La cadena crítica en la planificación de proyectos de construcción

En el ámbito de la ingeniería de la construcción, la planificación de proyectos es fundamental para asegurar el cumplimiento de los plazos y la optimización de los recursos. Tradicionalmente, este proceso ha estado marcado por el uso del método PERT/CPM, que se basa en la premisa de que los proyectos están condicionados principalmente por el tiempo. En este enfoque, los pasos clave incluyen la asignación de duraciones a las actividades y la definición de sus precedencias. Sin embargo, este método asume de manera implícita que los recursos, como la mano de obra, los equipos y los materiales, están siempre disponibles y en cantidades suficientes para cumplir con la secuencia constructiva planificada. En la práctica, muchas veces ni siquiera se consideran los recursos de las actividades al definir la red de trabajo; en su lugar, el enfoque se limita a gestionar los aspectos temporales de la programación.

La realidad del sector de la construcción presenta otros desafíos, como los «cuellos de botella», que afectan significativamente el cronograma de los proyectos. En este contexto de limitaciones de recursos ha surgido el método de la cadena crítica (Critical Chain Method, CCM; Critical Chain Scheduling, CCS; o Critical Chain Project Management, CCPM). Este enfoque innovador no solo tiene en cuenta la secuencia de las actividades, sino también la disponibilidad de los recursos, lo que permite una planificación más realista y eficaz.

Además, es importante mencionar que la metodología tradicional de elaboración de cronogramas tiende a utilizar duraciones «hinchadas», lo que puede provocar una dilatación de los plazos del proyecto. El método de la cadena crítica (CCPM) sugiere reducir significativamente estas estimaciones, eliminando las reservas de tiempo innecesarias. La solución propuesta consiste en programar el proyecto con duraciones más ajustadas y añadir «colchones» para gestionar el tiempo de manera más efectiva. Al aplicar el CCPM, se incorpora la teoría de las restricciones a la gestión de proyectos, lo que supone un cambio significativo en la forma de planificar y ejecutar los proyectos.

Origen de la cadena crítica

La cadena crítica tiene sus raíces en la novela «La meta», publicada en 1984 por el físico israelí Eliyahu M. Goldratt. En esta obra, Goldratt llamó la atención del público al presentar ideas innovadoras sobre la gestión de empresas, utilizando como telón de fondo una fábrica ineficiente y su atormentado director, que siempre se enfrentaba a los cuellos de botella de la producción. A través de esta narrativa, Goldratt introdujo los principios de la teoría de las restricciones, que establece que, en cada momento, hay un número limitado de factores que actúan como obstáculos para el pleno desarrollo de la producción.

En 1997, Goldratt amplió estos conceptos en su libro «La cadena crítica», donde se centró en la velocidad y la fiabilidad en la ejecución de proyectos. Su enfoque se basa en la reducción drástica de la duración de las actividades y en la incorporación de colchones de protección en los plazos. Goldratt, reconocido como un gurú en el ámbito empresarial, difundió el concepto de cadena crítica en el sector de las grandes corporaciones. Los expertos consideran sus ideas como una de las mayores contribuciones a la planificación de proyectos de los últimos treinta años. A medida que el método de la cadena crítica se ha ido implementando progresivamente en el sector de la construcción, se han logrado reducciones en los plazos de entrega de entre un 10 % y un 50 %.

Teoría de las restricciones

La teoría de las restricciones (Theory of Constraints, TOC) se define por la identificación de «restricciones», que son aquellos factores que impiden que un sistema alcance su máximo rendimiento. Según la TOC, cada sistema presenta al menos una restricción que afecta a su flujo de producción. Si no existieran restricciones, el flujo podría crecer indefinidamente o, en el extremo opuesto, ser nulo, ya que el flujo máximo de producción no puede exceder el de su recurso de menor capacidad, conocido como «cuello de botella».

La analogía de un proyecto con un flujo de corriente permite identificar que su restricción es el eslabón más débil, el cual determina la capacidad del sistema. Desde la perspectiva temporal, la restricción de un proyecto corresponde a la secuencia más larga de actividades, que a su vez establece el plazo total.

