CASO DE ESTUDIO: OPTIMIZACIÓN DE TIEMPOS MUERTOS EN PROCESOS DE
CONSTRUCCIÓN ATRAVEZ DE LA IMPLEMENTACIÓN DE LÍNEAS DE BALANCE
M. Rivera-Infante, J. L. Ponz-Tienda
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, Facultad de Ingeniería,
Universidad de los Andes.
Resumen
Las líneas de balance son sin duda una de las metodologías más utilizadas para la
programación de proyectos con procesos repetitivos, permitiendo la interacción entre
diferentes factores de programación como lo son el tiempo y el recurso humano requerido
haciéndolo una metodología integral. Sin embargo, en la actualidad no es implementada
durante la ejecución de proyectos ya que para las empresas predomina la programación
tradicional dejando de lados factores como la distribución adecuada de recursos para la
ejecución de las actividades. El objetivo de este artículo es proponer una programación por
medio de la metodología líneas de balance donde se incluya el manejo del recurso humano
para la optimización de tiempos muertos durante la ejecución de las diferentes actividades.
Finalmente, el documento muestra un caso de estudio donde fue implementada esta
metodología en la torre final logrando tener un mejor desarrollo de actividades vs las
ejecutadas bajo la programación tradicional.
1. Introducción
Los gerentes de proyectos de construcción tienen la tarea de controlar y dirigir
proyectos a través de sus múltiples dimensiones. Las dimensiones importantes de los
proyectos son el tiempo, el costo, su alcance 3D y las operaciones para lograrlo. Existe un
importante cuerpo de conocimiento con respecto a las herramientas que permite a los
gerentes de proyectos modelar y controlar la dimensión temporal de sus proyectos, lo que
en su totalidad se llama programación. (Arditi et al., 2001)
Al gestionar un proyecto, el jefe de proyecto (PM) realiza tres pasos distintivos:
planificación, integración de recursos, y ejecución y control. Planificación, según lo definido
por Kerzner (1998a) es "la función de seleccionar los objetivos de la empresa y establecer
las políticas, procedimientos y programas necesarios. para lograrlos ".
Las líneas de balance (LOB) es una de las herramientas implementadas por los gerentes
a la hora de ejecutar la planeación y control, ya que es una herramienta analítica útil para
actividades repetitivas en proyectos de construcción, que permite mostrar cuál es el equipo
asignado a la unidad de trabajo repetitivo para una actividad. (Su & Lucko, 2015) y asume
que el rendimiento es uniforme (Arditi et al., 2001)
Adicionalmente, considera la información de cuantas unidades deben ser completadas
en un día para alcanzar las unidades de entrega programadas; de acuerdo a diferentes
estudios los pasos básicos son (Su & Lucko, 2015) y mantiene la continuidad del equipo de
trabajando para las actividades de una unidad a otra, sin permitir interrupciones mediante
restricciones (Agrama, 2011).
El objetivo de este caso de estudio es evaluar las técnicas de programación de
proyectos para la optimización de tiempos muertos, a través del método de Línea de
Balance (LOB) aplicándolo a un proyecto de construcción, constituido por 168 unidades de
vivienda completamente iguales. A partir de los resultados, se espera determinar si este
método de programación permite optimizar los intervalos de tiempo muerto donde los
equipos de trabajo designados para una actividad tienen un menor rendimiento.
Inicialmente, se realiza la planeación de las actividades del proyecto teniendo en
cuenta que la programación inicial está basada en la experiencia del planificador, posterior
a esto se establecen las relaciones entre las actividades para poder aplicar el método de
Línea de Balance, el cual establece unas restricciones, obtenido como resulto los tiempos
de inicio y fin para las diferentes actividades de la planeación del proyecto. Por último, se
obtienen otros datos importantes como lo son la distribución del recurso humano destinado
para la ejecución de cada una de las actividades, este dato junto con las restricciones,
permitirá determinar si por medio de este método es posible la optimización de tiempos a
través del recurso humano. Seguido a esto, se realiza el análisis y comparación de los
resultados obtenidos.
