El blog de Víctor Yepes

Técnicas de prevención de fallos en el diseño de productos

Las empresas dedicadas al diseño de productos deberían focalizar sus esfuerzos en que dicho producto tenga una elevada fiabilidad, es decir, que su probabilidad de fallo se reduzca al mínimo posible. Para asegurarse de que el diseño satisface las necesidades del cliente a un coste proporcionado al valor añadido, es posible utilizar diversas técnicas como son, entre otras, el despliegue de la función de calidad (QFD, Quality Function Deployment), el análisis modal de fallos y efectos (AMFE) y el análisis del valor.

El despliegue de la función de calidad, QFD, permite traducir los requerimientos de calidad del cliente en características técnicas del producto. Se trata de una metodología simple y lógica que involucra un conjunto de matrices, las cuales permiten determinar las necesidades del cliente, analizar a la competencia y descubrir los nichos de mercado no explotados.
El análisis modal de fallos y efectos, AMFE, es una metodología analítica estructurada que permite tener en cuenta y se han resuelto los modos de fallo potencial de un producto o sistema y sus causas, para evitarlos.
El análisis del valor trata de reducir el coste de un producto sin eliminar las características demandadas por los clientes. También permite detectar los cambios que deberían realizarse para dar mayor al producto sin que el incremento de coste sea superior al aumento de precio.

A continuación os dejo algunos vídeos explicativos de estas técnicas de prevención de fallos en los productos.

Referencias:

HARRIS, F.; McCAFFER, R. (1999). Construction Management. Manual de gestión de proyecto y dirección de obra. Ed. Gustavo Gili, S.A., Barcelona, 337 pp. ISBN: 84-252-1714-8.

JORDAN, M.; BALBONTIN, E. (1986). Organización, planificación y control. Escuela de la Edificación, UNED, Madrid. ISBN: 84-86957-39-7.

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.

VELASCO, J. (2014). Organización de la producción. Distribuciones en planta y mejora de los métodos y los tiempos. 3ª edición, Ed. Pirámide, Madrid. ISBN: 978-84-368-3018-7.

YEPES, V. (2008). Productivity and Performance, in Pellicer, E. et al.: Construction Management. Construction Managers’ Library Leonardo da Vinci: PL/06/B/F/PP/174014. Ed. Warsaw University of Technology, pp. 87-101. ISBN: 83-89780-48-8.

YEPES, V. (2022). Gestión de costes y producción de maquinaria de construcción. Colección Manual de Referencia, serie Ingeniería Civil. Editorial Universitat Politècnica de València, 243 pp. Ref. 442. ISBN: 978-84-1396-046-3

YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

El sistema de seguimiento del constructor según el Código Estructural

El constructor debe definir y desarrollar un sistema de seguimiento que verifique la conformidad de la ejecución de los trabajos. Para ello debe desarrollar dos documentos. Por una parte el plan de obra, que también se llama «cronograma» en el Código Estructural, y el procedimiento de autocontrol de la ejecución de la estructura (también llamado «programa de autocontrol». Ambos documentos desarrollan el plan de control definido en el proyecto. Entre los tres, darán lugar al programa de control que deberá aprobar la dirección facultativa. Por cierto, ya comentamos en un artículo anterior la confusión de términos cuando se mezclan «plan» y «programa» con «control» y «autocontrol». El Código Estructural se merece que se simplifiquen y aclaren los términos.

El plan de obra lo debe redactar el constructor antes del inicio de los trabajos. El Código también lo llama cronograma para enfatizar el hecho de poner plazos a lo planificado por el constructor. Téngase en cuenta que, junto con el plan de control del proyecto y el programa de autocontrol del constructor, el plan de obra sirve de base al programa de control que debe aprobar la dirección facultativa.

Los contenidos mínimos que debe disponer el sistema de seguimiento de la obra del constructor (plan de obra y programa de autocontrol) son los siguientes:

El plan de obra o cronograma.
El sistema de gestión de los materiales, productos y elementos que se vayan a colocar en la obra, para garantizar su trazabilidad.
Las particularidades, con relación a los medios, procesos y actividades, para ejecutar la obra.
Las comprobaciones a realizar en el seguimiento de la ejecución, incluyendo su justificación, designación del responsable y de cumplimiento con el proyecto y lo establecido en el Código. Los resultados se documentarán por el constructor en los registros de autocontrol.

