Es para mí un placer comunicar en mi blog que la Comisión de Premios del XXV Congreso Internacional de Dirección e Ingeniería de Proyectos ha tenido a bien otorgar el Premio Jaume Blasco a la Innovación 2021 a la comunicación «Consideración de la incerteza de multi-disciplinas en la determinación de criterios sostenibles de caminos rurales usando la lógica neutrosófica«, cuyos autores han sido Leonardo Sierra, Felipe Araya y Víctor Yepes. Agradezco enormemente este tipo de reconocimientos que premia la labor realizada en los últimos años por nuestro grupo de investigación en la Universitat Politècnica de València.
Acaban de publicarnos un artículo en la revista Mathematics, indexada en el primer decil del JCR. En este caso, se ha desarrollado una aplicación para optimizar una estrategia sostenible en la gestión de un proyecto de ingeniería internacional. El trabajo se enmarca en el proyecto de investigación HYDELIFE, que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.
El objetivo de este artículo es establecer un marco internacional para la gestión sostenible de proyectos en ingeniería, completar la investigación en este campo y proponer una base teórica para el diseño de un nuevo sistema de gestión de proyectos. El artículo emplea como métodos de investigación la revisión de la literatura, un algoritmo de programación matemática y el estudio de casos. La revisión de la literatura analizó los resultados de 21 años de investigación en este campo. Como resultado, se constató que el sistema de gestión de proyectos presenta deficiencias. Se estableció un modelo matemático para analizar la composición y los elementos del sistema optimizado de gestión de proyectos internacionales. La investigación de casos seleccionó grandes puentes para su análisis y verificó la superioridad y viabilidad del sistema teórico propuesto. La aportación de esta nueva investigación radica en el establecimiento de un modelo de sistema de gestión de proyectos internacional completo; en la integración del desarrollo sostenible con la gestión de proyectos; y en la propuesta de nuevos marcos de investigación y modelos de gestión para promover el desarrollo sostenible de la industria de la construcción.
Abstract:
The aim of this paper is to establish an international framework for sustainable project management in engineering, address the lack of research in this field, and propose a scientific theoretical basis for the development of a new project management system. The article employs a literature review, a mathematical programming algorithm, and a case study as its research methods. The literature review applied the visual clustering research method and analyzed results from 21 years of research in this field. As a result, the project management system was found to have defects and deficiencies. A mathematical model was established to analyze the composition and elements of the optimized international project management system. The case study research selected large bridges for analysis and verified the superiority and practicability of the theoretical system. Thus, the goal of sustainable bridge development was achieved. The value of this research lies in establishing a comprehensive international project management system model that truly integrates sustainable development with project management, and in providing new research frameworks and management models to promote sustainable development in the construction industry.
Tengo el placer de compartir con todos vosotros, de forma totalmente abierta, un libro que he editado junto con el profesor José V. Martí. La labor de editar libros científicos es una oportunidad para seleccionar a los autores y los temas que destacan en un ámbito determinado. En este caso, la construcción sostenible.
Además, resulta gratificante ver que el libro está editado en abierto, por lo que cualquiera de vosotros podéis descargarlo sin ningún problema en esta entrada del blog. También os lo podéis descargar, o incluso pedirlo en papel, en la página web de la editorial MPDI: https://www.mdpi.com/books/pdfview/book/3934
Referencia:
YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (Eds.) (2021). Sustainable Construction II. MPDI, 112 pp., Basel, Switzerland. ISBN: 978-3-0365-0484-1
Preface to ”Sustainable Construction”
Construction is one of the main sectors that generates greenhouse gases. This industry consumes large amounts of raw materials, such as stone, timber, water, etc. Additionally, infrastructure should provide service for many years without safety problems. Therefore, their correct design, construction, maintenance, and dismantling are essential to reducing economic, environmental, and societal consequences. That is why promoting sustainable construction has recently become extremely important. To help address and resolve these types of questions, this book comprises five chapters that explore new ways to reduce the environmental impacts of the construction sector, while promoting social progress and economic growth. The chapters collect papers included in the “Sustainable Construction II” Special Issue of the Sustainability journal. We would like to thank both the MDPI publishing and editorial staff for their excellent work, as well as the 18 authors who collaborated in its preparation. The papers cover a wide spectrum of issues related to the use of sustainable materials in construction, the optimization of designs based on sustainable indicators, life-cycle assessment, decision-making processes that integrate economic, social, and environmental aspects, and the promotion of durable materials that reduce future maintenance costs.