Es importante destacar que las restricciones pueden ser tanto físicas como no físicas e incluir factores políticos y emocionales. Un problema central, conocido como «conflicto sin resolver» (core conflict), debe ser abordado por el equipo de gestión, que tiene la responsabilidad de encontrar una solución o, al menos, minimizar su impacto.

El algoritmo de la teoría de las restricciones (TOC) para optimizar el rendimiento de una cadena de actividades se compone de cinco pasos que pueden considerarse una estrategia de mejora continua. Estos pasos incluyen:

  1. Identificar la restricción del sistema: El objetivo es completar el proyecto lo antes posible. La cadena crítica representa el camino más corto, considerando no solo las dependencias lógicas y las duraciones de las actividades, sino también la disponibilidad de recursos.
  2. Explorar la restricción: Esta fase consiste en proteger la duración total del proyecto contra retrasos en las tareas que forman parte de la cadena crítica. Comprimir la duración de estas actividades, eliminando obstáculos y márgenes de tiempo, contribuye a que el proyecto cumpla plazos más ajustados.

En conclusión, la adopción de la cadena crítica y la teoría de las restricciones en la planificación de proyectos de construcción no solo mejora la eficiencia, sino que también proporciona un enfoque más realista para gestionar los plazos y los recursos. Con una implementación adecuada de estas metodologías, las empresas constructoras pueden optimizar su rendimiento y alcanzar sus objetivos de manera más efectiva.

Os dejo algunos vídeos explicativos al respecto.

Referencias:

GOLDRATT, E. M.; COX, J. (2016). The goal: a process of ongoing improvement. Routledge.

GOLDRATT, E. M. (2017). Critical chain: A business novel. Routledge, 2017.

PELLICER, E.; YEPES, V.; TEIXEIRA, J.C.; MOURA, H.P.; CATALÁ, J. (2013). Construction management. John Wiley & Sons.

MATTOS, A.D.; VALDERRAMA, F. (2020). Métodos de planificación y control de obras. Editorial Reverté.

YANG, J-B. How the critical chain scheduling method is working for construction. Cost engineering, 2007, vol. 49, no 4, p. 25.

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.

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Gestión de la cadena de suministro en obras

Una cadena de suministro es un sistema integral que crea y entrega un producto o servicio, desde el suministro de materias primas hasta la entrega al usuario final. Abarca el flujo de materiales, productos, información y capital, lo que lo convierte en un área compleja de la cadena de valor de la construcción. El término se originó en la industria manufacturera, pero su esencia se remonta a años atrás. Esta cadena supervisa todos los aspectos del proceso de producción, incluidas las actividades, la comunicación, los recursos y los componentes.

La cadena de suministro es una red complicada de organizaciones colaboradoras que trabajan juntas para proporcionar a los consumidores bienes y servicios. La gestión de la cadena de suministro comenzó en la fabricación con la idea de la entrega «justo a tiempo». El objetivo es reducir el inventario y gestionar las interacciones entre los proveedores y la línea de producción. Al integrar los procesos empresariales, el objetivo es mejorar la estructura y la gestión de la cadena mediante el reconocimiento de la interdependencia. Esto implica gestionar las operaciones y las relaciones en toda la cadena de suministro de manera integral.

El contratista principal es responsable de la empresa constructora y depende de subcontratistas y proveedores para llevar a cabo su ejecución. Una buena comunicación y colaboración entre las partes es crucial para garantizar la productividad. El promotor contrata directamente al contratista principal, quien a su vez se encarga de contratar a sus propios proveedores y subcontratistas. Su principal deber es asegurar la correcta ejecución de todos los contratos.

