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Revista ingeniería de construcción

versión On-line ISSN 0718-5073

Rev. ing. constr. v.25 n.2 Santiago ago. 2010

http://dx.doi.org/10.4067/S0718-50732010000200004 

Revista Ingeniería de Construcción Vol. 25 N°2, Agosto de 2010 www.ing.puc.cl/ric PAG. 241-266

Efectos de los factores de edificabilidad sobre la productividad laboral de moldajes de vigas en fundaciones

Abdulaziz M. Jarkas*1

* Mazaya Real Estate Development Co., KSCC. STATE OF KUWAIT

Dirección de Corespondencia:


RESUMEN

La edificabilidad es uno de los factores principales que afecta la productividad laboral. Sin embargo, una extensa revisión de la literatura reveló la ausencia de investigación sobre sus efectos en obras de construcción de concreto reforzado, especialmente a nivel del oficio del trabajo de moldeado. A pesar de la importancia de este oficio para el concreto reforzado en obras, la influencia de los factores de edificabilidad sobre la productividad del oficio del moldeado sobre elementos estructurales mayores, aún está por ser cuantificada en términos medibles. Las vigas en fundaciones son elementos estructurales importantes, usados para proporcionar una, o una combinación de las siguientes funciones: (1) amarrar los cimientos de la edificación y proporcionar la rigidez lateral en los niveles sub-estructurales; (2) reducir la longitud libre de las columnas sin soporte, bajo el nivel de la rasante; (3) limitar el excesivo diferencial de asentamientos en los cimientos aislados. Por lo tanto, el objetivo de esta investigación es analizar y cuantificar los efectos e influencia relativa de los siguientes factores de edificabilidad, sobre la eficiencia del trabajo de moldeado de esta actividad: (a) la variabilidad del tamaño de las vigas, (b) tamaño de las vigas, (c) cantidad de juntas resultantes de las intersecciones de las vigas. Con el fin de lograr este objetivo, un gran volumen de datos sobre la productividad ha sido recopilado usando un método de regresión múltiple. Como resultado, se determinaron los efectos e influencia relativa de los factores de edificabilidad investigados. A parte de la variabilidad de tamaño de las vigas, los descubrimientos indican significativos efectos de estos factores sobre la productividad del trabajo de moldeado, la que puede ser empleada para entregar un comentario a los diseñadores sobre cuan bien sus diseños consideran las necesidades de los principios de edificabilidad, y las consecuencias de sus decisiones sobre la eficiencia laboral. Por otro lado, los patrones descritos pueden servir como guía a los administradores de la construcción para una efectiva planificación de actividades y utilización laboral eficiente.

Palabras Clave: Edificabilidad, constructabilidad, moldeado, vigas rasantes, productividad laboral


1. Introducción

La construcción es la industria más grande y desafiante del mundo (Tucker, 1986). En 1997,la industria de la construcción en USA constituyó un 10% del Producto Interno Bruto (PIB) y empleó más de 10 millones de trabajadores, haciendo de esta industria la más grande en el país (Alimón et al., 2000). Por otra parte, Horner et al. (1989) establecieron que un aumento del 10% en la productividad laboral, generaría un ahorro anual cercano a mil millones de Libras Esterlinas (£) a la economía británica; una conclusión similar tuvo eco en Stoekel y Quirke (1992).

Son muchos los factores que afectan la productividad laboral, pero la edificabilidad se encuentra entre los más importantes (Adams, 1989; Horner et al., 1989). La edificabilidad, como lo define la Asociación de Investigación e Información de la Industria de la Construcción (CIRIA) es "el grado al cual el diseño de una edificación facilita el manejo de la construcción, sujeto a los requerimientos generales para una construcción finalizada" (CIRIA, 1983).

La simplificación del diseño se logra a través de la implementación de los siguientes tres principios de edificabilidad: (a) racionalización, (b) estandarización y (c) repetición de elementos (Dong, 1996). Racionalización del diseño se define como "la minimización del número de materiales, tamaño, componentes o sub-elementos", considerando que la estandarización es "un diseño filosófico que requiere que el producto diseñado sea fabricado a partir de esos materiales, componentes y sub-elementos que resultan luego que se ha efectuado la racionalización" (Moore, 1996b). El principio de repetición del diseño involucra el trazado repetitivo de la nave, la malla de piso, las dimensiones de los elementos y la altura de la planta.

La influencia de la edificabilidad en el proceso de construcción ha sido objeto de numerosas investigaciones previas (Lam y Wong, 2009; Saghatforoush et al., 2009; Lam et al., 2007; Trigunarsyah, 2007, 2004; Pulaski y Horman, 2005; Poh y Chen, 1998; Fischer y Tatum, 1997; Hyde, 1996; Moore, 1996a; Moore, 1996b; Alshawi y Underwood, 1996; Griffith, 1987; O'Connor et al., 1987) por nombrar algunas. Sin embargo, una investigación acuciosa de la literatura reveló la ausencia de análisis sobre la influencia de la edificabilidad en la productividad laboral de un oficio integral, en obras con material de concreto reforzado, principalmente el moldeado. Además la mayoría de los estudios previos sobre edificabilidad fueron heurísticos en principios, de naturaleza genérica y cualitativa; algunos fueron incluso rudimentarios, basados en anecdóticas percepciones, intuiciones y sentido común.

En Estados Unidos, como es en el caso de la mayoría de los países, el costo del oficio de moldeado varía en un rango, que va desde un tercio a dos tercios del costo general de la estructura de concreto reforzado (Hurd, 2005; Illingworth, 2000), del cual, el costo de mano de obra comprende aproximadamente un treinta por ciento (McTague y Jergeas, 2002). Sin embargo, la influencia de la edificabilidad sobre este oficio, especialmente a niveles de actividad, aún debe ser determinada y cuantificada.

