Digitalización para la Supervisión de Obras de Emergencia
(Artículo publicado en la Revista Obras Urbanas número 87)

Ruiz Valencia, Patricia1,2, Muñoz-La Rivera, F. 2, 3, 4, Valero, I. 2, 3 y Mora-Serrano, J. 2, 3
1 COMSA, S.A.U, Barcelona (Spain)
2 Universitat Politècnica de Catalunya, Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Barcelona, Barcelona (Spain).
3 International Centre for Numerical Methods in Engineering (CIMNE), Barcelona (Spain).
4 Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, School of Civil Engineering, Valparaíso (Chile).

Las obras de construcción convencionales cuentan con estudios geotécnicos, planos y calendarios viables conforme a una planificación detallada. No es así en las obras de emergencia, que requieren soluciones urgentes sobre espacios pobres en información y, sobre todo, con un mayor número de incertidumbres. Este trabajo presenta el despliegue de la digitalización de la fase de ejecución a pie de obra para la construcción de un falso túnel, analizando su eficacia para mitigar las problemáticas inherentes a esta tipología de obras.

Introducción

Motivación

En el año 2018, la empresa constructora COMSA inicia las obras de rehabilitación de un falso túnel ferroviario propiedad de ADIF. Se trataba una obra calificada de emergencia y llena de retos e incertidumbres en la que se debe establecer los procesos constructivos, materiales y planificación conforme se ejecuta.

Simultáneamente se crea el modelo BIM, lo que plantea otras cuestiones que trascienden el día a día de la obra: ¿Ayuda el BIM, la digitalización en sentido amplio, en una obra así? ¿Qué beneficios reales se puede obtener de la digitalización? ¿Favorece introducir la planificación de obra dentro de este modelo? ¿Cómo ayuda la digitalización a la mejora de la comunicación del equipo de obra?

Planteamiento y contextualización

El sector de la construcción

El sector de la construcción presenta niveles de productividad bajos respecto a otras industrias que podrían considerarse similares, como la automoción y manufactura, y es reconocido por poseer una alta resistencia al cambio. Todo apunta a que se ha concentrado en mejorar sus procesos de diseño, materiales y maquinaria, sin incorporar las innovaciones tecnológicas recientes, en particular la monitorización y automatización propias del siglo XXI. Esta disfunción ha quedado patente especialmente tras la crisis económica de la pasada década, dónde la construcción sufrió importantes pérdidas económicas, en número de proyectos y trabajadores.

Tras esta crisis, el sector ha recobrado cierto margen de maniobra para operar y encarar nuevos retos, en particular, la digitalización. Según el informe de McKinsey Global Institute [1], la construcción ocupa de las últimas posiciones en cuanto a digitalización, además de ser de los que menos invierte en ello.

Para revertir esa tendencia, encontramos el despliegue de filosofías de gestión (Lean Construction) y de metodologías de trabajo colaborativo (Building Information Modeling, BIM), que impulsan la industria hacia las nuevas tendencias de digitalización y automatización referidas como la Construcción 4.0 [2].

Las obras de emergencia

Según el artículo 120 de la Ley de Contratos del sector público español [3], la “tramitación de emergencia” solo procede en acontecimientos catastróficos, situaciones que supongan grave peligro o que afecten a la Defensa Nacional. Dicha tramitación solo podrá llevarse a cabo cuando no sea posible la tramitación urgente. Por tanto, una obra de emergencia puede ser definida como aquella que supone un riesgo para la seguridad y por tanto requiere ser ejecutada de manera urgente. Este escenario implica que, dada su ejecución inmediata:

  1. no se dispone de margen suficiente para la redacción previa de proyecto;
  2. no se dispone de margen suficiente para todos los trámites y tiempo que supone una licitación habitual; junto con el hecho de que
  3. la obra es adjudicada de manera directa a una empresa, sin que ésta haya tenido que presentarse a ningún concurso.
Digitalización para la Supervisión de Obras de Emergencia - Fig 1
Figura 1. Características de las Obras de emergencia

La adjudicación dista bastante del habitual, puesto que es el cliente, en este caso la Administración Pública, quien contacta una empresa con suficientes recursos y conocimiento de la tipología de obra a ejecutar para comunicarle la problemática existente. Este trámite suele ir acompañado de la solicitud de una valoración inicial del coste de ejecución de la obra. La Administración declara entonces de inmediato la situación de emergencia y adjudica el contrato. La apreciación de emergencia corresponde exclusivamente al órgano de contratación, justificado documentalmente. La tramitación se limita a lo estrictamente indispensable tanto de objetivo como en tiempo. Asimismo, el sistema de cálculo de precios es el de costes y costas, en lugar del beneficio industrial aplicado en el resto de las obras.

