Modelo Lean—BIM para la mejora de la productividad I

Esta semana cambiamos ligeramente el formato de entrada corta, y presentamos un artículo que desarrolla nuestra propuesta para la mejora de la productividad en la redacción de proyectos aplicando un modelo mixto Lean – BIM. Se subdivide en dos entregas, en las que se desarrolla esta temática que creemos de interés para el sector.

Resumen

La productividad es un asunto que preocupa al sector de la Construcción, y genera muchos debates sobre cuál debería ser el modelo de producción. Se está en plena discusión acerca de cómo la digitalización y la industrialización son claves en la transformación que debe afrontarse para mejorar la productividad.

El sector industrial resulta un ejemplo dada la evolución positiva de su productividad. Una de las claves de esta mejora fue el cambio del modelo productivo en masa por la filosofía Lean Toyota. Por ello, un primer paso a realizar es el cambio del modelo productivo hacia la filosofía Lean, generando más valor y optimizando los procesos. En este contexto, resulta clave la digitalización del sector, y el uso de BIM permite el uso de modelos como bases de datos e información que, bajo un contexto Lean, optimizan procesos y plantean una solución a los problemas de productividad del sector.

Se introduce una propuesta Lean-BIM enfocada a la mejora de la productividad en la redacción de proyectos de edificación. Los resultados obtenidos en casos de estudio reales son satisfactorios. La aplicación conjunta Lean-BIM constituye una solución viable a los problemas que, por falta de colaboración y escaso rendimiento, sufre el sector.

1. Introducción

Las situaciones de crisis o escasez son momentos críticos y complicados, en los que las empresas sufren problemas continuos para sobrevivir en un entorno complejo. El sector de la construcción no es ajeno a esta problemática, y ha sufrido fuertes crisis cíclicas a lo largo de su historia.

La última gran crisis vivida a partir del 2008 puso de manifiesto una serie de graves patologías del sector que habían quedado en el olvido debido a los años de bonanza económica que se habían vivido. Los buenos resultados que se obtenían ocultaban esa realidad. Sin embargo, el duro impacto de la crisis (más del 20% de las empresas del sector desaparecieron (Agencias, 2012; Ginés, G., 2016; Sérvulo González, J., 2012) dejó patente la necesidad de un cambio de rumbo en la construcción.

Un contexto de precariedad y falta de recursos evidenció la falta de productividad de la Construcción, sector que se caracterizaba por ser muy tradicional y artesanal en sus procesos. La consecuencia positiva que tuvo esta profunda crisis, es que planteó la necesidad de introducir un cambio en la manera de gestionar los proyectos que permita una mejora de la productividad.

La situación del sector ha experimentado una evolución positiva en años posteriores, pero en la actualidad sigue mostrando graves carencias en cuanto a la productividad. La recuperación económica fue positiva hasta la crisis derivada del COVID, aunque se ha demostrado una gran capacidad de resiliencia del sector para soportar ese momento complicado. No obstante, siguen apreciándose carencias como procesos manuales/artesanales, carencia de mano de obra cualificada o falta de formación; aspectos clave que tienen un impacto directo negativo en la productividad de los proyectos.

En este contexto, la digitalización de la construcción evidencia ser una de las acciones prioritarias para la mejora de la productividad, creando una nueva generación de materiales y procesos de trabajo más eficientes, que permitan un aumento de la misma.

1.1. BIM, clave en el cambio de modelo productivo

Para posibilitar este profundo cambio, debe iniciarse desde la base, siendo a día de hoy la utilización de la metodología BIM imprescindible para la redacción de proyectos. El modelo BIM, prototipo virtual del proyecto a realizar, debe permitir extraer la información necesaria agilizando y facilitando la creación de nuevos elementos y prefabricados que aumenten la productividad de la ejecución. Pero no solo eso, ya que el modelo BIM, una vez ejecutada la obra, facilita la labor de mantenimiento y operaciones en el edificio. Estos retos son muy importantes para el futuro de la construcción, pero hay un obstáculo previo a superar: optimizar el desarrollo del proyecto mediante el uso de la metodología BIM.

Es ahí donde resulta clave la aplicación de la filosofía Lean, o Construcción sin Pérdidas (CsP), ya que, a pesar de que el uso de BIM como herramienta digital puede conllevar muchos beneficios, no asegura su consecución ya que la mera repetición de las técnicas y métodos tradicionales no explotan todas sus capacidades. Por ello Lean es esencial, ya que conlleva un cambio de mentalidad respecto al método tradicional.

Pensando y desarrollando un proceso Lean para el desarrollo del proyecto con la metodología BIM, se logra su optimización, obteniendo una mejora de la productividad durante su desarrollo y la mejora del producto final, preparado para afrontar los futuros retos de la digitalización e industrialización del sector.

Hasta el momento, la bibliografía evidencia que se han desarrollado diferentes investigaciones que destacan las potenciales mejoras y beneficios que resultan de la aplicación de Lean y BIM separadamente. También se han llegado a vincular, de manera teórica, cómo los beneficios de ambos se ven incrementados por su uso conjunto, incluso se han testado modelos y técnicas que mejoran la productividad durante la fase de ejecución. Sin embargo, no se ha investigado cómo mejorar la fase de estudio y redacción de los proyectos de edificación. Lo máximo que se han desarrollado son análisis teóricos en los que, relacionando los beneficios de Lean y BIM, se concluye que el beneficio es mayor.