2. Estado de arte
Durante la primera etapa de gestión del proyecto, el PM debe definir el alcance del
proyecto, precisar la Work Breakdown Schedule y seleccionar el método de programación
que se va a usar conforme al tipo de proyecto que se va a efectuar. Después de escoger un
método apropiado, este debe crear la secuencia de las actividades del proyecto, obteniendo
la programación general del mismo; Por último, debe seleccionar herramientas útiles para
llevar a cabo el control del avance del proyecto. (Yamín & Hamerlink, 2001)
Mientras transcurre la etapa de planificación, el método de programación usado debe
dar respuesta a cuestiones relacionadas con las actividades y procesos que van a ocurrir en
el curso del proyecto. Esto se refiere a: precisar cuál es la duración esperada de cada una
de las actividades, definir cómo son las relaciones y dependencias entre ellas, determinar
cuánto personal se requiere para ejecutarlas y, además, saber cuáles son sus principales
limitaciones de tiempo y disponibilidad de recursos como se muestra en la figura 1.
Adicionalmente, es de suma importancia que el método de programación represente de
manera clara las actividades y su relación entre sí, que permita calcular la productividad y
los recursos necesarios, y distinga claramente el camino crítico o las actividades que
determinan el makespan del proyecto. (Yamín & Hamerlink, 2001)
Ilustración 1. Técnica de ejecución Línea de Balance (A. McDaniel,2001)
En la fase de control, el gerente de proyectos debe realizar la actualización de la
programación inicial con el fin de obtener una retroalimentación sobre el progreso de las
actividades lo cual le permite realizar los ajustes necesarios y determinar si es necesario
realizar algún tipo de cambio o corrección sobre la programación original de forma
oportuna, es por esta razón que el método de planeación escogido debe ser de fácil uso y
alimentación para así facilitar su comprensión, esto con el fin de lograr que la programación
sea conocida y entendida por todos sus usuarios.
Basado en lo anterior se determinó que la metodología que se implementara en el caso
de estudio es la de líneas de balance (LOB) ya que es una técnica de programación única
basada en recursos que tiene un potencial significativo de aplicación beneficiosa para
proyectos de construcción con actividades repetitivas. Sin embargo, varias de sus
características básicas parecían no coincidir con las de los modelos de programación lineal.
En segundo lugar, la razón por la que el gráfico de cantidad de LOB comienza en 1 unidad
de trabajo es que la pendiente en LOB describe la tasa de entrega en incrementos de
enteros. (Su & Lucko, 2015)
Una de las ventajas de la programación escogida está en que permite una producción
eficiente, la cual requiere del equilibrio adecuado de materiales, instalaciones y habilidades
del personal. También requiere un medio para monitorear el proceso de producción (A.
McDaniel,2001)
Otra ventaja es que puede señalar problemas antes de que aparezca su impacto en las
entregas de productos terminados, lo que permite a los gerentes hacer correcciones.
También les permite a los gerentes ver, en medio de un contrato, si pueden cumplir con el
cronograma del contrato si continúan trabajando como lo han sido. Además, la metodología
LOB centra la atención a las actividades de producción donde hay problemas, facilitando así
el inicio de acciones correctivas. (A. McDaniel,2001)
Sin embargo, existen algunas limitaciones con la técnica LOB. Primero, es más
adecuado para procesos de producción y / o ensamblajes que son estables. Las actividades
que conforman el plan de producción deben ser definibles y estar bien entendido. Segundo,
aunque esta técnica señala dónde existe un problema, no puede identificar el problema
específico. (A. McDaniel,2001)
Por último, las Línea de Balance se definen como un proceso a través del cual se
distribuyen los elementos de trabajo dentro de una corriente de valor para cumplir con el
tiempo de recuperación ... equilibra las cargas de trabajo para que nadie está haciendo muy
poco o demasiado (Su & Lucko, 2015).
3. Caso de estudio Esta investigación tiene como fin determinar si las líneas de herramienta son una
metodología útil para optimizar los tiempos en donde el recurso humano se encuentra
detenido debido a una falla en la ejecución de las actividades producto de un atraso en la
secuencia constructiva.
