Industrialización de la construcción en proyectos de construcción

  • Por Costos
  • 17/05/2024
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Históricamente, la construcción ha dependido de métodos artesanales que, con el paso del tiempo, han ido mejorando o cambiando. Este proceso de transformación, que aún continúa, es impulsado por una serie de desafíos que el sector viene enfrentando, a fin de mantener su estabilidad y continuidad. La meta es lograr hacer de la construcción una actividad totalmente sostenible.

La escasez global de mano de obra, el alza de los precios de los materiales, los altos índices de contaminación ambiental asociados con la actividad constructiva, un mercado cada vez más competitivo, el avance tecnológico, entre otros, son algunos de los factores que están propulsando el movimiento de las ruedas del cambio en el sector construcción. Encontrar soluciones a estas problemáticas han trazado el itinerario del proceso de industrialización de la construcción. 

Con ello, el sector contaría con una gran solución que podría optimizar la ejecución de los diferentes proyectos de construcción; en especial, de las obras de infraestructura. En el caso del Perú, podría significar una ayuda vital en el cierre de brechas de este tipo de proyectos.

De acuerdo con el ingeniero Santiago Ruiz, presidente del Lean Construction Institute (LCI) Perú, los estudios indican que las brechas de infraestructura en el Perú varían entre 150 y 180 miles de millones de dólares, siendo los sectores que concentran mayores brechas: Transporte, Energía, Telecomunicaciones y Salud. “Si queremos reducir considerablemente estas brechas se requiere la entrega de proyectos por al menos 15 mil millones de dólares anuales. Y aquí está la clave, ya que cuando se miden los resultados de la inversión de infraestructura encontramos datos de gasto, pero no de entrega de proyectos”, indica.

Frente a este conocido panorama nacional, la industrialización de la construcción se presentaría como una solución real, pues implica abordar los proyectos desde un enfoque basado en la eficiencia, la innovación y la sostenibilidad. El Ing. Ruiz señala que la industrialización consiste en la producción de bienes y servicios a gran escala, utilizando tecnologías que permitan reducir los recursos empleados.  Y, en el caso particular de la construcción, esta actividad transforma ideas y materiales en un producto determinado (estructura) que, en todos los casos, debe ser adaptado para satisfacer las necesidades específicas del cliente o usuario. Es decir, industrializar la actividad constructiva permitiría la producción de las infraestructuras necesarias en plazos significativos, con el mínimo de recursos.

Por su lado, el ingeniero Pablo Orihuela, gerente general de Motiva, sostiene que la industrialización es un proceso tanto económico como social que implica una transformación radical en la forma de producir bienes y servicios, “cambiando la típica producción artesanal por una producción masiva, con un uso intensivo de nuevas tecnologías y con una alta especialización del trabajo”.

Teniendo en cuenta ello, afirma que la industrialización de la construcción es un proceso complejo que ha evolucionado lentamente a lo largo de las décadas. “Mientras que otros sectores han avanzado considerablemente en este camino, la construcción ha enfrentado desafíos únicos debido a su alta variabilidad inherente y su forma de fabricación denominada de ‘producción fija’”, observa.  

El presidente del LCI Perú explica que la industrialización de la construcción impulsa primero “el cambio de mentalidad de lo que se gasta hacia qué es lo que producimos y entregamos en términos de proyectos que entran en funcionamiento y, de este modo, ver la cantidad de inventario de proyectos que se encuentran esperando”. 

En ese sentido, identifica 3 importantes elementos que impulsarían la industrialización del sector: nuevos materiales de construcción (entre ellos, el acero y el drywall), la prefabricación o construcción modular, y la estandarización y automatización de procesos constructivos.  

A decir del Ing. Orihuela, para avanzar hacia una verdadera industrialización del sector, hay una serie de pasos clave que incluyen 1) La modulación del diseño, 2) la estandarización de los componentes, 3) la producción industrializada y 4) la automatización de los procesos.

No obstante, advierte que las innovaciones disruptivas −como es el caso de la impresión 3D− están permitiendo saltar algunos de estos pasos tradicionales, facilitando la industrialización incluso en la producción masiva de elementos altamente personalizados.