About the Editors
Víctor Yepes is a full professor of Construction Engineering; he holds a Ph.D. in civil engineering. He serves at the Department of Construction Engineering at the Universitat Politècnica de València, Valencia, Spain. He has been the Academic Director of the M.S. studies in concrete materials and structures since 2007 and a Member of the Concrete Science and Technology Institute (ICITECH). He is currently involved in several projects related to the optimization and life-cycle assessment of concrete structures, as well as in the development of optimization models for infrastructure asset management. He currently teaches courses in construction methods, innovation, and quality management. He has authored more than 250 journals and conference papers, including more than 100 published in journals quoted in JCR. He served as an expert in the evaluation of project proposals for the Spanish Ministry of Technology and Science, and he is a principal researcher on many projects. He currently serves as an Editor-in-Chief for the International Journal of Construction Engineering and Management and a member of the editorial board of 12 other international journals (Structure and Infrastructure Engineering, Structural Engineering and Mechanics, Mathematics, Sustainability, Revista de la Construcción, Advances in Civil Engineering, Advances in Concrete Construction, among others).
José V. Martí is an Associate Professor in the Department of Construction Engineering and Civil Engineering Projects at the Universitat Politècnica de València, Spain. Initially, he worked for private companies in the construction sector, business consulting, and financial entities, and later as a freelance professional. He has taught since 1995 and, in many cases, served as the head of subjects in the Master of Civil Engineering, Geodetic Engineering and Topography, and in the degrees in Civil Engineering and Public Works. He has educated students on all matters related to construction procedures, quality, work organization, and civil engineering machinery. He has participated in nine didactic books, 23 notebooks, 31 articles in teaching congresses, and a teaching innovation project. For his own research, he is the author of a book, a book chapter, and a participant in 29 articles in JCR journals. His lines of research are mainly focused on the optimization of structures through the application of metaheuristic techniques and on the life cycles and sustainability of structures.
En el día de hoy, 29 de junio de 2021, Víctor José Yepes Bellver ha defendido su Proyecto Final de Grado, de forma presencial, como culminación de sus estudios del Grado en Ingeniería Civil, en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos de Valencia.
El título del TFG fue «Diseño estructural de pasarela ciclopeatonal en el Anillo Verde Metropolitano Sur de Valencia sobre la línea Valencia-Villanueva de Castellón de FGV. PK 1,5 de la carretera CV-407. Término municipal de Valencia«. Este TFG fue dirigido por el profesor Julián Alcalá González. La calificación fue de sobresaliente, 9. ¡Enhorabuena al nuevo ingeniero y a su director!
Figura 1. Curva de aprendizaje, que indica la cantidad aprendida en relación con el tiempo
Todos conocemos el fenómeno por el cual, a medida que se aprende a realizar una tarea determinada, disminuye el número de errores y, por tanto, aumenta la productividad. Este fenómeno se ha cuantificado mediante evidencia empírica en una gran variedad de industrias y productos, y, evidentemente, también puede aplicarse al sector de la construcción.
En economía, la curva de aprendizaje (Figura 1) se define como la que describe el grado de éxito alcanzado a lo largo del proceso de aprendizaje en función del tiempo transcurrido. En efecto, a medida que aumenta el número de ciclos o repeticiones, el tiempo o el coste necesario para producir un bien o servicio disminuye, por lo que la productividad aumenta con el tiempo. En la Figura 1, el ritmo de aprendizaje es alto al principio, pero luego tarda más en aprender cosas nuevas. Sin embargo, puede haber tareas en las que resulte difícil aprender al principio, lo que puede suponer una barrera de entrada; luego, todo se vuelva más sencillo.