El caso de estudio se llevará a cabo en el proyecto TORRES DE MONSERRAT el cual está
constituido por apartamentos idénticos construidos en sistema industrializado, el proyecto
se encuentra en la ciudad de Cúcuta, Norte de Santander, y es clasificado como vivienda
de interés social (VIS), está ubicado en el Barrio Prados del Este, tiene un estrato
socioeconómico nivel tres. Está constituido por de 168 unidades de vivienda distribuidas en
tres torres de catorce pisos, las unidades de vivienda tienen un área construida de 61,21
M2, cuentan con diseños y especificaciones estándar lo que las hace iguales, facilitando así
su ejecución y control puesto que se logra fundir cuatro apartamentos por día lo que
corresponde a un piso.
Ilustración 2. Torres de Monserrat
La programación general del proyecto está constituida por 15 actividades las cuales
corresponden a los principales hitos que se ejecutaran durante la construcción del proyecto,
la duración de estas actividades fue determinada por la experiencia del gerente de
proyectos (PM) quien es el encargado de realizar la programación general del proyecto,
para el caso de estudio se solicitó al gerente de proyectos adicionar a la programación el
número de personas requerido para ejecutar cada una de las actividades siendo
consecuente con la duración establecidas.
3.1 Estado Actual
La empresa realiza una programación inicial con la cual sale a ventas y es la estimada
para la ejecución del proyecto, al momento de iniciar la obra se realiza el primer ajuste de
la programación teniendo en cuenta las precedencias y las relaciones entre actividades.
A partir de esta programación se construyen las líneas de balance basados en la
duración asignando una fecha de inicio y fin para las 15 actividades que conforman la
programación inicial, durante este proceso se calculan la cantidad de recursos necesarios
para su ejecución, estos recursos son distribuidos equitativamente en la duración total del
proyecto para así optimizar sus funciones.
Esta asignación de duraciones se hace con base en la experiencia de los contratistas e
ingenieros encargados. Sabiendo que el principal uso de las líneas de balance es en
proyectos que contienen unidades idénticas, donde las actividades se repiten (Agrama,
2011). Esta programación se realiza para las 224 unidades construidas cada 4 unidades
simultáneamente en las cuales se ejecutarán las 15 actividades de la programación.
3.2 Descripción del Problema Actualmente la empresa usa la programación tradicional para la ejecución de los proyectos, estos métodos de programación convencionales tales como Diagramas de Gantt, son considerados una herramienta acertada en programación y control de obra, sin embargo, no son adecuados para representar proyectos de naturaleza repetitiva puesto que generalmente estas actividades poseen diferentes rendimientos. (Arditi, David Tokdemir, 2002)
Al tratarse de un proyecto de 15 actividades iguales para 168 unidades de vivienda, se
debe considerar el inicio y fin de cada una de las unidades las cuales están sectorizadas en
grupos de cuatro unidades, es decir, se requiere mínimo cuatro cuadrillas para cada
actividad ya que harán de forma consecutiva hoy en día estos aspectos han teniendo en
cuenta, cabe resaltar que, el uso ineficiente los recursos puede causar sobrecostos
excesivos en el presupuesto. (Lutz & Halpin, 1990)
4. Solución
4.1. Propuesta
El LOB es una técnica de monitoreo que advierte sobre problemas en un proceso de
producción continuo. La clave es detectar los problemas en un proceso de producción
temprano; De lo contrario, la programación se pierde. (Yamín & Hamerlink, 2001), logrando
así eliminar los tiempos muertos en las actividades tempranas para tener comienzos
oportunos en las actividades posteriores.
La solución propuesta para corregir los problemas previamente mencionados consiste
en la implementación de líneas de balance (LOB) para la programación de una de las torres
que comprenden el proyecto TORRES DE MONSERRAT. Al momento de seleccionar la
metodología de programación se tuvo en cuenta la cantidad de procesos repetitivos, ya que
es extremadamente complicado ver el detalle gráficamente si se usa un método de grafo
(Agrama, 2011).
La distribución de recursos se corrige mediante el cálculo de días de trabajo con
respecto en las fechas de la programación del proyecto, se asigna un recurso para cada día
que se ejecuta dicha actividad, se tiene en cuenta el calendario laboral, para calcularlo de
forma certera.
4.2. Resultados
Los resultados del estudio son presentados en un diagrama de líneas de balance, el cual
se genera con base a la programación inicial presentada por el gerente de proyectos para
la concepción del proyecto, se determinó que esta metodología es la forma más acertada
de programación ya que se tienen en cuenta los procesos repetitivos, la duración de cada
uno de ellos y el personal requerido para la ejecución de dichas actividades.