Los principales aspectos diferenciales de las obras de emergencia respecto las obras convencionales son:

  • Urgencia. La emergencia se declara cuando se da la situación que requiere actuar con inmediatez. La ejecución de obras convencionales puede retrasarse sin poner en riesgo a la población.
  • Incertidumbre. En el momento que se declara la emergencia, no se conoce el estado de degradación, las actividades a realizar, ni los procedimientos a seguir en la ejecución de la obra.
  • Redacción simultánea de proyecto. No se dispone de proyecto redactado previamente. Se realiza a medida que se ejecuta la obra.
  • Planificación viva. No se dispone de una planificación previa al inicio de los trabajos. Al no conocer los procedimientos, la planificación va cambiando conforme avanza la obra.
  • Presupuesto variable. El presupuesto definitivo de una obra de emergencia no se conoce hasta la finalización de la misma ya que varía en función de muchos parámetros. Se realiza un presupuesto preliminar con las actuaciones considera-das imprescindibles para la mitigación de los riesgos que definen la emergencia.
  • Auditorías y aprobaciones. Las obras de emergencia son objeto de revisiones constantes por parte de las administraciones correspondientes. Debido al proceso de adjudicación menos abierto y transparente que para el resto de obras, son trabajos que se encuentran en un permanente punto de mira.
  • Seguridad y salud. No existe proyecto y, consecuentemente, tampoco el Estudio de Seguridad y Salud [4]. No se dispone de la documentación técnica habitual para una prevención planificada.
Digitalización para la Supervisión de Obras de Emergencia - Fig 2
Figura 2. Proceso de adjudicación de obras de emergencia respecto a obras convencionales.

Reto y propuesta tecnológica

Requisitos funcionales

Estas diferencias generan unas necesidades de mejora que pueden clasificarse en tres grandes bloques: planificación, comunicación y certificación. Para el primero se busca agilidad, visualización y asociación de actividades y recursos; en el segundo se requiere una comunicación directa entre oficina y obra; y en el tercero se busca la automatización de la elaboración de las certificaciones.

Ecosistema tecnológico

Las tecnologías disponibles en el mercado incluyen decenas de paquetes de software provenientes de paquetes CAD, gestión de datos, planificación, etc [5]. Tras un primer filtrado, la figura 3 muestra una preselección de acuerdo a los requisitos definidos en el anterior apartado.

Digitalización para la Supervisión de Obras de Emergencia - Fig 3
Figura 3. Ecosistema tecnológico según los requisitos de las obras de emergencia

Propuesta tecnológica

La Tabla 2 compara tres herramientas de gestión seleccionadas para su valoración, según una depuración realizada por los autores: Trello, Microsoft Planner y Software Synchro [6]. Esta valoración se corresponde con los requisitos descritos en la Tabla 1.

Tabla 1. Requisitos de las obras de emergencia y expectativas hacia herramientas digitales
Tabla 2. Comparativa de las herramientas en función de las expectativas

En paralelo a los criterios sistemáticos de la tabla 2, se ha valorado también criterios como el coste, la curva de aprendizaje y el perfil del personal que la va a usar. Bajo estos aspectos, el software Synchro permite la combinación de varias de sus aplicaciones mediante las cuales se cubren la mayoría de los requisitos o necesidades en la gestión de obras de emergencia. Es importante destacar que los desarrolladores del software han desarrollado e incorporado funcionalidades de comunicación durante la ejecución del proyecto por requerimiento de la empresa ejecutante a raíz del análisis aquí realizado.

Despliegue en obra

Descripción

El caso de aplicación es la obra “Graves daños del túnel 98 Bis artificial vía par Línea 200 Madrid –Barcelona Sants”, que corresponde a la rehabilitación de un falso túnel propiedad de ADIF, situado en la provincia de Barcelona, de la línea de ferrocarril Madrid – Barcelona Sants. Se sitúa en un entorno natural protegido, con una muy alta dificultad de acceso, a 20 m de altura respecto al mar y, por la misma ladera, transcurre la carretera C-31 con un desnivel respecto el túnel de aproximadamente 100 metros. La Figura 4 muestra la ubicación geográfica de la construcción.

Digitalización para la Supervisión de Obras de Emergencia - Fig 4
Figura 4. Situación y visión general de la obra “Graves daños del túnel 98 Bis artificial vía par Línea 200 Madrid – Barcelona Sants”

Los daños detectados que afectaban al falso túnel por la posible caída de bloques rocosos implicaron la decisión de abordar la reparación como obra de emergencia. Como desafío extra, la línea debía mantenerse activa durante la ejecución de la obra. La primera medida de protección consistió en la instalación de puntales a lo largo de todo el túnel que protegieran la estructura frente a un posible desprendimiento rocoso.

Proceso de digitalización – Aplicación

PLANIFICACIÓN

Para la planificación, se usó la aplicación Synchro Scheduler, extremadamente ágil, pues prioriza la dinámica de cambios sobre el detalle, ya que no incorpora el modelo BIM. Se introdujo el trabajo ya ejecutado, pues la obra ya llevaba unos meses en marcha, así como las actividades pendientes de ejecutar.