Por otro lado, asegura que en las obras de infraestructura el avance de la industrialización es mayor que en las obras de edificación. En las primeras existe mucha más presencia de maquinaria diseñada para operaciones repetitivas, tecnologías más sofisticadas, personal especializado y menos componentes de mano de obra. Es el caso, por ejemplo, del uso de máquinas tuneladoras automatizadas para obras subterráneas, pavimentadoras para carreteras, máquinas para la excavación y revestimiento de canales, instrumentación digital para el monitoreo de la salud estructural en puentes, entre otros muchos.

Ventajas para los proyectos de infraestructura 

El ingeniero Cristhian Laura, investigador sobre Inteligencia Artificial para Gestión de Proyectos en la Universidad de Alberta (Canadá), explica que la industrialización de la construcción implica ventajas significativas para las obras de infraestructura. “Podríamos destacar que la construcción industrializada beneficia la velocidad de construcción aprovechando la prefabricación, estandarización de procesos, ensamblajes, lo cual impacta positivamente en el tiempo de entrega de proyectos; asimismo, trabajar en un ambiente controlado permite reducir la exposición a peligros asociados al proceso de construcción”, resalta.

Además, añade que, en términos de calidad, este enfoque permite implementar robustos sistemas de control calidad, orientados a asegurar que el producto final cumpla los requerimientos y especificaciones, reduciendo retrabajos y, por tanto, retrasos por la no conformidad de productos. De igual manera, anota que los principios del Lean Construcción “son parte intrínseca de la construcción industrializada, los cuales fomentan la reducción de desperdicios, minimización de costos de construcción y mejoramiento de la calidad del producto”.

El papel de la tecnología en el proceso de industrialización

La tecnología es pieza clave en la construcción industrializada. Así lo afirma el Ing. Laura, pues sostiene que este factor permite agilizar los procesos, incrementar la eficiencia y mejorar la calidad de procesos y productos. Asegura que las innovaciones en varios campos están contribuyendo a la industrialización de la construcción, por ejemplo, en la prefabricación y construcción modular.

“Los avances tecnológicos que impactan la velocidad de construcción de componentes fuera del sitio de obra bajo condiciones controladas y la productividad variable de la construcción convencional al realizar tareas repetitivas como la colocación de ladrillo o soldaduras, es mejorada con el uso de robots, automatizando estas tareas”, explica el especialista. “Un ejemplo es el robot SAM (Semi-Automated Mason) que automatiza las labores de colocación de ladrillos, mejorando la eficiencia y calidad”, agrega.

También anota que las condiciones controladas en la elaboración de elementos de construcción permiten la innovación de materiales, propiciando la durabilidad, sostenibilidad y eficiencia energética de estos. Además, señala que robots potenciados con inteligencia artificial −como Doxel, un sistema que usa robots y drones integrados con sistema LIDAR para colectar datos del sitio de construcción−, “contribuyen a la colección de datos en tiempo real y, por tanto, mejorar el control de proyectos, siendo más predictivo, optimizando el uso de los recursos, entre otros beneficios”.

El gerente general de Motiva refiere que la integración de la inteligencia artificial en las industrias marca “el hito entre la tercera y cuarta Revolución Industrial”. “Desde el Machine Learning que requiere de supervisión y validación humana, hasta el Deep Learning que actúa de forma autónoma, la inteligencia artificial está produciendo cambios disruptivos en todos los aspectos de nuestras vidas”, explica.

Comenta que los algoritmos que tradicionalmente eran programados para resolver algún problema específico, ahora se están programando para “aprender”, con lo cual, un proceso productivo puede ser hecho industrialmente con muy poco personal o de manera autónoma.

“Por ejemplo, veamos como la sinergia entre el BIM, el Internet de las Cosas y la inteligencia artificial pueden conformar “gemelos digitales” aplicables a proyectos de construcción”, enfatiza y explica que una reciente investigación propone la colocación de sensores en una retroexcavadora, los cuales transmiten en tiempo real el movimiento de sus dispositivos a un modelo BIM de dicha maquinaria, lo cual da como resultado un “gemelo digital unidireccional” de dicha retroexcavadora. “Adicionalmente, si se ensambla otro modelo BIM de las redes de agua y energía de la zona a excavar, entonces los algoritmos inteligentes pueden detectar si durante el proceso de excavación la cuchara se acerca a una distancia de riesgo, generando una alerta temprana o incluso apagando la máquina, con lo cual se estaría conformando un gemelo digital bidireccional”, subraya el Ing. Orihuela.