El artículo introduce un modelo de aplicación Lean-BIM, en el que se potencian las cualidades de ambos.

2. Interacción Lean-BIM

El aumento de agentes intervinientes dentro del proceso edificatorio en los últimos años, debido en gran parte al aumento de complejidad de los proyectos, supone un reto para el sector: que todos persigan una misma meta, algo que a día de hoy no está generalizado debido en gran parte que la forma de contratación tradicional implica que cada uno mire por su bien (Tauriainen et al, 2016). Esta falta de colaboración provoca defectos y modificaciones al proyecto, uno de los mayores desperdicios de productividad generados en esta fase (Mollasalehi, 2016).

Estudios apuntan a que el 49,7% de los trabajos realizados en proyectos de edificación no aportan un valor real (Mollasalehi, 2016), lo que indica una necesidad imperiosa de mejorar la productividad del sector (Nascimento et al, 2017). Además, cuanto mayor es la complejidad, peor resulta la productividad obtenida (Fakhimi, 2016). Ante esta situación, surgen opciones como nuevas tecnologías que permiten mejorar los resultados obtenidos tanto en fase de redacción como en la ejecución de la misma, mejorando sus procesos (Zhang et al, 2017). Sin embargo, cuesta superar la resistencia al cambio de un sector que tradicionalmente ha sido muy reacio a ellos (Mandujano et al, 2016).

La mejora de procesos, o incluso el cambio sustancial del modelo productivo actual, mediante el empleo de nuevas tecnologías y procedimientos es el camino para tener un impacto real en la productividad (Alvarenga, 2017). Los trabajos actuales que se realizan en el sector resultan muy tradicionales y manuales, y aunque surgen iniciativas que apuestan claramente por la industrialización del sector, queda mucho camino por recorrer (Chen et al, 2019; Lu et al, 2021; Marefat et al., 2019; Adebowale et al, 2022).

Por ello, se necesita de un cambio de mentalidad, y aplicación de nuevas tecnologías, para tener un impacto positivo en la productividad del sector de la construcción. El uso de la metodología BIM, bajo un enfoque Lean, surge como alternativa (Fakhimi et al, 2016), siendo dos enfoques con muchas posibilidades de mejora en la productividad (Alvarenga et al, 2017; Avila et al, 2015).

Si bien se trata de conceptos con largo recorrido, hasta la fecha se han pensado y desarrollado de manera independiente, sin explotar todas sus posibilidades (Dave et al, 2015). Existe una carencia de estudios que muestren la potencia de fusionar ambos conceptos, a pesar de que en los últimos años han ido surgiendo diferentes iniciativas que apuntan a esta dirección.

En el momento actual, la mejora real y efectiva de la productividad en construcción exige afrontar cambios tecnológicos y transformar los procesos (Latorre et al, 2019). BIM y Lean son la base a partir de la cual se debe comenzar a cimentar el nuevo cambio de modelo productivo que debe afrontar el sector.

2.1. Vinculación entre Lean y BIM

El interés en el estudio de las sinergias y ventajas que surgen de la aplicación conjunta de Lean y BIM no es algo nuevo; los primeros trabajos se remontan al 2006 (Sacks, 2010). Diversos autores analizaron los posibles beneficios del uso conjunto, concluyendo con resultados interesantes que apuntaban hacia una potenciación de los beneficios obtenidos (Rischmoller et al, 2006; Khanzode et al, 2006).

A partir de 2010 cobra más interés esta temática, y se desarrollan diversos trabajos que establecieron un marco teórico entre ambos conceptos. Incluso se llegaron a realizar algunas pruebas empíricas, pero siempre centradas en la fase de ejecución del proyecto (Nascimento et al, 2017;Fakhimi et al, 2016; Zhang et al, 2017; Alvarenga et al, 2017; Avila et al, 2015; Sacks et al, 2010; Alvarez et al, 2017; Sacks et al, 2009; Dave et al, 2013; Oskouie et al, 2012; Kjartansdottir, 2011; Dave et al, 2013; Olivares et al, 2017).

A pesar de este incremento de los estudios sobre la temática conjunta, no ha sido hasta los últimos años que han surgido trabajos que desarrollan una metodología que combina lo mejor de ambos conceptos (Toledo, 2016)

El foco se encuentra ahora en el desarrollo de un modelo Lean – BIM que potencie y mejore la productividad desde la fase de redacción del proyecto. El obstáculo a superar: el estado incipiente en el que se encuentran todavía varias empresas del sector en la materia.

2.2 Interacción Lean – BIM y mejoras derivadas

Como se ha indicado, el estudio de la vinculación entre Lean y BIM lleva realizándose años. El principal trabajo, tanto por su información exhaustiva, como por los resultados obtenidos, es el elaborado por Rafael Sacks (Sacks et al, 2010). Fruto del mismo surge una matriz de interrelación, que posteriores autores han continuado desarrollando. Algunos de los principales puntos de interacción figuran en la Tabla 1.