Las vigas en fundaciones son uno de los elementos más importantes en las obras de construcción de concreto reforzado. Fundamentalmente tales elementos son empleados para cumplir con una o bien una combinación de las siguientes funciones estructurales: (1) amarrar los cimientos de la edificación y proporcionar la rigidez lateral en los niveles sub-estructurales; (2) reducir la longitud libre de las columnas sin soporte, bajo el nivel de la rasante y minimizar el efecto pandeo; (3) limitar el excesivo diferencial de grietas en los cimientos aislados. Además, las vigas en fundaciones pueden ser empleadas para proporcionar apoyo a los muros de albañilería. El moldeado de vigas en fundaciones es una operación de trabajo intenso, que está asociada con la dificultad adicional de realizar la actividad bajo el nivel de la rasante. Por lo tanto, el objetivo de esta investigación es analizar los efectos e influencia relativa de los siguientes factores de edificabilidad en la productividad del trabajo de moldeado: (a) la variabilidad del tamaño de las vigas, (b) tamaño de las vigas, (c) cantidad de juntas resultantes de las intersecciones de las vigas. En consecuencia, la productividad laboral, costo de la mano de obra y los beneficios de la aplicación de principios de edificabilidad, pueden ser calculados para varios niveles, ya sean de confiabilidad o precisión razonable.

Para comprender la previa investigación realizada y el progreso efectuado en el área de la edificabilidad, este artículo comienza con una revisión de la literatura relevante sobre temas relacionados a este estudio, introduce brevemente una visión general sobre el oficio del moldeado, presenta los métodos y análisis de la investigación, ofrece una discusión sobre los resultados obtenidos, y concluye con una recomendación dirigida a incentivar futuras investigaciones sobre los efectos de la edificabilidad sobre otros elementos y oficios en las obras de estructuras de concreto reforzado.

2. Revision de literatura

El Departamento de Comercio de Estados Unidos define productividad como "Dólares generados por insumo de trabajo persona-hora" (Adrian, 1987). Handa y Abdalla (1998) definieron la productividad como "la relación entre la producción de bienes y/o servicios y el insumo de recursos básicos; por ejemplo, mano de obra, capital, tecnología, materiales y energía". Arditi y Mochtar (2000) refirieron la productividad como "la relación entre los insumos totales expresados en Dólares Americanos y la producción expresada también en Dólares Americanos, mientras que Horner y Duff (2001) expresaron que la productividad es "volumen producido por insumo unitario".

En vista de la discusión anterior, es obvio que el consenso general para definir productividad es la relación entre el insumo y la producción. Entonces la productividad de la edificabilidad puede ser considerada como una medida de productos obtenidos de la combinación de insumos. En esta lógica, surgen dos medidas para la productividad en la construcción: (a) factor total de la productividad, donde los productos e insumos son considerados, y (b) factor parcial de la productividad, a menudo referido como factor único de productividad, donde se consideran los productos e insumos únicos o seleccionados (Rakhra, 1991,Talhouni, 1990).

Las ventajas del factor único de productividad, por ejemplo productividad laboral, son muchas. Al enfocarse en un factor seleccionado, el proceso de medición resulta más fácil y más controlable. Como resultado, se puede recopilar datos confiables y precisos. La compleja naturaleza del proceso de construcción y la interacción de sus actividades, convierten a la medición de productividad laboral en una opción popular, especialmente para los investigadores, puesto que los eficientes sistemas de control monitorean cada insumo en forma separada. Además, puesto que la construcción es una industria de trabajo intensivo, se puede discutir que la mano de obra es el único recurso productivo, así la productividad depende principalmente del esfuerzo y desempeño humano.

La palabra edificabilidad aparece como recién llegada al idioma, a fines de la década de los 70s (Cheetham y Lewis, 2001). Un intento temprano para dirigirse a la edificabilidad puede dar crédito a Sir Harold Emmerson (1962), cuando sugirió una nueva forma de relación entre los diseñadores y los constructores. El punto de preocupación fue la falta de cohesión entre los diseñadores y constructores, y la inestabilidad de ambas partes para entender el proceso de construcción a través de la perspectiva del otro.

En un informe preliminar, "Edificabilidad: una evaluación", publicado en 1983 por la Asociación de Investigación e Información de la Industria de la Construcción (CIRIA), tentativamente se definió edificabilidad, y tal vez sea la definición más ampliamente aceptada: "el grado al cual el diseño de una edificación facilita el manejo de la construcción, sujeto a los requerimientos generales para una construcción finalizada" (CIRIA, 1983).

Basados en esta definición, se pueden inferir dos implicaciones. Primero, edificabilidad puede ser categorizada en una escala que varía desde buena a mala; en segundo lugar: cada edificación posee requerimientos generales que pueden entrar en conflicto con el concepto de edificabilidad, por consiguiente exige la aceptación de menos que buena edificabilidad.

En Europa la expresión "Edificabilidad" es la terminología adoptada para la influencia del diseño sobre un proceso constructivo. Por otro lado, el término "Constructibilidad" es ampliamente empleado y bien acogido en Norteamérica. La comisión técnica en Constructibilidad del Instituto de la Industria de la Construcción (CU) define constructibilidad como "el uso óptimo del conocimiento en construcción y de la experiencia de planificación, diseño, aprovisionamiento, y operación en terreno para alcanzar los objetivos generales del proyecto" (CU, 1986). Aunque ambas expresiones apuntan a temas similares, el término constructibilidad cubre un rango más amplio de disciplinas incluyendo planificación conceptual, diseño, aprovisionamiento y construcción.

Una de las barreras, y tal vez la más importante, para la implementación del concepto edificabilidad, sea la medición de sus beneficios para la industria de la construcción; esta industria aún no posee las metodologías para representar los requerimientos para análisis y medición de la edificabilidad (Song y Chua, 2006). El primer intento para medir la influencia del diseño sobre la edificabilidad fue emprendido por la Estación de Investigación de Edificaciones (BRS, 1970). La operación de grúas en varias obras de construcción, fue examinada y se concluyó que "si el trazado de la obra, o el tipo de construcción utilizada hace la operación de la grúa más difícil, entonces todo el proceso constructivo será más complicado y menos económico". Sin embargo, tal intento falló en cuantificar el nivel de dificultad asociado con el trazado de la obra o el tipo de construcción.

