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14122020
11042021
Patricia Castaño-Jiménez patriciacj@misena.edu.co
SENA, Colombia
Janeth Sánchez-Jurado jsanchez127@misena.edu.co
SENA, Colombia
Juanita García-Londoño juanitag@misena.edu.co
SENA, Colombia
Resumen: En general el concepto de pérdidas en la construcción se define como aquellas actividades que consumen recursos y no agregan valor “non value-adding activities” y afectan la productividad; a partir de esta premisa, la implementación de la filosofía Lean Construction pretende identificar y eliminar las pérdidas. Este estudio a través de una revisión sistemática de la literatura busca identificar los estudios que describan, analicen y clasifiquen las pérdidas en la construcción, así como los esfuerzos por cuantificarlas y aplicar herramientas orientadas a su mitigación o eliminación para la disminución de la variabilidad y el aumento de la productividad en el sector de la construcción. Para la revisión bibliográfica se determinó un intervalo de 20 años del cual se obtuvo un total de 74 publicaciones para las cuales se realizó el análisis general considerando distribución geográfica, artículos por año, por autor, por revista y método de investigación; para el análisis sobre el estudio del concepto y la clasificación de las pérdidas se determinó un intervalo de 10 años con un total de 57 publicaciones. Entre los resultados se destaca el año 2019, el continente americano y el Lean Construction Journal con el mayor número de publicaciones. Al momento de describir el concepto de pérdidas los autores más citados son Glenn Ballard y Lauri Koskela y en cuanto a la clasificación de pérdidas, en su mayoría, se refieren a la clasificación realizada por Taichii Ohno en 1988; asimismo, la herramienta de la filosofía Lean Construction más utilizada para la disminución o eliminación de pérdidas es el mapa de flujo de valor, conocido por sus siglas en inglés VSM (value stream mapping).
Palabras clave: atrasos, demoras, esperas, flujo de trabajo, Lean Construction, movimientos, pérdidas, productividad, reprocesos, sobreprocesos, sobreproducción, valor.
Abstract: Construction waste has been described as an activity that use resources but not add up value “non-value adding activities”, affecting the workflows and decreased productivity. The implementation of the Lean Construction Philosophy seeks to identify and eliminate construction wastes. Therefore, this paper is a literature review about this important topic with the purpose of identifying the studies that describe, analyze, and classify the wastes in the construction, as well as the effort to quantify and apply tools whose aim is to decrease or eliminate the variability and increase the productivity in the construction sector. For this review it was determined a line time of 20 years, getting in a total of 74 papers where it was done a general analysis considering the next topics: geographical distribution, number of articles for the year, author, source, and investigation methodology. For the analysis about the waste concept and its classification, it was determined a line time of 10 years whit 57 papers. As a result, it stands out the year 2019, the American continent, and Lean Construction Journal with the highest number of publications. When describing the concept of wastes, the most cited authors are Glenn Ballard y Lauri Koskela. Also, about the classification of wastes, most of them refer to the classification made by Taiichi Ohno in 1988 and the tool of the Lean Construction Philosophy most used for reduction or elimination loss is the Value Stream Mapping known by initials VSM.
Keywords: delays, construction industry, Lean Construction, losses, overprocesses, overproduction, motion, productivity, reworks, waste, workflows, Lean Construction Philosophy.
Artículos
Revisión bibliográfica sobre el estudio de pérdidas en la construcción bajo principios Lean
A literature review about “waste” concept studies in construction under Lean principles
Patricia Castaño-Jiménez patriciacj@misena.edu.co
Janeth Sánchez-Jurado jsanchez127@misena.edu.co
Juanita García-Londoño juanitag@misena.edu.co
Recepción: 14 Diciembre 2020
Aprobación: 11 Abril 2021
El sector de la construcción se considera como un motor de la economía de las naciones; en tiempos de crisis o recesión económica a nivel nacional y mundial es objeto de planes y políticas para su fortalecimiento por su relación directa con la reactivación no solo del sector, sino de toda la cadena de producción.