Se calculó la duración de cada una de las actividades con base a la duración inicial que
se determinó por el gerente del proyecto (PM) para la concepción del proyecto, pero en
este caso se tuvo en cuenta las restricciones y las dependencias que había entre cada una
de las actividades como se muestra en la tabla 1.
Tabla 1. tabla de prelaciones y dependencias
Con base a la información de la tabla 1 se calculó la duración de las actividades en días,
teniendo en cuenta que una semana tiene 6 días laborales (lunes a sábado) se obtuvo como
resulto los valores que se presentan en la tabla 2.
Tabla 2. Duración en días
Id Actividades DependeDur
(Semanas)
1 Preliminares 4
2 Cimentacion 1 7
3 Estructura 2 9
4 Inst. Hidraulicas y Sanitarias 1 11
5 Inst. electricas y citofonia 1 11
6 Pisos y Enchapes 4 7
7 Carpinteria metalica 6 3
8 Cubierta 3 1
9 Impermeabilizacion 8 1
10 Carpinteria Madera 7 4
11 Urbanismo 2 10
12 Aparatos sanitarios 10 4
13 Aparatos electricos 10 4
14 Aseo y Limpieza 13 6
15 Entrega 14 2
Al tener la duración en días se calculó el personal requerido para cada una de las
actividades teniendo en cuenta que se quiere reducir el número de cuadrillas al mínimo
necesario para obtener un ritmo constante y lograr optimizar los tiempos muertos
producidos por los picos de producción sin sincronizados, la metodología de LOB permite
tener un mayor control sobre los recursos y el momento en que deben entrar a cada uno
de los pisos para ejecutar las actividades asignadas, gracias a su fácil visualización.
Tabla 3. Personal Requerido
Id Actividad Inicio Fin Inicio Fin
1 Preliminares 0 28 23/04/2018 26/05/2018
2 Cimentacion 12 51 07/05/2018 25/06/2018
3 Estructura 30 82 29/05/2018 02/08/2018
4 Inst. Hidraulicas y Sanitarias 5 70 28/04/2018 18/07/2018
5 Inst. electricas y citofonia 5 70 28/04/2018 18/07/2018
6 Pisos y Enchapes 38,98 77,98 08/06/2018 27/07/2018
7 Carpinteria metalica 64,98 90,98 11/07/2018 11/08/2018
8 Cubierta 78 91 28/07/2018 13/08/2018
9 Impermeabilizacion 90 103 11/08/2018 28/08/2018
10 Carpinteria Madera 82,98 108,98 02/08/2018 03/09/2018
11 Urbanismo 48 113 21/06/2018 08/09/2018
12 Aparatos sanitarios 94,98 120,98 16/08/2018 17/09/2018
13 Aparatos electricos 94,98 120,98 16/08/2018 17/09/2018
14 Aseo y Limpieza 112,98 151,98 07/09/2018 24/10/2018
15 Entrega 144,96 157,96 16/10/2018 31/10/2018
Programación de Línea de Balance
Actividades DependeDur
(Semanas)
Cuadrillas
(oficial/ayudante)
Preliminares 4 4
Cimentacion 1 7 5
Estructura 2 9 6
Inst. Hidraulicas y Sanitarias 1 11 4
Inst. electricas y citofonia 1 11 4
Pisos y Enchapes 4 7 2
Carpinteria metalica 6 3 4
Cubierta 3 1 3
Impermeabilizacion 8 1 1
Carpinteria Madera 7 4 2
Urbanismo 2 10 4
Aparatos sanitarios 10 4 2
Aparatos electricos 10 4 2
Aseo y Limpieza 13 6 4
Entrega 14 2 1
En el grafico 1 se puede ver como los recursos se distribuyen para cada una de las
actividades generando así cuadrillas tipo para cada una de las actividades generando un
ritmo constante el cual va mejorando su tasa de producción a medida que pasa el tiempo
debido a la curva de aprendizaje generada por la experiencia.