El concepto «programa de autocontrol» se puede encontrar disperso a lo largo del Código Estructural. Según el Art. 17 Criterios generales para la gestión de la calidad de las estructuras, el procedimiento de autocontrol del constructor es el sistema de aseguramiento de la calidad propio que incluye las evidencias necesarias para dar cumplimiento a los requerimientos del control e inspección establecidos en el correspondiente proyecto de ejecución y en el Código Estructural. Pero las ideas fundamentales las podemos ver en el Art. 19 Plan y programa de control, Art. 22 Control de la conformidad de los procesos de ejecución, Art. 22.1 Control de la ejecución mediante comprobación del control de producción del constructor y Art. 22.2 Control de la ejecución mediante inspección de los procesos.

A continuación os dejo un mapa conceptual donde se aclaran las relaciones del programa de autocontrol del constructor con otros aspectos del seguimiento de la ejecución (Figura 2).

Figura 2. Mapa conceptual sobre el control de la ejecución de una obra según el Código Estructural. Imagen: V. Yepes.

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Suplementos para el cálculo del tiempo básico de una operación

Aunque tengamos un método eficaz para realizar una tarea, es necesario añadir un tiempo suplementario al tiempo normal o básico de una tarea para el cálculo del tiempo tipo. Las necesidades personales, la fatiga, las demoras o las interferencias son, entre otros, motivos que justifican el cálculo de estos suplementos. El estudio del trabajo se encarga del cálculo de estos tiempos adicionales. Sin embargo, no es sencillo determinar con precisión qué tiempo hay que añadir a las tareas.

Los motivos de estos suplementos pueden deberse a varias circunstancias, destacando las siguientes:

Condiciones del operario: sexo, monotonía o repetición de los trabajos, cargas excesivas, posturas incómodas, necesidades fisiológicas, etc.
Condiciones ambientales: temperatura, humedad, ruido, iluminación excesiva o insuficiente, etc.
Condiciones de la tarea: peligrosidad o riesgo de accidentes, esperas a máquinas u otros operarios, etc.

La parte más importante de los suplementos son por descanso, que trata de reponer al operario de la fatiga. El resto de componentes solo se aplican bajo determinadas condiciones. En la Figura 2 se muestra un modelo básico para el cálculo de los suplementos.

Figura 2. Modelo básico para el cálculo de los suplementos (Caso, 2006)

El suplemento por descanso presenta una parte fija por necesidades personales y fatiga, y otra variable que se añade cuando las condiciones de trabajo difieren de las habituales. Para las necesidades personales (ir al baño, beber agua, etc.) se suele aplicar un suplemento entre un 5 y un 7 %. La fatiga y monotonía de un trabajo se valora en un 4 %.

El suplemento por contingencias incluye los retrasos inevitables y pequeños trabajos ocasionales que se producen esporádicamente. Los suplementos por política de empresa se motivan por por diversas razones organizativas o de producción propias. Se añaden suplementos especiales cuando hay actividades que no forman parte del ciclo del trabajo pero que son imprescindibles para su correcta ejecución. También se podría justificar unos suplementos por comienzo o cierre de la actividad, por herramientas, por montaje o desmontaje, por aprendizaje o formación, etc.

Os paso un vídeo del profesor Cristóbal Miralles, de la Universitat Politècnica de València, donde se explica el cálculo del suplemento de fatiga para la definición de estándares de trabajo. Espero que os sea útil.

En el documento que adjunto, correspondiente a la Organización Internacional del Trabajo (OIT), se recoge un sistema de suplementos por descanso como porcentajes de los tiempos básicos.

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En este artículo se propone una revisión de las tablas de suplementos de la OIT.

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Referencias:

CASO, A. (2006). Técnicas de medición del trabajo. FC Editorial, 2ª edición, Madrid, 231 pp. ISBN: 978-84-96169-89-8.

HARRIS, F.; McCAFFER, R. (1999). Construction Management. Manual de gestión de proyecto y dirección de obra. Ed. Gustavo Gili, S.A., Barcelona, 337 pp. ISBN: 84-252-1714-8.