Según informes del Departamento Administrativo Nacional de Estadísticas (DANE), en Colombia el sector de la construcción genera aportes al PIB nacional del 7,6 % y el 4,7 % en los últimos 15 años (2015-2020), en el mes de septiembre de 2020 se registró un aporte al PIB del 5,3 %, aun con los impactos de la COVID-19 en la economía nacional y mundial. En esta misma fecha se tiene un reporte a nivel nacional que registra un total de 1.858.656 m² para construcción; como rama de actividad económica, participó con el 6,9 % de los ocupados del total nacional [1], dando cuenta del papel protagónico y activo que juega el sector en la economía nacional.
Para un sector que es representativo en el progreso de los países, es necesario realizar la implementación de estrategias y metodologías que favorezcan la productividad y la sostenibilidad, esto por los grandes impactos que implica para su desarrollo; una de las propuestas adoptadas a nivel mundial para el mejoramiento de la eficiencia de los procesos es la desarrollada por Lauri Koskela en 1992, denominada “Lean Construction” o “construcción sin pérdidas” que busca mejorar el modelo tradicional de gestión de la construcción a través de la identificación y eliminación de pérdidas [2].
A lo largo de la historia se han desarrollado diferentes herramientas bajo los principios de la filosofía Lean Construction que buscan identificar y eliminar las pérdidas, lo cual va de la mano con los esfuerzos por implementar prácticas en la construcción que favorezcan el aumento de la productividad y, además, introduzcan parámetros de sostenibilidad que disminuyan los impactos ambientales, sociales y económicos [3].
Al ser la identificación y la eliminación de pérdidas un pilar de la filosofía Lean Construction, se hace necesario indagar en la literatura qué tanto se ha estudiado y/o cuantificado el concepto de pérdidas, cuáles son las estrategias implementadas para su medición, qué herramientas se aplican para su identificación y eliminación, cuáles son los autores y revistas más destacados al abordar el tema, en qué países se han adelantado estudios y qué métodos de investigación se han utilizado para estos, entre otros.
Para dar respuesta a esta serie de cuestionamientos se ha desarrollado la revisión sistemática de literatura sobre las pérdidas “wastes” en la construcción durante los últimos 20 años (2000-2020).
El estudio realizado para el desarrollo de la investigación corresponde a una revisión sistemática de literatura, definida por [4] como el “medio para identificar, evaluar e interpretar toda la literatura disponible relevante para una pregunta de investigación en particular o un área temática, o fenómeno de interés”.
Teniendo en cuenta lo anterior, este estudio de revisión sistemática de literatura está enfocado en dar respuesta al interrogante de investigación ¿Qué tanto se ha estudiado y/o cuantificado el concepto de pérdidas como estrategia para el aumento de la eficiencia en la productividad?
La metodología se desarrolla en dos etapas:
En un interés por mejorar la eficiencia de los modelos tradicionales de construcción, surge en 1992 la filosofía Lean Construction, conocida como “construcción sin pérdidas”, basada en 12 principios: 1) incrementar la eficiencia de las actividades que agregan valor, 2) reducir la participación de actividades que no agregan valor, “pérdidas”, 3) incrementar el valor del producto a través de la consideración sistemática de los requerimientos del cliente, 4) reducir la variabilidad, 5) reducir el tiempo del ciclo, 6) simplificar procesos, 7) incrementar la flexibilidad de la producción, 8) incrementar la transparencia de los procesos, 9) enfocar el control al proceso completo, 10) introducir la mejora continua de los procesos, 11) mejorar continuamente el flujo, 12) referenciar los procesos con los de las organizaciones líderes (“benchmarking”) [5].
Para la aplicación de estos principios se han desarrollado herramientas que buscan, entre otros, la eliminación de las pérdidas, razón por la cual resulta de gran importancia revisar la literatura alrededor de este tema, que es clave para el desarrollo, la productividad y la eficiencia del sector de la construcción.
El objetivo principal de investigación se enfoca en identificar los artículos publicados sobre el estudio de pérdidas en la construcción desde el año 2000 hasta el año 2020; como objetivos secundarios se tiene: clasificar los artículos de investigación sobre pérdidas en la construcción; identificar definiciones y conceptos relacionados sobre pérdidas en la construcción, y consultar y relacionar estudios de medición sobre el concepto en estudio.