El aprendizaje puede producirse en distintas escalas dentro de una organización (Serpell, 2002). Así, puede haber aprendizaje organizacional, personal y grupal. La organización puede aprender mejorando su coordinación, sus métodos de trabajo, sus medios de producción o aumentando la formación de sus empleados. En las personas se da una etapa de aprendizaje de la operación, en la que la productividad crece rápidamente, y otra de adquisición de experiencia, en la que la mejora es más gradual. Por otra parte, un grupo puede aprender, en parte, porque aprenden las personas y también porque aprende la organización.
En el caso de la construcción, el aprendizaje se ve afectado por una serie de factores propios de este sector. Por una parte, cada obra es singular y presenta un bajo número de repeticiones, salvo en el caso de la prefabricación u de obras muy específicas con un gran número de ciclos repetitivos. La improvisación, especialmente en la gestión de la obra (organización, dirección, planificación y control), afecta negativamente al proceso de aprendizaje. También influyen negativamente en la curva de aprendizaje la falta de coordinación y de continuidad en los trabajos, y la alta rotación del personal dentro de una obra. Otros factores, como la falta de formación previa de muchos operarios o de motivación, también entorpecen el proceso de aprendizaje.
A continuación, analizamos un modelo analítico de la curva de aprendizaje, que suele ser de tipo logarítmico, aunque existen otras fórmulas de cálculo.
donde
YN = esfuerzo necesario para producir la enésima unidad
K = esfuerzo necesario para producir la primera unidad
N = contador del número de unidades producidas, comenzando por la primera unidad
S = constante que es una medida de la tasa de aprendizaje
La constante S es negativa, pues el esfuerzo por unidad disminuye a medida que aumenta la producción. Suele medirse el esfuerzo por unidad en función del tiempo, del coste u otra medida equivalente. En la Figura 2 se muestra una curva de aprendizaje típica.
Figura 2. La curva de aprendizaje
Este modelo asume que la reducción porcentual del esfuerzo necesario por unidad es constante cada vez que se duplica la producción o número de unidades, es decir, para cualquier valor de S, se tiene que:
Se llama R = 2S al factor de aprendizaje, que es la proporción entre el esfuerzo necesario para 2N y el requerido para N. De esta forma, S = log R/log 2. Por ejemplo, para un factor de aprendizaje del 95%, S = -0,0740. Según estudios de Naciones Unidas (Serpell, 2002), el factor de aprendizaje para la construcción se sitúa entre el 80% y el 95%.
Si integramos la curva de aprendizaje, se puede obtener el esfuerzo total para N unidades:
Y el esfuerzo medio acumulado sería el siguiente:
Para comprobar si habéis entendido bien este modelo, os lanzo el siguiente reto: estimar el número de horas-hombre necesarias para construir 100 casas iguales por la misma cuadrilla de albañiles, sabiendo que han tardado 200 horas-hombre en construir la primera casa y que el factor de aprendizaje es del 90 %. La solución es 117,12 horas-hombre. Si tuviéramos dos cuadrillas, cada una de las cuales hiciera 50 casas, ¿cuántas horas-hombre serían necesarias ahora? La solución es 130,13 horas-hombre.
A continuación, os dejo un vídeo explicativo que espero os resulte de utilidad.
Referencias:
PELLICER, E.; YEPES, V.; TEIXEIRA, J.C.; MOURA, H.P.; CATALÁ, J. (2014). Construction Management. Wiley Blackwell, 316 pp. ISBN: 978-1-118-53957-6.
SERPELL, A. (2002). Administración de operaciones de construcción. Alfaomega, Ediciones Universidad Católica de Chile, Colombia.