JORDAN, M.; BALBONTIN, E. (1986). Organización, planificación y control. Escuela de la Edificación, UNED, Madrid. ISBN: 84-86957-39-7.

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.

VELASCO, J. (2014). Organización de la producción. Distribuciones en planta y mejora de los métodos y los tiempos. 3ª edición, Ed. Pirámide, Madrid. ISBN: 978-84-368-3018-7.

Curso:

Curso de gestión de costes y producción de la maquinaria empleada en la construcción.

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Los incentivos a la productividad en la construcción

Una forma de aumentar la productividad en la construcción es disponer de un sistema de incentivos que aliente a los operarios a pasar de su ritmo normal de actividad a una actividad óptima. Estos incentivos pueden ser o no económicos. Por ejemplo, se puede aumentar la autoestima social y la satisfacción en el trabajo, pero también se pueden incrementar las remuneraciones, brindar oportunidades de ascenso, asistencia social, seguridad laboral o seguridad en caso de accidente.

Cualquiera que sea la forma de acrecentar la productividad sin aumentar los medios provocaría una reducción del coste total debido a una disminución en los plazos. Vamos a centrar este artículo en los sistemas de primas a la producción. Se basan en ofrecer a los operarios una parte del ahorro, distribuida según la importancia de las funciones que desempeña cada uno. Este sistema se introdujo a finales del siglo XIX y supuso un cambio en las relaciones laborales entre los empresarios y los trabajadores.

Las primas a la producción se pueden dividir en dos grandes grupos:

a) Gratificaciones. Son primas establecidas por calificaciones periódicas del personal. Es una cantidad de dinero concedida de una sola vez.

b) Primas formales. Se relaciona la prima con la producción, tras un análisis del trabajo detallado, estando garantizado un nivel de calidad mínimo. Se parte de un salario básico asegurado, y por tanto, es un complemento al salario contractual.

Las gratificaciones suelen emplearse cuando es complicado determinar un rendimiento normal de una actividad. Sin embargo, se desaconseja su uso debido a que los empleados la consideran como parte de su salario, siempre que tengan un buen comportamiento. De nada sirve si no hay una vigilancia constante. Además, al depender de calificaciones subjetivas, pueden ser injustas o propensas a errores.

Por el contrario, las primas formales, si se establecen correctamente, estimulan al operario a aumentar la producción, independientemente de una vigilancia estricta. Fomenta mejores sistemas de trabajo. También se garantiza la rentabilidad, sea cual sea la producción. Por último, facilita la selección del personal y la retención de los empleados valiosos. La condición para que prospere este sistema es el compromiso de la dirección para respetar las reglas de juego. Entre dichas normas deben figurar las circunstancias por las que se puede modificar la prima. Si se cumplen, mejora el ambiente de trabajo. Además, los trabajadores deben disponer de discrecionalidad suficiente para poder influir en la producción.

Por tanto, si se pretende implantar un sistema de incentivos económicos formales, se debe realizar lo siguiente:

Determinar el rendimiento normal mediante un minucioso y profundo estudio del trabajo. Debe definirse la tarea y su procedimiento. Además, debe haberse controlado la producción antes de implantar la prima, con un sistema consolidado.
Elegir un sistema de incentivos adecuado a las condiciones del tajo. Cuando se supere el rendimiento normal, la prima debe ser creciente con la mejora.
Calcular la rentabilidad. Es importante que el coste del incentivo sea inferior al ahorro producido por el aumento de la producción.

Veamos algunos vídeos explicativos respecto a este tema.

Referencias:

HARRIS, F.; McCAFFER, R. (1999). Construction Management. Manual de gestión de proyecto y dirección de obra. Ed. Gustavo Gili, S.A., Barcelona, 337 pp. ISBN: 84-252-1714-8.

JORDAN, M.; BALBONTIN, E. (1986). Organización, planificación y control. Escuela de la Edificación, UNED, Madrid. ISBN: 84-86957-39-7.

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.

VELASCO, J. (2014). Organización de la producción. Distribuciones en planta y mejora de los métodos y los tiempos. 3ª edición, Ed. Pirámide, Madrid. ISBN: 978-84-368-3018-7.