Como protocolo de revisión se establecen los motores de búsqueda: Scopus, ScienceDirect y búsqueda específica de recurso en la web; en cuanto a los criterios de selección se definen: intervalo comprendido entre el año 2000 y el año 2020, área de ingeniería y palabras clave (waste, construction, losses, lean) de acuerdo con lo especificado en la Tabla 2, la cual comprende el motor de búsqueda, el tipo de recurso y el criterio establecido.
A partir del protocolo de revisión se continúa el proceso de desarrollo de esta con la búsqueda y selección de los estudios primarios (véase Figura 1].
Inicialmente, se realiza la búsqueda en la plataforma Scopus seleccionando como tipo de recursos artículos y revisiones de literatura; como criterio se emplean las palabras clave “waste” y “construction”. Esta consulta arroja un total de 2002 artículos; al limitar los resultados por área y palabras clave, se obtiene un listado de 490 artículos para los cuales se filtra la búsqueda, teniendo en cuenta las siguientes áreas: ingenierías, negocios y administración, medioambiente y ciencias de la tierra. De esta manera, disminuye el número a 290 artículos, los cuales son analizados cada uno por el contenido del resumen o abstract, tras lo cual se obtiene un listado de 77 artículos, que son analizados en su contenido para obtener la selección final de 33 artículos.
Al analizar el abstract se buscaba identificar el foco del artículo y su relación con las pérdidas en la construcción; se excluyeron los artículos relacionados con pérdidas a nivel de residuos de construcción y demolición, enfocadas netamente al tema ambiental.
El análisis de contenido estaba direccionado a seleccionar los artículos directamente relacionados con el concepto de pérdidas en la construcción, su medición, clasificación y herramientas para su disminución y/o eliminación.
En una segunda búsqueda en Scopus se utilizó como criterio de búsqueda las palabras “losses”, “construction” y “lean”, tras lo cual se consigue un listado de 7 artículos que se analizan por contenido, y se excluyen 2 de ellos.
En un tercer proceso de búsqueda se utilizó la plataforma ScienceDirect, se emplearon como criterio las palabras clave: “Waste”, “lean construction” y “time”, se obtuvo un total de 27 artículos, los cuales se analizan por contenido para una selección final de 13 artículos.
Para finalizar el proceso de búsqueda se utilizó la web a partir de otros resultados como referencias bibliográficas encontradas en los artículos seleccionados en las búsquedas de Scopus y ScienceDirect, esta última búsqueda permitió obtener 23 artículos más para una selección total de 74 artículos.
El análisis de los estudios comprende publicaciones por continente, país y período de tiempo; publicaciones por año; publicaciones por revista; publicaciones por autor, y publicaciones por método de investigación para el período de 20 años (2000 a 2020). De igual forma, se aborda el análisis del concepto de pérdidas, clasificación y herramientas para su identificación, disminución y/o eliminación en el período (2011-2020).
De acuerdo con lo detallado en la Tabla 3, se puede establecer que en el continente americano se ha realizado el mayor número de publicaciones sobre el tema de pérdidas en la construcción (waste) con un total de 29 artículos en los últimos 20 años, 21 de los cuales se realizaron en el período 2011-2020.
EE. UU. resulta el país más activo del continente con 11 publicaciones en el período 2000-2020. Seguido del continente americano se encuentra el continente asiático con un total de 24 publicaciones en el período comprendido entre el 2000-2020, donde India con 7 artículos es el país con mayor número de publicaciones sobre el tema de pérdidas en la construcción (Waste/Delays) en este continente.
Europa, por su parte, registra un total de 16 publicaciones concentradas en el período 2006-2020, situándose como el tercer continente de la lista; se destaca a Reino Unido con un total de 7 publicaciones en el período 2006-2015.
Por último, se encuentra Oceanía con un total de 7 publicaciones, de las cuales 5 se realizaron en el período 2016-2020 y África con un total de 6 publicaciones desarrolladas en el período 2013-2020.
En América, los países con mayor número de publicaciones son Estados Unidos con 17 artículos y Brasil con 6 artículos; en Asia se encuentran principalmente India (7 artículos) y Malasia (4 artículos); en África, Moroco registra 2 artículos; en Europa, Reino Unido reporta 7 artículos, Suecia, 2 artículos, y en Oceanía, Australia refiere 5 artículos.
