron capacitados los profesionales para el buen manejo de las variables de alcance, tiempo y costo, teniendo como resultado la construcción del proyecto con mínimas desviaciones. A su vez, se logró satisfacer el conjunto de necesidades y solicitudes del cliente para poder abrir las instalaciones con el mejor aprovechamiento de los recursos invertidos.

 

En este sentido, realizar análisis que aborden la importancia en la percepción de los clientes con los productos que van observando durante la ejecución del proyecto, se considera un elemento clave (Sánchez et al., 2022), pues esto permitirá rediseñar las políticas y alinearlas cada vez más con lo que exige el cliente.

 

CONCLUSIONES

 

Actualmente, los sistemas integrados de proyectos, a partir de la superposición de preceptos de la metodología lean, optimizan la productividad de los PC de edificaciones. De esta forma, la implantación de la metodología logra balancear el aumento del alcance original del proyecto en costos congruentes a esas actualizaciones, plazo y programa, el cual es llevado a cabo en su máxima compresión. Es por ello que, el parque se puede poner en operación con una desviación en la inversión inicial aproximada de un aumento del 5 %, donde mediante el uso de la metodología lean se logran riesgos mínimos en el proyecto.

 

En este contexto, el equipo de proyecto es integrado por especialistas con experiencia en proyectos entre uno a cinco años, con mayor representación en proyectos del sector público, valorados en el rango de costos de $ 0 - $ 5.000.000., los cuales en su mayoría reconocen la necesidad de la gestión integrada en la programación de proyectos de obras en edificaciones. Sin embargo, evidencian que en las empresas en las que han trabajo adolecen de herramientas, metodologías y procedimientos que permiten integrar sistemas de gestión en función de optimizar la productividad de proyectos, los costos de entrega y los plazos de entrega en función de elevar el nivel del servicio.

 

Por último, los estudios futuros deben ir encaminados al estudio de metodologías como la economía circular, la cual permite optimizar la utilización de recursos a partir de la planificación de reaprovechar desperdicios, así como definir indicadores que permitan medir y controlar, mediante parámetros de seguimientos el proyecto, todo ello en función de actuar de manera proactiva ante un comportamiento negativo de las variables clave.

 

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FINANCIACIÓN

Ninguna.

 

DECLARACIÓN DE CONFLICTO DE INTERÉS

Ninguno.

 

AGRADECIMIENTOS

Se agradece a la Universidad La Salle de Cuernavaca por el apoyo recibido para el desarrollo de la investigación.

 

CONTRIBUCIÓN DE AUTORÍA:

Conceptualización: Pedro Estrada Herrera y Jorge Pueblita Mares.

Investigación: Pedro Estrada Herrera y Jorge Pueblita Mares.

Metodología: Pedro Estrada Herrera y Jorge Pueblita Mares.

Redacción – borrador original: Pedro Estrada Herrera y Jorge Pueblita Mares.

Redacción – revisión y edición: Pedro Estrada Herrera y Jorge Pueblita Mares.