Otro intento realizado por la Institución Real de Peritos Colegiados (RICS) fue una comparación entre operaciones de construcción entre el Reino Unido y USA, con énfasis en el diseño y procedimientos contractuales. Concluyeron que "el diseño no puede ser separado de la construcción sin sufrir serias multas por demoras y costos" (RICS, 1979). Una vez más, la magnitud de las multas por demoras y costo no fueron determinadas.

El programa de investigación de la Asociación de Investigación e Información de la Industria de la Construcción (CIRIA), identificó una restricción para alcanzar una buena edificabilidad, estableciendo que "el logro de una buena edificabilidad depende de que ambos, diseñadores y constructores, sean capaces de entender el proceso de construcción completo a través de la perspectiva del otro (CIRIA, 1983). Una vez identificada esta limitación, no se proporcionó una recomendación sobre cómo evaluar el logro de una buena edificabilidad.

En un esfuerzo por facilitar la implementación del concepto Constructibilidad en la industria de la construcción, el Instituto de la Industria de la Construcción (CU, 1993) ha desarrollado 17 conceptos de Constructibilidad, que están agrupados bajo las tres fases principales en un proyecto de construcción: (a) planificación conceptual, (b) diseño y aprovisionamiento, (c) operaciones en terreno. Mientras este esfuerzo, es por cierto, un paso en la dirección correcta, los beneficios de aplicar los conceptos relacionados a cada fase del ciclo de vida del proyecto, aún no son determinados en términos tangibles.

O'Connor et al. (1987) y Alshawi y Underwood (1996) discutieron los efectos negativos de la variabilidad de tamaños de los elementos, sobre la complejidad de los procesos de construcción. Sin embargo su trabajo fue limitado a una guía general, sin ninguna cuantificación de los impactos de esos factores en la productividad de la construcción. Más aún, Fischer y Tatum (1997) identificaron variables críticas de diseño que son importantes para la edificabilidad de estructuras. Tales variables incluyeron dimensiones y detalles de los elementos, por ejemplo, ancho, longitud, profundidad y tipo. Aunque los efectos de tales variables sobre la productividad de la construcción, no fueron medidos.

En un esfuerzo por medir la edificabilidad de los diseños, el Sistema de Evaluación de Diseño Construible (BDAS), fue establecido por la Cámara de Desarrollo para la Industria de la Construcción de Singapur (CIDB, 1995). El objetivo principal del sistema BDAS es evaluar la influencia del diseño sobre la productividad de la construcción.

El sistema BDAS presenta un método numérico sistemático para evaluar los efectos del diseño y productividad en obra, por medio del cálculo del "Puntaje edificable" del diseño, tomando en consideración el nivel de simplicidad, estandarización, y el alcance de elementos únicos integrados, es decir, combinando componentes relacionados en un único elemento. Se adjudican índices para cada tipo de sistemas arquitecturales y estructurales, basados en el nivel de dificultad de la operación de construcción. Los diseños con altos puntajes edificables sugieren un empleo más eficiente de la mano de obra, por consiguiente mayor productividad laboral.

Sin embargo un defecto serio de este sistema de valoración proviene de la poca profundidad con la que se evaluó la edificabilidad. Los puntajes edificables son adjudicados en base al tipo estructural general y al método de construcción. Tal enfoque es demasiado general por naturaleza, donde los impactos de los factores de edificabilidad requieren un análisis mucho más profundo para establecer y cuantificar sus efectos sobre la productividad laboral.

Aunque el sistema BDAS es la única herramienta disponible a la fecha, para la evaluación cuantitativa del diseño, la confiabilidad científica de la metodología empleada para desarrollar el sistema de puntajes edificables es cuestionada. Los puntajes edificables fueron obtenidos por datos suministrados por agencias de gobierno, consultores privados, y fabricantes de productos basados en previas experiencias y opiniones personales y grupales (Dong, 1996). Mientas tales enfoques pueden ser considerados como una buena práctica y con sentido común, los métodos científicos requieren de hechos para ser establecidos y apoyados por una investigación, medición y análisis rigurosos. Más aún, Poh y Chen (19998), en un estudio empírico a 37 edificaciones terminadas, determinaron patrones inconsistentes entre los puntajes edificables, productividad laboral, y costos de producción, entonces concluyeron que "mientras que un diseño con alto puntaje edificable conducirá a un uso más eficiente de la mano de obra, la relación entre el puntaje edificable y el costo de la construcción es menos clara".

Por otra parte, en defensa de la implementación de los principios de edificabilidad, la CIRIA (1999), estableció que la aplicación de los conceptos de racionalización y estandarización provee eficiencia en obra, predictibilidad, y mejor valorización del dinero. Sin embargo, ninguna instrucción fue sugerida sobre cómo evaluar o cuantificar tales beneficios en términos tangibles.

A pesar que se ha desarrollado el trabajo de origen, a parte del sistema BDAS, en ninguno de los ejemplos mencionados, existió alguna cifra cuantificada o citada, menos aún una sugerencia sobre cómo evaluar el impacto de la edificabilidad en actividades de construcción. Además, la investigación anterior no brindó una guía específica sobre cómo medir la edificabilidad de un diseño. En uno de los pocos libros dedicados a la edificabilidad, Ferguson (1989) muestra la ausencia de factores que deben ser considerados para hacer un diseño construible y entrega muchos ejemplos de problemas de edificabilidad, con sugerencias para mejorarla. Mientras tales sugerencias permiten la clasificación de los temas de edificabilidad de acuerdo a sus niveles de detalles, no relaciona los temas de edificabilidad a decisiones específicas de diseño.