El BIM como motor del proceso de industrialización de la construcción

El ingeniero Carlos Jurado, gerente general de SUMA, explica que el uso del BIM ofrece una precisión sin precedentes al integrar diversos elementos de un sistema, permitiendo un diseño que se asemeje a la producción industrial, como en el caso de los automóviles, donde cada pieza puede ser diseñada por completo. 

Anteriormente, indica, en el ámbito de la construcción, el esfuerzo requerido para realizar un diseño industrializado era considerable y este diseño solo podía ser utilizado una vez para la construcción de una infraestructura. Sin embargo, subraya que en la actualidad el costo de no utilizar un diseño BIM en los proyectos de construcción es aún mayor.

“El empleo del BIM nos impulsa a establecer estándares y procesos optimizados para llevar a cabo una planificación y diseño rigurosos. Con herramientas de simulación y análisis virtuales, podemos evaluar los diseños antes de la fabricación e instalación en el sitio de la obra”, comenta.

Indica que la tendencia actual es que los proyectos de construcción se conviertan en proyectos de montaje, donde la mayor parte de los componentes se fabriquen fuera del lugar de la obra. Esto se traduce en una mayor productividad, calidad y seguridad, así como en costos reducidos. “Sin embargo, alcanzar este nivel de eficiencia requiere un nivel más elevado de ingeniería, que hoy en día se puede lograr gracias al uso del BIM”, destaca.

Pero, esta ingeniería más precisa proporcionada por el BIM no será suficiente para alcanzar resultados óptimos si no se emplea una metodología colaborativa como el Virtual Design Construction (VDC). De acuerdo con el Ing. Jurado, esta metodología nos permite establecer y monitorear de manera efectiva los objetivos, gestionar el flujo de información de manera eficiente con BIM y diseñar procesos colaborativos, entre otros beneficios.

Además, resalta que es importante recordar que el Lean Construction surgió a partir de Lean Manufacturing, lo que significa que los principios de eliminar desperdicios y agregar valor también son aplicables a la industrialización de la construcción. “La implementación de estos conceptos contribuirá significativamente a la eficiencia y la calidad en el proceso constructivo”, añade.

De igual manera, indica que otras metodologías de gestión de proyectos, como PMI y Prince2, desempeñarán un papel crucial. Su aplicación dependerá de la magnitud del proyecto y la experiencia del equipo. 

“En muchos casos, para lograr la industrialización, las decisiones se toman desde el inicio, incluso antes del diseño, para asegurarse de que este se alinee con los estándares que pueden ser fabricados por la industria peruana. Estas metodologías brindan un marco sólido para la planificación, ejecución y control de proyectos, lo que garantiza una gestión eficaz en todas las etapas del proceso constructivo”, puntualiza. 

Retos del sector construcción nacional

A pesar del progreso significativo en cuanto a los avances tecnológicos y su aplicación en la construcción, el Ing. Orihuela advierte que la industria constructiva enfrenta desafíos únicos en su camino hacia la industrialización completa. Para el especialista, la variabilidad inherente de los proyectos y la naturaleza de la producción fija presentan obstáculos que deben abordarse de manera creativa.

“Es de esperar entonces que, con el continuo avance de la tecnología y la adopción de soluciones innovadoras, la industrialización de la construcción sigua avanzando, allanando el camino hacia un futuro de eficiencia y sostenibilidad en la industria”, anota.

Por su parte, el Ing. Ruiz señala que la industrialización presenta siempre desafíos de plazo y costo. Sin embargo, resalta que el mayor reto que el sector nacional tiene que enfrentar actualmente para acelerar el proceso de industrialización es la estandarización de procesos constructivos, lo cual permitirá generar trabajos repetitivos que puedan ser automatizados.

De igual manera, añade que otro desafío importante que se debe tener muy en cuenta, una vez que se ha dado marcha al proceso de cambio, es saber sobrellevar el periodo conocido como “valle de la muerte”, por el cual todo nuevo emprendimiento pasa. Ello implica que al inicio los resultados no sean los esperados; pero con perseverancia, determinación y profesionalismo, con el tiempo esta situación va mejorando hasta optimizarse.

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