Grafico 1. Grafico personal requerido
Grafico 2. Líneas de Balance (LOB)
Preliminares
Cimentacion
Estructura
Inst. Hidraulicas y Sanitarias
Inst. electricas y citofonia
Pisos y Enchapes
Carpinteria metalica
Cubierta
Impermeabilizacion
Carpinteria Madera
Urbanismo
Aparatos sanitarios
Aparatos electricos
Aseo y Limpieza
Entrega
0
2
4
6
8
10
12
14
0
20 40 60 80
100
120
140
160
180
Sub
act
ivid
ad
es
Duración
Linea de balance
4.3 Análisis
A partir del caso de estudio se evidencio que existen diferencia entre la programación
tradicional y la metodología propuesta ya que la metodología tradicional es más compleja
de comprender mientras que la de líneas de balance es de fácil entendimiento para todas
las partes.
A pesar de ser más fácil de comprender fue muy difícil lograr credibilidad en la
programación ya que los contratistas ni el personal administrativo están acostumbrados a
programar su trabajo o a seguir una hoja de ruta que les indique el camino día a día, el
control y seguimiento se realizó de forma diaria para así lograr tener un mayor control sobre
el personal, esto último también represento un conflicto para el caso de estudio ya que no
se acostumbra a tener un control sobre el recurso humano y los contratistas suelen cambiar
las cuadrillas para ejecutar varias actividades al tiempo, afectando la ejecución de las
actividades debido a que se genera un atraso.
Por último, se determinó que los gerentes de proyectos son parte importante en la
programación, pero es de vital importancia incluir al contratista ya que son pieza
importante en la ejecución de la obra y se debe determinar los recursos que deben incluir
para así lograr tener un control diario de las actividades.
5. Conclusiones
Se establece que las relaciones entre las actividades son de suma importancia y
deben estar presentes desde el inicio de la programación siendo acortes con el
proceso constructivo.
Se determinó que el tipo de metodología de programación que se escoja para la
ejecución de un proyecto debe ser certera y acorde, de no ser así se puede caer
errores como programaciones alejadas de la realidad que generan atrasos en el
proyecto.
Se concluye que cada tipo de proyecto es totalmente diferente y requiere de una
metodología de programación adecuado para el proceso constructivo como se
evidencia en este caso al tratarse de actividades repetitivas con recursos constantes
el uso de las líneas de balance es el más acorde.
Se evidencia que al implementar la metodología de LOB la distribución de recursos
es constante durante todo el proyecto lo que reduce los tiempos muertos
producidos por la mala asignación de los recursos para la ejecución de las
actividades a través del tiempo.
Se establece que el método de Líneas de Balance como el más adecuado para el tipo
de proyecto que se presenta como caso de estudio debido a la cantidad de
actividades repetitivas y permite un mayor control de las actividades.
Se determina que la distribución de recursos debe ser determinada desde el inicio
del proyecto ya que esto permite tener una mejor curva de aprendizaje permitiendo
un mayor rendimiento a través del tiempo
Se estima que la duración del proyecto es mayor al implementar el método de líneas
de balance, sin embargo, logra asemejarse a lo que sucede en la realidad teniendo
en cuenta las restricciones entre las actividades a ejecutar.
Se determinó que al tener un mayor control sobre el personal requerido logrando
aumentar su tasa de producción y disminuyendo la cantidad de cuadrillas requeridas
los tiempos muertos son menores puesto que se genera una sinergia entre cuadrillas
permitiendo una armonía entre procesos.
Referencias
Kerzner, H. (1998a). Project management: A systems approach to planning, scheduling,
and controlling, 6th Ed., Wiley, New York.
Yamín, R. A., & Hamerlink, D. J. (2001). Comparison of Linear Scheduling Model (LSM)
and Critical Path Method (CPM). Journal of Construction Engineering and Management,
127(October), 374–381.
Arditi, D., Tokdemir, O. B., & Suh, K. (2001). Effect of learning on line-of-balance
scheduling. International Journal of Project Management, 19(5), 265–277.
https://doi.org/10.1016/S0263-7863(99)00079-4
Agrama, F. A. E. M. (2011). Linear projects scheduling using spreadsheets features.
Alexandria Engineering Journal, 50(2), 179–185. https://doi.org/10.1016/j.aej.2011.01.018
Su, Y., & Lucko, G. (2015). Comparison and Renaissance of Classic Line-of-balance and
Linear Schedule Concepts for Construction Industry. Procedia Engineering, 123, 546–556.
https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.10.107
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