Curso:

Curso de gestión de costes y producción de la maquinaria empleada en la construcción.

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Diagrama de recorrido como herramienta de estudio de métodos

Figura 1. Diagrama de recorridos (Velasco, 2014)

El diagrama planimétrico de flujo o diagrama de recorrido es una representación gráfica sobre plano del área en la cual se desarrolla la actividad, con las ubicaciones indicadas de los puestos de trabajo y el trazado de los movimientos de los hombres y/o de los materiales.

Por cierto, el material de este artículo forma parte del curso que puedes seguir en línea, en el siguiente enlace: https://ingeoexpert.com/cursos/curso-de-gestion-de-costes-y-produccion-de-la-maquinaria-empleada-en-la-construccion/

Es un diagrama que se emplea para establecer el recorrido de un solo producto o proceso. Tiene en cuenta las operaciones, inspecciones, demoras, transporte y almacenamiento. Se utiliza la misma simbología que la de un diagrama de proceso.

Este diagrama permite identificar las posibles áreas congestionadas, determinar los avances y retrocesos del proceso y facilitar el desarrollo de una mejor distribución de la planta. El objetivo, por tanto, es la mejora de métodos, eliminando o reduciendo los recorridos mediante la adecuada distribución en planta. El diagrama de recorrido puede ser bidimensional, o incluso tridimensional.

El diagrama de recorrido normalmente puede disponer dos formatos, uno referido al operario o la máquina, y otro relacionado con el material.

La manipulación de los materiales incrementa el coste de producción sin añadir valor al producto. Por tanto, para reducirla se recomienda lo siguiente:

Disponer los materiales a la altura en la que se va a trabajar con ellos.
Disminuir en lo posible las distancias que recorre el material manipulado.
Aprovecharse de la gravedad cuando sea posible.
Transportar la máxima cantidad posible.
Mantener despejados los lugares de paso.

Una buena disposición en planta del lugar de trabajo depende, entre otros, de los siguientes factores:

Peso, tamaño y movilidad del producto. Un producto pesado es difícil de manipular, requiriendo maquinaria específica. Por tanto, se debe mover lo menos posible.
Complejidad del producto. Un producto con muchas piezas pasará por distintos sitios, con más recorrido. En consecuencia, la disposición en planta tratará de reducir tiempo y energía reduciendo los transportes.
Duración del proceso. Si se dedica mucho tiempo al transporte, cualquier disminución del recorrido mejorará la productividad.

Normalmente, se aconseja utilizar el diagrama de análisis del proceso con el de recorrido cuando los procesos tienen un gran número de operaciones. En una obra normalmente los procesos son suficientemente sencillos para no ser necesario representar gráficamente lo que ocurre. Por tanto, el diagrama de recorrido sería de mayor utilidad en talleres y factorías.

Veamos a continuación algunos vídeos explicativos sobre el diagrama de recorridos.

Referencias:

HARRIS, F.; McCAFFER, R. (1999). Construction Management. Manual de gestión de proyecto y dirección de obra. Ed. Gustavo Gili, S.A., Barcelona, 337 pp. ISBN: 84-252-1714-8.

JORDAN, M.; BALBONTIN, E. (1986). Organización, planificación y control. Escuela de la Edificación, UNED, Madrid. ISBN: 84-86957-39-7.

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.

VELASCO, J. (2014). Organización de la producción. Distribuciones en planta y mejora de los métodos y los tiempos. 3ª edición, Ed. Pirámide, Madrid. ISBN: 978-84-368-3018-7.

Curso:

Curso de gestión de costes y producción de la maquinaria empleada en la construcción.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Evaluación de la sostenibilidad de las técnicas de mejora del terreno

Acaban de publicarnos un artículo en la revista Journal of Cleaner Production, revista de ELSEVIER indexada en el primer decil del JCR.