De los 74 artículos analizados, se evidencia que el método de investigación más utilizado es el estudio de caso con 25 artículos (33 %), seguido por la revisión de literatura con 16 artículos (22 %) y los estudios de simulación con 13 artículos (18 %). Las encuestas y entrevistas, así como los artículos de discusión, ocupan los dos últimos lugares con 10 artículos cada uno (13,5 %). En la Figura 2 se observa en forma gráfica el número de artículos por método de investigación.
De acuerdo con la Figura 3, los años 2012, 2016, 2018 y 2019 cuentan con el mayor número de publicaciones sobre el total analizado: 9 artículos (14 %) ,7 artículos (10 %), 6 artículos (8 %) y 10 artículos (12 %), respectivamente.
En total, el período 2012-2020 registra 57 publicaciones, equivalentes al 70 % de los 74 artículos que abarcan la muestra analizada, lo cual permiteconcluir que durante los últimos 8 años se ha incrementado el interés de estudiar y/o analizar las pérdidas en la construcción, su origen y causas.
Con 9 publicaciones, Lean Construction Journal es la revista con mayor número de publicaciones, seguida por Conference of the International Group for Lean Construction, Automation in Construction e International Conference, con 8, 6 y 5 artículos, respectivamente. En la Figura 4 se pueden observar las revistas con más de dos publicaciones.
Si bien el Lean Construction Journal es el recurso con mayor número de publicaciones, como lo muestra la Figura 4, es importante mencionar cada uno de los recursos que han considerado la importancia del tema de pérdidas y han realizado mínimo una publicación; esto se muestra detalladamente en la Tabla 4.
En la Figura 5 se pueden observar los autores que se destacan con 4, 3 y 2 publicaciones en total; esta información, además, permite interpretar que Glenn Ballard y Lauri Koskela, con 4 artículos cada uno, representan los autores con mayor número de publicaciones sobre pérdidas en la construcción. A nivel latinoamericano se destacan Carlos T. Formoso (Brasil) y Luis Fernando Botero (Colombia) con 2 publicaciones cada uno.
En general, se define pérdidas en la construcción como las actividades que consumen recursos y no agregan valor “non value-adding activities”; 29 de los artículos seleccionados, en el rango de 2011 a 2020, coinciden en definir las pérdidas de esta manera, y 11 de ellos referencian al autor Lauri Koskela al momento de definir dicho concepto (véase Tabla 5].
Las pérdidas en construcción también están relacionadas con el concepto de “muda”, de acuerdo con Taichii Ohno [79], vocablo japonés que refiere a algo que resulta ‘inútil’ o ‘un desperdicio’.
De acuerdo con la revisión de literatura realizada se identificaron 10 tipos de pérdidas: 1) reprocesos/defectos (rework/defects), 2) sobreproducción (overproduction), inventario (inventory), 4) sobreprocesos (overprocessing), 5) movimientos (motion), 6) transporte (transportation), 7) esperas (waiting), 8) subutilización de la mano de obra (unused employee creativity), 9) accidentes de trabajo (work accidents) y 10) otras.
Cabe anotar que los 7 primeros tipos o causas de pérdidas “muda” están definidas por el ingeniero industrial japonés Taiichi Ohno, conocido por desarrollar el sistema de producción Toyota (The Toyota Production System and Lean Manufactu ring) [79]. En la Figura 6 se muestran los tipos de pérdidas y el número de artículos que las relacionan y/o describen.
Un total de 24 artículos relacionan las 7 pérdidas definidas por Taichii Ohno: [55], [13], [60], [61], [69], [31], [36], [44], [56], [48], [19], [26], [35], [49], [21], [22], [37], [28], [51], [29], [78], [72], [73], [27]. El octavo tipo de pérdida, subutilización de la mano de obra (unused employee creativity), aparece relacionada en 7 artículos: [60], [61], [31], [15], [48], [40].
El noveno tipo de pérdidas, accidentes de trabajo (work accidents) está relacionado en 4 publicaciones: [61], [56], [48], [35].