Digitalización para la Supervisión de Obras de Emergencia - Fig 5
Figura 5. (a) Estado inicial de la estructura, (b) acceso peatonal a la zona de obra, (c) circulación y (d) entrada de maquinaria mediante grúa

Las ventajas del uso de estas herramientas son:

  • Agilidad. Permite la introducción de nuevas actividades de manera rápida y ágil.
  • Compatibilidad. Permite la compatibilidad con otros paquetes software de planificación.
  • Viabilidad. Se puede ligar la planificación al modelo BIM permitiendo visualizar el avance de la obra en tiempo real y la interacción entre las distintas actividades.
  • Prevención. Nos permite ver posibles incompatibilidades en temas de prevención de riesgos. Los inconvenientes identificados son:
  • Curva de aprendizaje. Requiere un tiempo de adaptación a su uso y al conocimiento de las capacidades que dispone.
  • Coste.
  • Compatibilidad. La interoperabilidad es uno de los temas que más problemas ha generado en el momento de compartir archivos.
Figura 6. Ejemplo de uso de herramienta durante la: (a) Planificación y (b) Comunicación

COMUNICACIÓN

Para mejorar la comunicación se utilizó Synchro Site, que permite disponer del estado del proyecto a pie de obra en tiempo real. Esta dispone de filtros que facilitan asignar a cada usuario solo el listado de actividades que le corresponden, que indiquen el grado de avance sobre cada una de ellas, así como incidencias, adjuntando fotografías si lo desean.

Las ventajas del uso de estas herramientas son:

  • Digitalización a pie de obra. Nos permite introducir los cambios a pie de obra.
  • Sencillez. Uso sencillo e intuitivo.
  • Tiempo real. Estado de la obra actual y replanificación de tareas pendientes en función del mismo
  • Adaptación a obras de emergencia. Herramienta adaptable de manera fácil a las obras de emergencia.

Los inconvenientes encontrados son:

  • Adaptación del equipo al uso de la herramienta.
  • Aplicación. Aplicación con corto recorrido en el mercado. Durante su uso aún requería muchas mejoras para poder obtener un resultado óptimo.
  • Versiones. La incompatibilidad entre versiones de aplicación también ha ocasionado diversos conflictos en la implementación
  • Dispositivos. La limitación del uso de Synchro Site es debida a los dispositivos compatibles. En el momento de su uso solo funcionaba con determinados modelos de iPad.
Figura 7. Ejemplo de visualización de: (a) avance obra mediante Synchro, (b) aplicación Synchro Site. Actividades y modelo 3D, (c) aplicación Synchro Site. Actividades y Gantt, y (d) aplicación Synchro Site. Actividad Pilar 11’

A modo de entregar un instrumento práctico, más allá de la valoración de la experiencia, la Figura 8 detalla una guía de uso y buenas prácticas asociadas a las herramientas y procesos realizados.

Figura 8. Guía rápida de uso y buenas prácticas

Conclusiones

Una obra de emergencia es, por definición, una obra cargada de incertidumbres por lo que la digitalización debe enfocarse en gestionar incertidumbres. En la experiencia mostrada, se ha dado el salto de llevar la digitalización del despacho al sitio de construcción. Además, la digitalización ya no es una tecnología tratada de manera exclusiva en obra por técnicos cualificados, sino que es una herramienta al alcance de todo profesional que debe usarse (como así ha sido) a pie de obra por los mismos trabajadores que están ejecutando las tareas del día a día.

Se han cumplido los requisitos de planificación y, sobre todo, comunicación, pero, sin embargo, el tema de las certificaciones no ha sido resuelto con el despliegue de estas aplicaciones. Por otro lado, si se traduce a nivel económico, el coste total no ha sido solo el coste directo en compra de licencias y dispositivos para el uso de las aplicaciones sino también el coste del tiempo invertido. Aun así, cabe destacar las nuevas implantaciones siempre suponen un coste inicial elevado, que va disminuyendo a medida que se van afianzando.

Referencias

[1] McKinsey Global Institute, «Industry digitalization index,» 2015.

[2] F. Muñoz-La Rivera, J. Mora-Serrano, I. Valero y E. Oñate, «Methodological-Technological Framework for Construction 4.0,» Arch Computat Methods Eng., 2020.

[3] Jefatura del Estado, «Ley 9/2017, de 8 de noviembre, de Contratos del Sector Público, por la que se transponen al ordenamiento jurídico español las Directivas del Parlamento Europeo y del Consejo 2014/23/UE y 2014/24/UE, de 26 de febrero de 2014,» BOE-A-2017-12902, nº 272, pp. 107714-108007, 9 Noviembre 2017.

[4] Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Tranajo, «Gestión de la seguridad y salud en obras sin proyecto NTP 1071.,» 2016.

[5] R. Agarwal, S. Chandrasekaran y M. Sridhar, «Imagining construction’s digital future,» Junio 2016. [En línea]. Available: https://www.mckinsey.com/industries/capital-projects-and-infrastructure/our-insights/imagining-constructions-digital-future.

[6] BIMbarcelona, «Synchro gestión y control,» [En línea]. Available: https://www.bimbarcelona.com/synchro-gestion-y-control/.

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