El terreno no siempre es adecuado o competente para soportar una cimentación superficial directa. En muchos casos, para evitar costosas cimentaciones profundas, está indicado sustituir, mejorar o reforzar dicho terreno. Este trabajo se centra en evaluar la contribución a la sostenibilidad entre diferentes técnicas de mejora del suelo y el resultado de su aplicación a la cimentación de una vivienda unifamiliar como alternativa a la construida. Se compara el rendimiento del ciclo de vida en materia de sostenibilidad entre el diseño de referencia (sin intervención), el relleno y la compactación del suelo, las columnas de suelo-cemento, la inclusión rígida de micropilotes y el clavado de viguetas prefabricadas. Para caracterizar la sostenibilidad, se propone un conjunto de 37 indicadores que integran los aspectos económicos o ambientales de cada alternativa de diseño y sus impactos sociales. Se obtiene un ranking de sostenibilidad para las diferentes alternativas basado en el método ELECTRE IS para la toma de decisiones multicriterio (MCDM). Se evalúa la sensibilidad de los resultados obtenidos frente a diferentes métodos MCDM (TOPSIS, COPRAS) y diferentes ponderaciones de criterios. La evaluación proporciona una visión transversal, comparando la capacidad y fiabilidad de cada técnica para priorizar la solución de consolidación del terreno que mejor contribuye a la sostenibilidad en el diseño de la subestructura de un edificio.

El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.

Podéis leer una versión preliminar el artículo en la siguiente dirección: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.131463

Highlights

Evaluation of soil consolidation techniques for a single-family house’s foundation.
A deep foundation is compared to four alternatives that consider soil improvement.
37 indicators characterize the sustainability of substructure in residential buildings.
The aggregation of the different sustainability criteria is applied in 3 MCDM methods.
Nailing precast joists into the ground achieves the best sustainability result.

Abstract

The soil is not always suitable or competent to support a direct shallow foundation in construction. In many cases, to avoid costly deep foundations, it is indicated to replace, improve, or reinforce such soil. This paper focuses on evaluating the contribution to sustainability between different soil improvement techniques and the outcome of their application to the foundation of a single-family house as an alternative to the one built. The life-cycle performance in sustainability is compared between the baseline design (without intervention), backfilling and soil compaction, soil-cement columns, rigid inclusion of micropiles, and nailing of precast joists. To characterize sustainability, a set of 37 indicators is proposed that integrate the economic or environmental aspects of each design alternative and its social impacts. A sustainability ranking is obtained for the different alternatives based on the ELECTRE IS method for multi-criteria decision-making (MCDM). The sensitivity of the obtained results is evaluated against different MCDM methods (TOPSIS, COPRAS) and different criteria weights. The evaluation provides a cross-cutting view, comparing the ability and reliability of each technique to prioritize the ground consolidation solution that best contributes to the sustainability in the design of a building’s substructure.

Keywords

Sustainability; Construction; Multi-criteria decision analysis; Life cycle assessment; Modern methods of construction; Soil improvement; Foundations; ELECTRE IS; TOPSIS; COPRAS

Reference:

SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2022). Evaluating the sustainability of soil improvement techniques in foundation substructures. Journal of Cleaner Production, 351: 131463. DOI:10.1016/j.jclepro.2022.131463

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Determinación del tiempo tipo de un trabajo

Uno de los aspectos más controvertidos cuando se realiza un estudio de tiempos de una actividad es la valoración del ritmo o actividad con el operario que realiza la operación. Además, también es objeto de discusión los suplementos a aplicar al tiempo necesario para realizar una actividad (Figura 1). El tema es delicado, pues sirve para fijar el que denominaremos como tiempo tipo y también para determinar el volumen de producción exigible a un trabajador y sus ingresos mensuales. El problema de fondo es que la medida del tiempo en el que se realiza una actividad y la estimación del ritmo de trabajo es subjetiva, sometida al criterio del analista. Pero veamos el problema con algo más de detalle.

Definiremos como trabajador cualificado a aquel a quien se reconoce que tiene las aptitudes físicas necesarias, posee inteligencia y formación, y ha adquirido la destreza y los conocimientos necesarios para efectuar el trabajo según normas de seguridad, cantidad y calidad. Este trabajador, si está incentivado, desarrolla una actividad óptima, diferente del trabajador representativo o promedio, que no tiene por qué ser cualificado.

Por tanto, dentro de la medición del trabajo, deberemos realizar una nivelación y una mayoración de tiempos que considere el factor de ritmo y los suplementos de tiempo para determinar el tiempo tipo de un trabajo.