El dilema básico, sostiene el investigador, puede ser atribuido a la metodología empleada por la investigación previa relacionada, donde el efecto de la edificabilidad fue investigado en forma genérica, pasando por alto el aspecto importante del problema actual. Una solución práctica al problema, sugiere el investigador, especialmente en proyectos de construcción con concreto reforzado, donde el proceso de construcción de tales estructuras está compuesto de varios oficios y actividades, puede ser logrado a través de (a) investigación y determinación de los efectos e influencia relativa de los factores de edificabilidad a niveles de actividad o componentes, es decir: cimientos, vigas rasantes, columnas, muros, vigas y pisos que soportan y constituyen la estructura de la construcción, que son comunes en cada actividad, con el fin que, por un lado, los impactos de la edificabilidad de tales oficios y actividades pueden estar fácilmente disponibles para que los diseñadores entreguen guías específicas a un proceso de toma de decisiones en particular; y por otro lado, los efectos colectivos sobre el fenómeno general de edificabilidad bien puedan ser apoyados, establecidos, y comprendidos en forma global, en consecuencia, puedan ser implementados con mucha facilidad; y (b) cuantificación de tales efectos en términos medibles, con el fin que los efectos tangibles de los principios de edificabilidad puedan ser ejecutados y formalizados.

3. Vision general de moldeado

El moldeado es empleado para dar forma al concreto. Incluye el material mismo en contacto con el concreto y todas las necesarias estructuras de soporte asociadas.

El moldeado es retirado en un proceso llamado desmoldado o desmontaje.

El moldeado es caro. Por lo tanto, debe ser manipulado con mucho cuidado y reutilizado tantas veces como sea posible. Además, la estandarización de las dimensiones, racionalizaciones de los esquemas de diseño y repetición de los tamaños de los elementos, a través del proyecto, son esenciales para asegurar una utilización eficiente y económica de los materiales de moldeado.

Los tipos de moldeado son agrupados según su aplicación, de acuerdo a (Ricouard, 1982): (1) moldeado vertical, donde la presión lateral del concreto es el factor regulador. Ejemplos de este tipo incluyen columnas y muros; (2) moldeado horizontal, donde el peso del concreto es el factor determinante. Las estructuras de pisos en suspensión, tableros y voladizos son excelentes ejemplos.

Una amplia variedad de materiales son empleados en el moldeado, por ejemplo, maderos, tablero duro, acero, aluminio, fibra de vidrio reforzada (GRP) y una combinación de los mismos. Sin embargo el material común es el madero, también conocido como moldeado "tradicional" (Brett, 1988). El madero, aventaja a los otros materiales, especialmente en edificaciones de poca o mediana altura, porque puede ser fácilmente cortado, manipulado y ensamblado en obra, sin embargo puede no ser la opción más económica si se requiere una terminación de alta calidad y el proceso requiere un alto grado de repeticiones, donde las ventajas del metal y plástico prevalecen (Peurifoy et al., 2006). El madero es empleado como soporte en forma de intradós así como larguero en formas murales. La madera enchapada se usa principalmente para los paneles. Tanto el moldeado tradicional como el patentado usan madera enchapada, que es lejos el material más común para forrar y para intradós.

En vista de la discusión anterior, se puede concluir que cada tipo de material previamente presentado está asociado con su propio nivel de dificultad de tareas, en consecuencia también puede ser un factor influyente en la edificabilidad sobre la productividad laboral en la operación del moldeado. Sin embargo, puesto que las vigas rasantes son elementos que no están sujetos a repetición dentro de la obra de construcción, tampoco requieren una calidad de terminación muy alta, dentro de las obras monitoreadas, por lo que el moldeado "tradicional" fue el tipo más empleado para esta actividad.

El moldeado de vigas rasantes incluyó láminas verticales de enchapado apoyadas por sub-bases, que son soportadas por largueros de madera en ambas partes, superior y posterior, y atadas con mediana profundidad por amarras de metal "sobre puestas". Si la profundidad de las vigas rasantes es mayor a 1000mm, generalmente se agrega un larguero mediano, para mejorar la rigidez de las formas. Los largueros son soportados por péndolas a lo largo del vano de las vigas. Las péndolas diagonales luego son soportadas por tablas de madera, que se clavan en forma segura al revestimiento de hormigón, bajo las vigas.

Las principales tareas de la operación de moldeado de vigas en obras, incluye (a) disposición, (b) nivelación, identificar ubicación de los diferentes tamaños de vigas, medición, y ubicación de las intersecciones de las vigas, (c) corte, dejar en lugar y asegurar las caras en posición y (d) aplomar, atar y apuntalar las caras en su lugar.

Basados en la discusión previa, se puede suponer que los siguientes factores de edificabilidad impactan el nivel de dificultad de la tarea de moldeado de vigas rasantes, así como la productividad laboral de la operación: (1) variabilidad de tamaño de las vigas, (2) tamaño de las vigas, (3) número de juntas resultantes de las intersecciones de las vigas dentro de toda la actividad, y por la viga individual resultante.

4. Método de investigación y análisis

Los datos sobre la productividad laboral de esta actividad fueron recopilados en ambos niveles, macro y micro. La observación a nivel macro incluyó el monitoreo de la actividad general dentro del proyecto, es decir, moldeado de todas las vigas a piso indicadas en los planos pertinentes, donde fueron registrados los insumos de trabajo asociados con la finalización de la actividad general, por lo tanto se logró realizar un índice individual de productividad laboral, que es, el área total de moldeado armado para todas las vigas a piso, por el total de horas-hombre productivas empleadas para completar la actividad. Los insumos de trabajo recopilados en este nivel incluyeron tanto "tiempo contributivo", es decir tiempo empleado en la disposición, preparación de áreas de trabajo, trasporte y distribución de los moldes en la obra, lectura de planos, identificación de ubicaciones de vigas de distinto tamaño, medición y corte, así como tiempo de moldeado "directo" o "efectivo" empleado en ensamblaje de caras, ubicación en las posiciones, fijación,aplomar, atar y apuntalar en su lugar Qarkas, 2005; Chan y Kumaraswamy, 1995; Salim y Bernold, 1994). La observación a nivel micro, por otra parte, se enfocó en la observación "directa" de los elementos seleccionados dentro de la actividad, por lo tanto, el tiempo "contributivo" tuvo una influencia insignificante en este nivel de observación, donde sólo los insumos de trabajo productivo de moldeado "directo" o "efectivo" fueron usados para cuantificar la productividad laboral en las vigas observadas (Jarkas, 2005).