La subcontratación ofrece una serie de beneficios. En primer lugar, el subcontratista posee habilidades técnicas, de ingeniería y de construcción especializadas, mientras que la empresa constructora contratista generalmente tiene competencias más generalizadas. Además, los servicios subcontratados se pueden proporcionar de manera más rentable, ya que se espera que la empresa subcontratada tenga una mayor productividad en su especialidad o reduzca los gastos generales. Otra ventaja es que la subcontratación ofrece la posibilidad de aumentar la mano de obra a un costo reducido, lo que permite al contratista principal prescindir del personal permanente y gestionar de manera más eficiente los picos temporales de trabajo. Además, la subcontratación permite la utilización de recursos humanos ocasionales para un proyecto específico, sin la necesidad de contratarlos de forma permanente dentro de la empresa. Asimismo, al transferir parte de los riesgos comerciales al subcontratista, los riesgos asociados pueden minimizarse hasta cierto punto. Por último, la subcontratación mejora la capacidad empresarial para entrar en mercados inusuales, ya sea por consideraciones geográficas o por la diversificación de los servicios.

La práctica de subcontratación puede resultar en la pérdida de beneficios, sin embargo, los gerentes de proyectos pueden considerarla rentable debido a la exención de los gastos generales. Sin embargo, este enfoque solo funciona si la fuerza laboral de la empresa se emplea a tiempo completo y es capaz de realizar las tareas subcontratadas.

Las empresas que subcontratan suelen ser más pequeñas y tienen capacidades financieras limitadas. El trabajo in situ puede ser difícil de gestionar debido a la gran cantidad de mano de obra que implica. Las empresas más pequeñas pueden carecer de procedimientos de trabajo establecidos, lo que genera dudas sobre la calidad de su trabajo. Por lo tanto, los contratistas principales deben supervisar de cerca a los subcontratistas para garantizar que se cumplan los requisitos del proyecto.

En la industria de la construcción, es común contratar empresas externas para mano de obra, maquinaria, equipos y materiales. Esta práctica conocida como «contratación externa» puede representar más de las tres cuartas partes de la producción en la actualidad.

Durante la construcción, el contratista principal decide utilizar recursos internos o contratar empresas especializadas. En este último caso, se contrata a subcontratistas y también se les denomina «proveedores» si proporcionan materiales o equipos.

Los subcontratistas se enfrentan a decisiones similares a las de los contratistas principales a la hora de formar una cadena de suministro. La cadena puede tener varios niveles de subcontratación, hasta el cuarto o quinto nivel en algunos países. Los principales contratistas dependen cada vez más de otros participantes de la cadena. En España, la subcontratación tiene un máximo de tres niveles, a excepción de obras excepcionalmente complejas.

Las cadenas de suministro de la construcción presenta una serie de características. En primer lugar, los suministros se canalizan al sitio de construcción para ensamblar los componentes. Es diferente de los sistemas de fabricación convencionales. Por otra parte, la cadena de suministro de la construcción es temporal y requiere reconfiguraciones repetidas. Esta característica lo hace inestable y fragmentado. Además, es una cadena hecha a medida donde cada proyecto genera un nuevo producto. Hay muy poca repetición.

La planificación inadecuada y las medidas improvisadas pueden dañar la eficiencia de la cadena de suministro. Los pedidos tardíos de material generan dudas sobre la demanda entre los proveedores y requieren amplios márgenes de seguridad. Las solicitudes urgentes de material conducen a un almacenamiento in situ prolongado, con el riesgo de que se deteriore y se produzcan problemas de recogida y custodia.

Se recomiendan varias iniciativas pragmáticas para mejorar la cadena de suministro en la construcción. La interfaz entre las actividades de producción in situ y la cadena de suministro se puede ampliar mediante la aplicación de metodologías como la «cadena crítica» o el «último planificador». Es imperativo mejorar la cadena de suministro en sí misma, aunque la naturaleza impredecible de las actividades del desarrollador impide este esfuerzo. La transferencia de actividades del sitio de construcción a la cadena, facilitada por la prefabricación o la industrialización, es otra alternativa, aunque requiere un diseño más meticuloso y podría estar sujeta a cambios. El objetivo es integrar el trabajo con la cadena de suministro, donde el proyecto y el contrato de construcción podrían servir como un primer paso en esta dirección, aunque requiere un nivel de integración más completo.

Os paso algunos vídeos al respecto.

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