Las diferencias en los valores de medición de un elemento se deben a:

Variaciones en la actuación del recurso, al ir más despacio o deprisa, por las diferencias en la atención prestada o por ajustarse o no al procedimiento previsto.
Cambios ajenos al operario como son los errores de medida, variaciones en el medio ambiente, en el material, etc.

Los factores causantes de que el mismo trabajo realizado por operarios diferentes sea distinto e, incluso, realizado por el mismo operario sea diferente una y otra vez son los siguientes:

El procedimiento empleado.
La precisión de los movimientos.
La velocidad de los movimientos.

Estos tres factores determinan la llamada actividad o factor de ritmo. Así, si se sigue fielmente un método de trabajo, la actividad crecerá con la velocidad y la precisión de los movimientos.

Se define como actividad óptima la obtenida de forma natural y sin forzarse los trabajadores calificados, como promedio de la jornada o turno, siempre que conozcan y respeten el método especificado y se les haya dado motivo para querer aplicarse (incentivos). La actividad normal sería la correspondiente a los ¾ de la óptima. En la Tabla 1 se recoge una escala sencilla de clasificación de la actividad. Téngase en cuenta que hay otras escalas donde el 100, por ejemplo, se asigna a la actividad óptima.

Todo aumento de la actividad se corresponde con una disminución del tiempo, resultando el producto de ambos constante. Así, un cronometrador adiestrado debe determinar el ritmo o actividad de las operaciones antes de efectuar las medidas de tiempo.

La nivelación de los tiempos medidos de una operación consiste en reducir todos los tiempos empleados a actividad normal. Así, el tiempo normal o plazo básico de una actividad t_n, que se ha medido m veces se calcula como:

donde t_i es el tiempo observado y a_i es la actividad durante la operación medida i.

Sin embargo, el trabajo desarrollado a lo largo de una jornada laboral no se puede consumar en el tiempo normal, puesto que son ineludibles ciertas pausas para recuperarse de la fatiga, realizar necesidades personales y por otras demoras inevitables. Se llama tiempo tipo o plazo estándar al tiempo normal de cada elemento más el necesario para compensar estos factores. Con el tiempo tipo, un trabajador cualificado con una actividad normal, a lo largo de un turno o jornada laboral, lograría un rendimiento tipo o estándar.

Dada la variabilidad de los trabajos de construcción, la diferencia entre el tiempo tipo y el normal puede ser considerable, por lo que es habitual que las bases de datos se refieran a los tiempos normales, siendo el usuario el que debe aplicar los imprevistos adecuados en cada caso. Un plazo realista de planificación suele ser el doble del tiempo normal.

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.

Curso:

Curso de gestión de costes y producción de la maquinaria empleada en la construcción.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Cinco artículos de muy alto impacto publicados este año para celebrar el día del padre

Han bastado 11 semanas de este 2022, en particular 77 días, para tener la satisfacción de ver publicado cinco artículos de gran impacto, que daría para un sexenio de investigación (en revistas del primer cuartil del JCR, siendo tres, además, del primer decil). El mérito, como siempre, no es mío, sino del maravilloso grupo de investigación que tengo a mi lado. Espero que la racha continúe. ¡No hay mejor forma de celebrar el día del padre! Os paso los resúmenes de estos artículos por si os interesan.

SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2022). Multi-criteria decision-making applied to the sustainability of building structures based on Modern Methods of Construction. Journal of Cleaner Production, 330:129724. DOI:10.1016/j.jclepro.2021.129724

Since the establishment of the Sustainable Development Goals, great concern has arisen on how to diminish the impacts that result from construction activities. In such context, Modern Methods of Construction (MMC) rise as a powerful way to reduce life cycle impacts through optimizing the consumption of materials. This paper focuses on the sustainability assessment of different modern construction techniques applied to concrete structures of single-family houses. The life cycle performance in terms of sustainability is compared between a conventional reference design, a precast design, a lightweight slab design with pressurized hollow discs, and a design based on double-wall structural elements. The sustainability is assessed through a set of 38 indicators that address not only the economic and environmental response of the designs, but also their social impacts as well. Five of the best known Multi-Criteria Decision-Making (MCDM) techniques (SAW, COPRAS, TOPSIS, VIKOR and MIVES) are applied to derive the life-cycle performance of each design into a single sustainability score. Since there is no consensus on which MCDM method works best in sustainability assessments, a Global Structural Sustainability Index (GSSI) combining and weighting the above is proposed here to aid the analysis of the results obtained. The results show that consideration of the three dimensions of sustainability leads to balanced designs whose preference need not coincide with those derived from each one-dimensional life cycle approach.