Las ventajas del monitoreo de una actividad a nivel micro son dobles: (1) los resultados obtenidos ayudarían a obtener patrones de referencias cruzadas, a partir del análisis de la observación a nivel macro, que luego pueden proporcionar una mejor comprensión del fenómeno general y de los descubrimientos de los factores explorados que afectan la actividad; y (2) los impactos de otros factores, no relacionados con la edificabilidad, por ejemplo: complejidad de la comunicación, problemas secuenciales, trazado de la obra y proporción del trabajo subcontratado, son minimizados en este nivel de observación sobre la productividad laboral.

Puesto que un sinnúmero de factores, ajenos a la edificabilidad, influencian la productividad laboral en obras, los que pueden enmascarar o incluso ensombrecer los efectos de la edificabilidad en la operación de moldeado, el enfoque estuvo en la selección de proyectos de construcción que compartieran características comunes, tales como: modalidad de contratos de aprovisionamiento, ubicaciones geográficas, y en mayor grado, métodos de construcción, incluso diferidos en tipos y magnitudes, para que los impactos de los factores de edificabilidad explorada pudieran ser desentrañables; obras similares, que compartieran un gran número de características similares de factores de edificabilidad, especialmente en este nivel de actividad, por consiguiente su influencia no podría ser revelada con seguridad.

Por otra parte, las diferencias de los procedimientos de administración aplicado entre los varios tipos y magnitudes de las obras monitoreadas, a nivel proyecto, tienen un efecto menor en el nivel de la observación de la actividad, mientras que los posibles impactos de otros factores que intervienen, tales como: tamaño y composición de la cuadrilla, habilidades de la mano de obra, motivación y supervisión de la calidad pueden ser moderados, recopilando un volumen mayor de datos de productividad laboral (jarkas, 2005). En consecuencia, las obras observadas incluyeron edificaciones residenciales y oficinas, centros comerciales,

instalaciones industriales, que variaron desde USD 0.80 millones a USD 3.50 millones de costo de construcción, de 1 a 8 pisos de altura y en áreas de superficie de 300 m² a 4000 m².

En un esfuerzo por minimizar la influencia negativa de las interrupciones o trastornos de la productividad laboral, las principales demoras durante el proceso de moldeado, por ejemplo, escasez de material, falta de disponibilidad de herramientas, accidentes e inclemencias del tiempo fueron registradas y descartadas, donde sólo los datos de productividad laboral fueron usados para cuantificar los índices de productividad laboral.

Los datos de productividad laboral de la actividad de moldeado, que fueron parte de un proyecto de investigación mayor, fueron recopilados de 30 obras de construcción distintas ubicadas en el Estado de Kuwait, donde el concreto reforzado es el tipo de material que prevalece en las obras de construcción. Además de los principales proyectos seleccionados para observación, se obtuvo datos adicionales y relevantes de otras obras, para complementar el volumen los datos de productividad. La duración de la recopilación de datos tomó un lapso de diecinueve meses, en los cuales, fueron registrados un total de 54 y 334 puntos de referencia de productividad laboral a niveles macro y micro, respectivamente. Un volumen tan elevado hizo posible obtener resultados validos, confiables y estadísticamente robustos.

Los insumos de trabajo a nivel macro y micro, para las correspondientes vigas rasantes observadas, fueron recopilados usando técnicas de observación intermitentes y directas, respectivamente (Jarkas, 2005; Williamson, 1999; Munshi, 1992; Noor, 1992). Formularios específicamente diseñados para recopilar datos, fueron usados en todas las obras monitoreadas para registrar sistemáticamente y coherentemente los parámetros esenciales de productividad de los insumos de trabajo y para registrar las principales demoras presentadas en la operación de moldeado. La técnica de observación intermitente involucró la recopilación de datos de mano de obra a nivel macro, sobre la finalización de la actividad, aunque realizando visitas ocasionales a la obra durante el proceso, con el fin de asegurar que los formularios de recopilación de datos fueran llenados regularmente, y para evaluar el progreso físico de las actividades bajo observación. El método de observación directa, por otra parte, se enfocó en elementos pre-seleccionados, que fueron generalmente finalizados dentro del mismo día, o durante el progreso de la actividad. Por lo tanto, los insumos de trabajo a nivel macro-micro fueron recopilados diariamente.

Los datos recopilados a nivel macro fueron verificados tanto por los superintendentes como por los capataces, mientras que los datos a nivel micro fueron verificados por diferentes miembros de la cuadrilla, quienes también estaban involucrados en la operación de moldeado de las vigas seleccionadas, en cuanto a comprobación y precisión. Además, las vigas monitoreadas fueron sometidas a inspección visual y marcadas en los planos pertinentes para obtener resultados de medidas.

Los factores de edificabilidad explorados, que son comunes a la actividad de moldeado de las vigas rasantes, como se mencionó anteriormente, incluyeron: (1) variabilidad de los tamaños de las vigas, (2) tamaño de las vigas, (3) el número de juntas resultante de las intersecciones de las vigas. Comúnmente las vigas rasantes varían en tamaños dentro de la actividad, según los vanos y cargas de resistencia. Por lo tanto, el factor de variabilidad de tamaño fue representado por el número total de distintos tamaños encontrados dentro del proyecto observado, mientras que el factor tamaño de la viga fue determinado por el área física emplazada para el moldeado de las vigas.

El resultado total de moldeado de las vigas rasantes, corresponde a la suma total de las áreas de moldeado de vigas individuales, contenidas dentro de la actividad. Puesto que las vigas rasantes son fijadas directamente en la rasante, sólo las caras laterales de las vigas fueron empleadas para cuantificar los resultados del moldeado. El área del "postigo" de una viga rasante individual fue, por lo tanto, cuantificado como se muestra en la Ecuación 1.