Tengo el placer de compartir con todos vosotros, de forma totalmente abierta, un libro que he editado junto con la profesora Tatiana García Segura. Editar libros científicos es una oportunidad para seleccionar los autores y temas que destacan en un ámbito determinado. En este caso, la construcción sostenible.
Además, es gratificante ver que el libro está editado en abierto, por lo que cualquiera de vosotros puede descargarlo sin ningún problema en esta entrada del blog. También os lo podéis descargar, o incluso pedirlo en papel, en la página web de la editorial MPDI: https://www.mdpi.com/books/pdfview/book/3740
Construction is one of the main sectors that generates greenhouse gases. This industry consumes large amounts of raw materials, such as stone, timber, water, etc. Additionally, infrastructure should provide service for many years without safety problems. Therefore, their correct design, construction, maintenance, and dismantling are essential to reducing economic, environmental, and societal consequences. That is why promoting sustainable construction has recently become extremely important. To help address these questions, this book comprises 12 chapters that explore new ways to reduce environmental impacts from the construction sector and promote social progress and economic growth. The chapters collect papers in the “Sustainable Construction” Special Issue of the Sustainability journal. We thank the MDPI publishing and editorial staff for their excellent work and the 43 authors who collaborated in its preparation. The papers cover a broad spectrum of issues related to the use of sustainable materials in construction, the optimization of designs based on sustainable indicators, life-cycle assessment, decision-making processes that integrate economic, social, and environmental aspects, and the promotion of durable materials that reduce future maintenance costs.
About the Editors
Víctor Yepes is a full professor of Construction Engineering; he holds a Ph.D. in civil engineering. He serves at the Department of Construction Engineering at the Universitat Politècnica de València, Valencia, Spain. He has been the Academic Director of the M.S. studies in concrete materials and structures since 2007 and a Member of the Concrete Science and Technology Institute (ICITECH). He is currently involved in several projects related to the optimization and life-cycle assessment of concrete structures, as well as the development of optimization models for infrastructure asset management. He currently teaches courses in construction methods, innovation, and quality management. He authored more than 350 journals and conference papers, including more than 180 published in journals quoted in JCR. He served as an expert in the evaluation of project proposals for the Spanish Ministry of Technology and Science, and he is a leading researcher on many projects. He currently serves as an Editor-in-Chief for the International Journal of Construction Engineering and Management and a member of the editorial board of 12 other international journals (Structure and Infrastructure Engineering, Structural Engineering and Mechanics, Mathematics, Sustainability, Revista de la Construcción, Advances in Civil Engineering, Advances in Concrete Construction, among others).
Tatiana García-Segura is an Assistant Professor at the Department of Construction Engineering, Universitat Politècnica de València, Spain. She obtained her International Doctorate with outstanding ”cum laude” in 2016. She received the IALCCE (International Association for Life-Cycle Civil Engineering) international award for his scientific contributions and two awards for her Master’s Final Paper on sustainable construction (AEIPRO award and first prize of the Cemex-Sustainability Chair). She has published 24 articles in JCR journals, 30 articles in scientific congresses, has participated in several research projects (one as a PI), and has worked on one innovation project.
Figura 1. La maquinaria de obra pierde valor de forma irremediable. Imagen: V. Yepes.
La maquinaria, como bien de equipo que constituye el patrimonio de una empresa, pierde valor al colaborar en el proceso productivo y con el paso del tiempo. A esta disminución de los activos de la empresa se le denomina depreciación y sus causas pueden ser las siguientes:
1.- Depreciación material: La maquinaria pierde valor a medida que presta los servicios que le son propios, es la denominada depreciación funcional. El mero transcurso del tiempo también devalúa los bienes de equipo; a veces incluso más que si estuvieran trabajando con normalidad, es la depreciación física. Una política de mantenimiento adecuada reducirá o retrasará la desvalorización de las máquinas, pero nunca la eliminará.