MATHERN, A.; PENADÉS-PLÀ, V.; ARMESTO BARROS, J.; YEPES, V. (2022). Practical metamodel-assisted multi-objective design optimization for improved sustainability and buildability of wind turbine foundations. Structural and Multidisciplinary Optimization, 65:46. DOI:10.1007/s00158-021-03154-0

In this work, we study the potential of using kriging metamodelling to perform multi-objective structural design optimization using finite element analysis software and design standards while keeping the computational efforts low. A method is proposed, which includes sustainability and buildability objectives, and it is applied to a case study of reinforced concrete foundations for wind turbines based on data from a large Swedish wind farm project. Sensitivity analyses are conducted to investigate the influence of the penalty factor applied to unfeasible solutions and the size of the initial sample generated by Latin hypercube sampling. A multi-objective optimization is then performed to obtain the optimum designs for different weight combinations for the four objectives considered. Results show that the kriging-obtained designs from samples of 20 designs outperform the best designs in the samples of 1000 designs. The optimum designs obtained by the proposed method have a sustainability impact 8–15% lower than the designs developed by traditional methods.

MARTÍNEZ FERNÁNDEZ, P.; VILLALBA SANCHIS, I.; INSA FRANCO, R.; YEPES, V. (2022). Slab track optimisation using metamodels to improve rail construction sustainability. Journal of Construction Engineering and Management, (accepted, in press).

Railways are an efficient transport mode, but building and maintaining railways tracks has a significant environmental impact in terms of CO₂ emissions and use of raw materials. This is particularly true for slab tracks, which require large quantities of concrete. They are also more expensive to build than conventional ballasted tracks, but require less maintenance and have other advantages that make them a good alternative, especially for high-speed lines. In order to contribute to a more sustainable railways, this paper aims to optimise the design of one of the most common slab track typologies: RHEDA 2000. The main objective is to reduce the amount of concrete required to build the slab without compromising its performance and durability. To do so, a Finite Elements (FEM) model of the track has been used, paired with a kriging meta-model to allow analysing multiple options of slab thickness and concrete strength in a timely manner. By means of the kriging, optimal solutions have been obtained and them validate through the FEM model to ensure that predefined mechanical and geometrical constraints are met. Starting from an initial setup with a 30 cm slab made of concrete with a characteristic strength of 40 MPa, an optimised solution has been reached, consisting on a 24 cm slab made of concrete with a strength of 45 MPa. This process may be now applied to other slab typologies to obtain more sustainable designs.

FERNÁNDEZ-MORA, V.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2022). Integration of the structural project into the BIM paradigm: a literature review. Journal of Building Engineering, (accepted, in press).

The revolution towards Industry 4.0 in the AECO Industry has taken Building Information Modelling (BIM) as one of its central points. BIM abilities for automatization, interoperability and sustainability play a key role in this change. In this paper, a literature review about BIM adoption for the structural project is presented. The aim of the presented review is to clearly establish the current state of knowledge of the implementation of the BIM methodology in the field of structural analysis. Papers related to these two topics simultaneously, BIM and structure analysis, during the last 10 years have been selected. The literature has been analysed from two different approaches. First, bibliometric analysis has been performed, studying the production on the topic. Secondly, 81 representative papers have been selected and analysed, establishing thematic areas via cluster analysis. The articles have also been classified upon several categorizations based on the structural life cycle and their aim. Finally, a SWOT analysis is performed from this data to create a complete framework that shows the state of the integration of the structural project in BIM environments and possible future developments and risks. This set of studies shows a tendency towards design tools and new buildings. While automatization and computer-aided design have been a trend in the research for several years, a research gap on the structural analysis via BIM for existing and heritage buildings has been pointed out, showing its ability to improve the analysis of existing buildings and its maintenance.