(1)

El factor de intersección de las vigas fue indicado por el número total de juntas resultantes en el vano, como se gráfica en la Figura 1.

Figura 1. Moldeado de junta de intersección de dos vigas

Como se indicó previamente, la observación a nivel micro se enfocó en elementos individuales seleccionados dentro de la actividad en la fase de moldeado. Por lo tanto, el tiempo gastado en la disposición, trabajo de preparación de áreas, transporte, apilamiento y distribución de los moldes dentro de la obra, lectura de planos, identificación de las ubicaciones de las vigas, mediciones y cortes, son de poca influencia en la productividad de la operación, en este nivel de observación. En vista de lo anterior, los factores de edificabilidad explorados a nivel micro, se limitaron al tamaño de las vigas rasantes observadas y al número resultante de juntas de intersección en las vigas monitoreadas.

Los insumos de trabajo recopilados en los niveles macro y micro fueron sometidos a revisión, debido a posibles errores de mediciones o valores extremos, es decir, una observación fuera de lo común que se encuentra fuera del rango de valor de los datos. Por otro lado, los resultados de factores de edificabilidad explorados fueron determinados por los investigadores empleando la técnica "unidad física de medida" (Talhouni, 1990). Los índices de productividad laboral para las vigas observadas fueron cuantificados como se muestra en la Ecuación 2.

(2)

Las estadísticas descriptivas de la productividad laboral determinada y los factores de edificabilidad investigados, en ambos niveles, son entregados en las Tablas 1 y 2, respectivamente.

Tabla 1. Estadísticas Descriptivas a Nivel Macro de Factores de Edificabilidad yProductividad Laboral para el del Moldeado de vigas rasantes

Tabla 2. Estadísticas Descriptivas a Nivel Micro de Factores de Edificabilidad y Productividad Laboral para el del Moldeado de vigas rasantes

Los datos analizados fueron ingresados en una hoja de cálculo donde los análisis de regresión fueron desarrollados, a un nivel de importancia de 0.050, usando el software "PHStat", modulo externo de estadísticas para Microsoft® Excel. Los gráficos de probabilidad normal, es decir técnicas gráficas para evaluación de normalidad, donde los ordenados valores resultantes u observaciones son graneados como una función del correspondiente orden normal de la media estadística, comúnmente conocida como el valor "Z" de los datos de productividad laboral, revelaron que los valores pertenecen a poblaciones casi normalmente distribuidas, validando así la confiabilidad de las deducciones estadísticas (Sincich et al., 2002). Un gráfico de muestra para la productividad laboral del moldeado, a nivel micro en las vigas observadas, se muestra en la Figura 2.

Figura 2. Gráfico de probabilidad normal de la productividad laboral, a nivel micro, de las vigas a piso observadas

Los efectos y la influencia relativa de los factores de edificabilidad en la productividad laboral fueron analizados empleando el método múltiple de regresión (Gujarati, 1995; Lawrence, 1992; Sanford, 1985; Sincich et al., 2002). Es importante destacar que, puesto que los modelos de regresión incluyen muchas variables dependientes, que tienen diferentes unidades de medición, entonces una comparación directa de varios coeficientes para evaluar su influencia relativa en una variable dependiente, ejemplo: productividad laboral, podría ser espuria. Por lo tanto, antes de poder realizar una investigación significativa de la influencia relativa de variables independientes, esto es factores de edificabilidad, los coeficientes de regresión de las variables independientes deben ser estandarizados Qaccard yTurrisi, 2003; Kim y Feree, 1981). Los coeficientes de regresión estandarizados son medidos posteriormente en la misma escala, con una media de "0" y una Desviación Estándar de " 1", y así son directamente comprables unos con otros, con el mayor coeficiente de valor absoluto que indica la más alta influencia en la variable dependiente.

Un coeficiente de regresión es estandarizado, empleando la siguiente fórmula:

(3)

Donde ¿>¿* es el coeficiente de regresión estandarizado de la variable independiente kth; bk;es el coeficiente de regresión de la variable independiente kth,es la desviación estándar de la variable independiente kth, y sy es la desviación estándar de la variable dependiente. Comúnmente los coeficientes de regresión estandarizados son conocidos como pesos beta.

Además para determinar la influencia relativa de tales factores, el factor con mayor influencia fue escogido como factor de referencia, y se le asignó el valor 1.00. Luego la influencia relativa de cada factor fue medida, en relación al factor de referencia, con la siguiente fórmula:

(4)

La confiabilidad de las relaciones de regresión fue determinada realizando pruebas de importancia estadísticas, a un nivel de 5% de importancia. El grado en que los datos no concuerdan con la hipótesis nula, es decir, el coeficiente de regresión de los correspondientes factores de edificabilidad dentro de los modelos de regresión es insignificantemente distinto de cero, por lo que su efecto en la productividad laboral es estadísticamente insignificante, determinado por el valor-p obtenido para cada factor investigado. Entre menor es el valor-p del factor correspondiente, mayor es el grado de no concordancia entre los datos y la hipótesis nula, y más importante es el resultado. En general, si el resultado del valor-p del coeficiente de regresión es menor que el nivel de importancia, es decir, el valor-p < 0.050, la hipótesis nula es rechazada a favor de la hipótesis alterna, entonces el impacto del correspondiente factor de edificabilidad explorado sobre la productividad laboral es estadísticamente importante (Sincich et al., 2002).

Además la bondad de ajuste de los modelos de regresión fue evaluada por los coeficientes de correlación y determinación. El coeficiente de correlación mide la resistencia de correlación lineal, entre las variables dependientes e independientes, en el modelo de regresión; mientras el coeficiente de determinación indica el porcentaje de variación en la variable dependiente, lo que puede ser explicado por las variables independientes del modelo. A mayores coeficientes de correlación y determinación en el modelo de regresión, mejor es la bondad de ajuste. Por otra parte, el signo algebraico del coeficiente de regresión, indica la dirección del efecto del correspondiente factor de edificabilidad sobre la productividad laboral, es decir, positivo o negativo.

a) Análisis de la observación a nivel macro

Un total de 54 puntos de referencia de productividad laboral fueron recopilados, a nivel macro. La relación entre la productividad laboral y los factores de edificabilidad fue determinada por el modelo de regresión múltiple, mostrado en la Ecuación 5.