2.-Depreciación por obsolescencia: Es la merma que sufre una máquina cuando, aunque nueva, queda anticuada por no ser competitiva frente a otras. Una de las principales causas es la competencia entre fabricantes. Esta pérdida puede deberse a:
Obsolescencia tecnológica: La innovación y los avances técnicos motivan la aparición continua de nuevas máquinas que cumplen la misma función que las existentes, pero con mayor eficiencia, a costes más bajos, con mayor seguridad, de más fácil manejo, etc. Si el ahorro de costes es suficiente, a la empresa le convendrá renovar o sustituir el equipo anticuado antes de que termine su vida técnica.
Obsolescencia por variaciones en la demanda: Una máquina excelente para un determinado nivel de producción, puede no ser rentable en otro nivel.
Obsolescencia por alteración en la retribución de algún factor productivo: Ante subidas del precio de la mano de obra o de un tipo de combustible determinado, puede resultar rentable aumentar la automatización o cambiar el tipo de máquina.
3.- Depreciación por agotamiento, caducidad o siniestro: Determinadas empresas, como las mineras, pierden elementos de su activo al «agotarse» el recurso natural que explotan. En otras puede extinguirse la autorización administrativa para la gestión de una infraestructura (autopista, túnel, etc.), con lo que ciertos bienes de producción se devaluarán. Otras máquinas construidas para un trabajo específico deben amortizarse al finalizar dicho trabajo. Asimismo, un siniestro deprecia bruscamente el valor del equipo.
Si se conociera exactamente la depreciación de un equipo, podríamos estimar en todo momento su cotización en el mercado o su valor de reventa. Sin embargo, este valor fluctúa según las condiciones locales y las circunstancias específicas de cada caso, de modo que el precio depende de lo que un comprador esté dispuesto a pagar. Un ciclo de recesión económica, por ejemplo, propicia el aumento del mercado de segunda mano de maquinaria y de equipos de obra.
La cotización del equipo depende del número de años de servicio, de las horas trabajadas hasta el momento, de las que le restan para llegar a su obsolescencia, de la naturaleza de las tareas realizadas y de las condiciones en que se ha usado. La antigüedad es, en numerosas ocasiones, el factor que más influye en la cotización del equipo, ya que es el dato más fiable. El abandono de la fabricación de determinados modelos reduce la cotización de los equipos. Si la máquina pertenece a una gran firma internacional, su valor de reventa inspira cierta confianza.
Bajo un punto de vista estadístico, y puesto que el valor de reventa es decreciente, entre otros, con los años de servicio n, y con las horas trabajadas H, cabe ajustar una curva por mínimos cuadrados a los valores de mercado Vn que relacionan dichos parámetros con el valor inicial del equipo V0 y su cotización en el año n. Una función que se ajusta razonablemente a dichas cifras es la exponencial, donde K, a y b son constantes que deben determinarse:
Esta expresión generaliza la deducida al suponer que la velocidad de desvalorización de un equipo por su uso es proporcional, en cada momento dado, a su coste real.
El valor de residual o de desecho es aquel que le queda a la máquina una vez se agota su vida útil o programada. Cuando la máquina está obsoleta, el valor de desecho es el de su chatarra. Puede alcanzar entre el 10 % y el 20 % del valor de adquisición. No obstante, no se aconseja excluir este valor de la amortización, pues podría contribuir a cubrir el sobrecoste de las novedades incorporadas a la nueva máquina. Si se considera el valor de desecho, este se ajustará de forma descendente para anular el efecto de la inflación.
Referencias:
PELLICER, E.; YEPES, V.; TEIXEIRA, J.C.; MOURA, H.P.; CATALÁ, J. (2014). Construction Management. Wiley Blackwell, 316 pp. ISBN: 978-1-118-53957-6.