Cómo redactar y evaluar los resultados de aprendizaje para ser coherentes con las competencias que deben adquirir los estudiantes

Tengo el placer de anunciar la realización de un taller en la Universidad de Alicante con motivo de una invitación recibida por su Instituto de Ciencias de la Educación. Dicho taller tiene como título «Cómo redactar y evaluar los resultados de aprendizaje para ser coherentes con las competencias que deben adquirir los estudiantes» y se celebrará en dicha universidad el 15 de julio de 2022, de 10:00 a 12:00 h.

El taller se enmarca dentro del evento REDES-INNOVAESTIC 2022 – EL PROFESORADO, EJE FUNDAMENTAL DE LA TRANSFORMACIÓN DE LA DOCENCIA UNIVERSITARIA, pudiendo acceder a él a través del siguiente enlace: https://web.ua.es/es/redes-innovaestic/.

Os paso la descripción del taller que me han encomendado:

Descripción del taller:

Se trata de un taller práctico orientado a redactar y evaluar los resultados de aprendizaje. Tras una breve introducción teórica sobre el concepto de resultado de aprendizaje y las confusiones que este término tiene frente a otros similares. A continuación se ofrecerán reglas prácticas para definir de forma sencilla, directa y clara un resultado de aprendizaje. No obstante, la mayor parte de los problemas provienen de la evaluación y en la coherencia entre los resultados de aprendizaje y las competencias de una asignatura o materia. Para ello resulta necesario entender que la evaluación basada en competencias y resultados de aprendizaje supera el enfoque tradicional de evaluación de contenidos. Aquí se trata de establecer criterios para definir exámenes, ejercicios o pruebas correlacionadas con los resultados de aprendizaje. Por último, y no menos importante, se ofrecerán reglas prácticas para recoger y custodiar las evidencias necesarias de la evaluación de los resultados de aprendizaje. No se trata de almacenar únicamente exámenes, ejercicios o trabajos, sino además, recoger los criterios y la justificación de las calificaciones obtenidas para cada resultado de aprendizaje. El enfoque del taller supone una participación activa del profesorado en los planteamientos y en la discusión de cada una de las propuestas.

El taller será presencial. Os espero para compartir vuestras experiencias docentes y aprender conjuntamente sobre las competencias y los resultados de aprendizaje.

Gráficos de actividades múltiples o simultáneas

Dentro del estudio de métodos disponemos de diversas herramientas que nos permiten aplicar procedimientos más efectivos en nuestras operaciones y reducir costes. Una de ellas son los gráficos de actividades múltiples o simultáneas, que se emplean para registrar y estudiar las actividades interdependientes de hombres y máquinas. Este diagrama ayuda a programar de forma adecuada los elementos que forman parte del proceso. Se pretende reducir el número y duración de los tiempos improductivos (parada y espera).

La técnica consiste en representar el trabajo de cada recurso según una escala de tiempos común para manifestar las interrelaciones entre todos ellos, pudiendo así examinar y criticar el método, con el fin de eliminar los periodos de inactividad. De este modo, se puede analizar y mejorar el método y balancear el tiempo asignado, por ejemplo, entre el trabajo de un operario y el de una máquina.

Las fases para la realización del diagrama de actividades simultáneas son:

Observar la operación y descomponer en elementos.
Determinar el tiempo de cada elemento.
Representar por separado la secuencia de las operaciones de cada recurso en una escala de tiempos común y en el orden realizado.

Voy a plantear un reto sencillo, pero que ilustra fácilmente esta herramienta. Supongamos que tiene una tostadora que solo puede tostar dos rebanadas de pan a la vez, pero por un solo lado. ¿Cuántas operaciones serían necesarias para tostar las tres tostadas por los dos lados? Muchos de mis estudiantes, sin pensar demasiado, opinan que cuatro veces. Es decir, se introducen dos, se calientan, por un lado (primera operación), se les da la vuelta y se calientan del otro (segunda operación). La tercera tostada deberá calentarse, por un lado (tercera operación) y luego darle la vuelta (cuarta operación). Pues bien, un buen ingeniero sería capaz de hacerlo solo en tres operaciones. El resultado lo dejo a continuación en un gráfico de actividades simultáneas con su solución.

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.

Curso:

Curso de gestión de costes y producción de la maquinaria empleada en la construcción.

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