(5)

Donde VOB representa el número de diferentes tamaños de vigas de fundación observado dentro de la actividad; TSA (m2) es el área total de moldeado de vigas de fundación observadas, calculadas como se muestra en la Ecuación 1; y TNJ indica el número total de juntas resultantes de las intersecciones de las vigas rasantes, como se ilustra en la Figura 1.

El modelo de regresión general y los coeficientes estadísticos se muestran en las Tablas 3 y 4, respectivamente.

Tabla 3. Modelo Estadístico de Regresión General para Productividad Laboral, a nivel macro, del moldeado de vigas rasantes

Tabla 4. Coeficientes de Regresión Estadísticos para la Productividad Laboral, a nivel macro, del Moldeado de vigas rasantes

La relación entre productividad laboral del moldeado y los factores relevantes de edificabilidad a nivel macro, fue por lo tanto, cuantificada como se muestra en la Ecuación 6.

(6)

La Tabla 3 muestra una fuerte correlación y coeficientes de determinación altos entre los factores explorados y la productividad laboral, es decir 93.90% y 88.20%, respectivamente. La Tabla 4 además nuestra que, aparte del grado de variabilidad de las vigas rasantes, el tamaño y el número total de juntas resultantes de las intersecciones de estos elementos, son estadísticamente significativas en cuanto a sus efectos sobre productividad laboral, es decir valor-p < 0.050. Además, muestra los valores de rango de influencia e influencia relativa, siendo el factor tamaño más influyente que el número de juntas resultantes sobre la productividad laboral.

b). Análisis de la observación a nivel micro

En este nivel de observación, un total de 334 puntos de referencia de productividad laboral fueron recopilados. La relación entre productividad laboral y factores de edificabilidad fue determinada por un modelo de regresión múltiple como se muestra en la Ecuación 7.

(7)

Donde SA (m2) representa el área de moldeado de la viga observada y NJ expresa el número de juntas resultantes.

El modelo de regresión y los coeficientes estadísticos son mostrados en las Tablas 5 y 6, respectivamente.

Tabla 5. Modelo estadístico de regresión general para productividad laboral del moldeado de vigas rasantes, a nivel micro

Tabla 6. Coeficientes de regresión estadísticos para la productividad laboral del moldeado de vigas rasantes, a nivel micro.

La relación entre la productividad laboral del moldeado de vigas rasantes a nivel micro y los factores relevantes de edificabilidad, fueron cuantificados por el modelo de regresión múltiple mostrado en la Ecuación 8.

(8)

En concordancia con los resultados obtenidos a partir del análisis de observación a nivel macro, la Tabla 5 muestra una fuerte correlación y coeficientes de determinación altos entre los factores de edificabilidad y la productividad laboral del moldeado, es decir 90.22% y 81.40%, respectivamente. Además la Tabla 6 muestra que ambos factores se mantienen estadísticamente importantes con relación a sus efectos, es decir valor-p < 0.050, siendo el factor tamaño el más influyente en su impacto que el número de juntas resultantes sobre la productividad laboral.

5. Discusión de resultados

A parte de la variabilidad de tamaño de las vigas rasantes, los efectos investigados de los factores de edificabilidad sobre la productividad laboral del moldeado son muy importantes. Aunque el autor no podría identificar investigaciones cuantitativas previas, con las cuales comparar los descubrimientos de este estudio, por una parte los resultados obtenidos se correlacionan con el concepto de edificabilidad, y por otro lado caen dentro de los principios de racionalización y estandarización recomendados en investigaciones previas (CIRIA, 1999; Fischer y Tatum, 1997; Dong, 1996).

O'Connor et al. (1987) y Alshawi y Underwood (1996) discutieron el efecto negativo de la variabilidad de tamaños sobre la complejidad del proceso de construcción. Sin embargo su trabajo se limitó a guías generales, sin cuantificar la influencia de tales factores en la productividad de la construcción. Los resultados obtenidos por esta investigación muestran que, aunque su impacto no es estadísticamente importante, la variabilidad del tamaño de las vigas rasantes dentro de la actividad presenta un efecto negativo sobre la productividad laboral del moldeado. En la medida que aumenta el nivel de variabilidad de tamaños, un insumo contributivo adicional se dirige a la disposición, lectura de planos, e identificación de las ubicaciones de los diferentes tamaños de vigas. Manteniendo todos los factores constantes, para cada viga rasante adicional ingresada, se detecta una pérdida promedio de 0.00297 m2/hh. en productividad laboral. Este patrón concuerda con los principios de racionalización y estandarización.

El resultado de la implementación del principio de racionalización, aunque pueda arrojar mayores elementos en tamaño, también demostró ser positiva en su efecto sobre productividad laboral. Este estudio ha cuantiflcado una relación importante entre productividad laboral y el área total de moldeado observada. Manteniendo todos los factores constantes, un aumento unitario del área de moldeado es asociado con un aumento de 0.00720 m2/hh, y 0.244 m2/hh. en niveles macro y micro de productividad laboral, respectivamente.

Este descubrimiento puede ser atribuible a las siguientes razones: (a) un tiempo contributivo inicial es necesario para que los miembros de la cuadrilla preparen las áreas de trabajo y materiales de moldeado, antes de comenzar el trabajo directo o efectivo. Por lo tanto, si es una actividad del tipo pequeña escala, una mayor parte del insumo de trabajo total se dirige al tiempo contributivo más que al trabajo efectivo; (b) el investigador observó durante la fase de recopilación de datos que, para aproximadamente vanos de bigas iguales, toma casi el mismo tiempo de trabajo moldear, por ejemplo, una viga rasante de 300x600 mm que una de 400 x 700 mm en sección corte transversal; (c) cuando los miembros de la cuadrilla se enfrentan a actividades a gran escala, se observa una mejor preparación, preparación y control en las faenas; (d) y en actividades a gran escala monitoreadas, los miembros de la cuadrilla tienen a trabajar más eficientemente y toman menos acostumbrados descansos. En vista de la discusión previa, este efecto puede ser considerado como "economía de escala".