Figura 1. Puente colgante Golden Gate, en San Francisco. La segunda imagen corresponde al color que la Armada estadounidense quería. Crédito: Joan Campderrós-i-Canas/CC BY 2.0; Golden Gate Bridge, https://www.californiasun.co/stories/6-fascinating-facts-about-california-avocado-and-bumble-bee-bridge-edition/
En tal fecha, como hoy, 27 de mayo de 1937, se abrió el puente Golden Gate a los peatones y, un día después, a los vehículos. Esta efeméride suele ser noticia y ser objeto de atención por parte de los medios de comunicación. En este caso, el programa de Radio Nacional de España «Gente despierta» hizo eco». Se preparó una breve entrevista con el presentador Alfredo Menéndez, pero se quedó corta debido a que el programa se retrasó por la retransmisión en directo de la victoria del Villarreal sobre el Manchester United y de la consecución del título de la Europa League.
Destacó en la entrevista cómo los estadounidenses afrontaron un reto como este justo después del crack del 29 y cómo se construyó el puente de mayor vano del mundo, con 1280 m entre pila y pila, y unas torres de 227 m de altura. El récord se mantuvo desde 1937 hasta 1964, cuando entró en funcionamiento el puente Verrazzano-Narrows. Estas dimensiones de vano solo se alcanzan con la tipología de puente colgante, aunque es cierto que el Puente de la isla Russki, atirantado, tiene una longitud de aproximadamente 1104 m. Hoy el Gran Puente de Akashi Kaikyō, en Japón, tiene el mayor registro de vano de un puente, con 1991 m.
Figura 2. «Gente despierta», el programa de RNE presentado por Alfredo Menéndez
Ya hice una entrevista previa sobre el Golden Gate en Radio Nacional de España y he escrito algún que otro artículo. Os remito a los siguientes enlaces para los interesados:
Va siendo habitual mi labor de divulgación en medios de comunicación, sobre todo en la radio. Este es el caso de Radio Nacional de España, donde David Sierra conduce un programa de divulgación científica titulado “Dos trillones de átomos”. Es tremendamente interesante, aunque se emite los domingos de 4:00 a 5:00 horas en la madrugada
En este programa, en el que me realizaron una entrevista sobre las infraestructuras sostenibles, hablamos de muchas más cosas: la «dureza de los estudios de ingeniería de caminos», la errónea visión de la construcción como «cultura del ladrillo», la «internacionalización de las empresas constructoras españolas», la «inteligencia artificial», los «gemelos híbridos», etc. Espero que os guste mi propuesta de considerar la ingeniería como «cultura del bienestar». Os dejo el podcast por si os interesa.
Figura 1. Los ensayos de fiabilidad permiten estimar el tiempo medio entre fallos de la maquinaria en una obra
En obra pueden estimarse el tiempo medio entre fallos de una máquina mediante los denominados como ensayos de fiabilidad, basándose para ello en la distribución exponencial. Los tipos de ensayos posibles son los siguientes:
Ensayos completos: Se realizan hasta el fallo de todas las unidades.
Ensayos censurados: Un ensayo de fiabilidad se llama censurado de orden k si la experiencia se detiene al producirse el fallo k-ésimo. También se llama test limitado por fallos. Puede ser con o sin el reemplazo de las unidades averiadas.
Ensayos truncados: Un ensayo de fiabilidad se denomina truncado cuando la experiencia se detiene tras una cierta duración. También se llama test limitado por tiempo. También pueden ser con o sin reemplazamiento.
La estimación del tiempo medio entre fallos (MTBF) se obtiene repartiendo la duración del ensayo por en número de fallos:
donde
T = tiempo total acumulado del test
r = número de fallos
En los ensayos censurados, si se conoce el valor de q se puede obtener la duración esperada para el ensayo.
En ensayo sin reemplazamiento:
En ensayo con reemplazamiento:
siendo r el número de fallos y n el de unidades
Asimismo, si se conoce el valor de q se puede obtener el número esperado de fallos en un ensayo trucado de duración T:
En ensayo sin reemplazamiento:
En ensayo con reemplazamiento:
donde n es el número de unidades ensayadas y T la duración prefijada del ensayo.