El impacto negativo de las intersecciones sobre productividad laboral de moldeado de vigas rasantes, además corrobora la importancia de aplicar principios de racionalización y estandarización a la fase de diseño de esta actividad. Las intersecciones de vigas rasantes ocurren cuando una viga es enmarcada sobre otra viga. Esta situación es frecuente, no sólo para vigas rasantes, también en vigas en suspensión. Cuando éstas se encuentran, una junta o abertura de la misma dimensión de la viga soportada se forma en la viga soportada, en el lugar de la intersección. Cuando una viga soporta una o varias vigas, especialmente si las vigas rasantes de soporte y soportadas difieren en profundidad, se requiere in esfuerzo laboral adicional para medir, cortar y fijar las caras de las vigas de soporte. Por lo tanto, aplicar principios de racionalización y estandarización a esta actividad, resulta en un ahorro sustancial de factor trabajo, estimulando así la eficiencia de la operación de moldeado. Los resultados obtenidos indican que, manteniendo todos los demás factores de modelos de regresión constantes, en promedio, una pérdida provocada de 0.0203 m2/hh., y 0.242 m2/hh. a niveles macro y micro de productividad laboral, respectivamente, es asociada con cada aumento unitario del número de juntas resultantes de tales intersecciones.

6. Conclusiones y recomendaciones para futuras investigaciones

Debido a la importancia del material concreto reforzado en faenas de la industria de la construcción, esta investigación se ha enfocado en el análisis y cuantificación de la influencia de los factores de edificabilidad sobre productividad laboral de uno de sus oficios más importantes e intensos: el moldeado. Puesto que las vigas rasantes están dentro de las principales actividades que se realizan frecuentemente en muchas obras de construcción, mejorar su productividad laboral puede ayudar a reducir el riesgo de exceder los costos laborales y a aumentar la eficiencia de la operación.

Esta investigación ha cuantificado los efectos de la influencia relativa de la variabilidad del tamaño en vigas rasantes, tamaño de las vigas y el número de intersecciones de vigas sobre la productividad laboral del moldeado. Aparte de la variabilidad de tamaño, la que también presenta un impacto negativo sobre la eficiencia de la operación de moldeado, los factores de edificabilidad investigados en ambos niveles, macro y micro, resultan ser importantes en cuanto a sus efectos sobre productividad laboral.

Los resultados obtenidos, no sólo comprueban la importancia de aplicar principios de "racionalización" y "estandarización", en particular "modularidad", a la etapa de diseño de proyectos de construcción, facilitando el proceso de aprendizaje, permitiendo así a los operadores predecir problemas y racionalizar el proceso de solución de dificultades, evitar errores, compartir información, reducir material de desecho, por lo tanto aumenta la eficiencia y optimiza el gasto en la evolución de la edificación; sino que también probar el impacto positivo del concepto "economía de escala", el que además es incrementado por la aplicación de estos principios sobre la productividad de la operación de moldeado. Además, se puede argumentar que esta contribución positiva mejora la calidad de la construcción, que es pobre en comparación con otras industrias, debido a operadores mal capacitados y a la continua rotación de personal.

A pesar que los principios heurísticos de ediflcabilidad general están disponibles para los diseñadores, no existen bases de conocimiento que contengan datos específicos y actualizados sobre ediflcabilidad para determinaciones de diseño (Fischer y Tatum, 1997). En consecuencia, tales principios pueden ser considerados como sugerencias de buenas prácticas y sentido común, a menudo obtenidas empleando "Métodos de Investigación Delphic" (Cheetham y Lewis, 2001). Más aún, la mayor parte de las recomendaciones y sugerencias para mejorar la ediflcabilidad, argumenta el investigador, carecen de evidencias cuantitativas de respaldo, otorgando muy poca confiabilidad al grado en el que tales recomendaciones influencian la productividad de un proceso de construcción, por una parte; y son relacionadas con escepticismo especialmente por los profesionales del diseño, por otra parte. En cambio, los descubrimientos cuantitativos de este estudio fueron obtenidos a partir de una rigurosa investigación y análisis, por lo que pueden ser empleados como referencias de apoyo para "formalizar" el conocimiento específico de ediflcabilidad de esta actividad.

Los resultados de esta investigación completan el espacio vacío entre el conocimiento de ediflcabilidad y la medida de los factores que impactan la operación de moldeado de las vigas rasantes, que pueden ser usados como retroalimentación a los diseñadores sobre cuan bien sus diseños consideran los requerimientos de principios de ediflcabilidad, y las consecuencias de sus decisiones sobre productividad laboral. Por otra parte, los patrones descritos de los resultados pueden servir como guía a los administradores de construcciones para una planificación efectiva de la actividad y una eficiente utilización de mano de obra.

Aunque numerosos descubrimientos han sido extraídos de este estudio, se recomiendan futuras investigaciones en el campo de los factores de edificabilidad de moldeado y en otros oficios en faenas de concreto reforzado, es decir empotramiento de barras de armadura e instalación del concreto, que son comunes a otros elementos estructurales en faenas de construcción de concreto reforzado, como lo son: cimientos, muros, columnas, vigas y pisos. Los descubrimientos de esta investigación, además de la sugerida exploración en otros oficios de elementos estructurales, pueden ser en 'ultima instancia empleados para desarrollar un "Sistema de Respaldo al Diseño de Edificabilidad" automatizado. Este sistema sería útil para formalizar el conocimiento específico de edificabilidad en construcciones de concreto reforzado, mejorando así la ejecución de los proyectos ante la siempre creciente demanda por servicios más rápidos y a menor costo de infraestructuras construidas.

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E-mail: jarkas@mazayarealestate.com

Fecha de recepción: 12/ 02/ 2010 Fecha de aceptación: 01/ 06/ 2010