En cuanto a otros tipos de pérdidas, estas son relacionadas en las siguientes publicaciones: [56], [47], [42], [35], [49], [50], [21], [37], [28].
A continuación, en la Tabla 6, se describen los tipos de pérdidas, su definición, consecuencias, ejemplos y número de publicaciones en que se relacionan.
Además de los esfuerzos por identificar y medir las pérdidas en la construcción, desde el concepto de actividades que no agregan valor, en la literatura se describen diferentes herramientas y prácticas que en el marco de la filosofía Lean Construcción contribuyen a su disminución; entre estas se destacan: value stream mapping VSM (mapa de flujo de valor), just-in-time (justo a tiempo), visual management (gestión visual), 5S, last planner system™ (Sistema del último planificador), target value design (TVD), prefabrication (prefabricación), estandarización, error proofing (poka- yoke).
En la Tabla 7 se relacionan las herramientas Lean mencionadas anteriormente, con los tipos de pérdidas que ayudan a eliminar o disminuir.
Técnica gráfica que permite visualizar en forma detallada la información necesaria para la ejecución de un proceso; a través de este mapa se identifican las actividades que agregan y las que no agregan valor (pérdidas), con el objetivo de eliminar estas últimas y optimizar el proceso [58], [39], [61], [43], [56], [67], [12], [18], [35], [22], [27], [51], [29], [54], [3], [74].
Sistema de origen japonés, también conocido como método Toyota, diseñado para eliminar todo aquello que implique pérdidas en el proceso de producción desde las compras hasta la distribución [58], [45], [61], [56], [33], [12], [46], [19], [35], [54], [3].
A través de esta herramienta se implementan avisos, señales y tableros gráficos para hacer de la construcción un proceso seguro, simple y transparente para los involucrados. Por ejemplo, la señalización de materiales y rutas de circulación en una obra contribuye a la reducción de movimientos innecesarios y posibles accidentes [58], [45], [39], [61], [33], [12], [35], [3].
Técnica de gestión japonesa cuyo objetivo es reducir las pérdidas y optimizar la productividad en el sitio de trabajo a través de cinco principios: 1) clasificación u organización (seiri), 2) orden ((Seiton), 3) limpieza: (seiso), 4) estandarización (seiketsu), 5) disciplina (shitsuke) [45], [39], [61], [15], [33], [12], [46], [48], [22], [51], [3].
Sistema de planificación y control de la producción desarrollado por Glenn Ballard en 1992, que involucra cuatro procesos: programa maestro, programa intermedio, análisis de restricciones y el programa semanal. Su objetivo principal es reducir la variabilidad y la incertidumbre en la construcción [45], [39], [56], [62], [46], [18], [23], [49], [51], [29], [3].
Diseño basado en el valor objetivo. Es un enfoque que busca maximizar el valor al cliente partiendo de los requerimientos como tipo y costo. El diseño se hace en forma integrada y/o colaborativa, partiendo de una estimación del costo [58], [32], [3].
Consiste en el uso de elementos prefabricados o modulados para mejorar la productividad, disminuir la variabilidad en la construcción, aumentar la calidad y la seguridad en la industria de la construcción. Se concibe como un proceso industrializado [58], [21], [34], [54], [3].
Conjunto de métodos o procedimientos para la ejecución de los procesos constructivos, que busca su eficiencia definiendo una secuencia de procesos precisa para la disminución de tiempos y esfuerzo en la ejecución de las tareas, reduciendo además la variabilidad, aumentando la calidad de los productos y la seguridad de los trabajadores [58], [45], [33], [18], [35], [22], [3].
Poka-yoke, vocablo japonés que traduce ‘a prueba de errores’, es una técnica que busca prevenir y evitar los errores en los procesos incrementando la calidad en la construcción y mejorando las condiciones de seguridad de los trabajadores [58], [56], [33], [12], [19], [29], [3].
Proceso estandarizado y colaborativo aplicado para la construcción de un modelo digital para la construcción y operación de un activo o proyecto de construcción [14], [15], [46], [29], [75], [53], [73], [3].
Marco conceptual desarrollado por Glenn Ballard; es un sistema de producción basado en proyectos que se estructura y gestiona como un proceso de valor, maximizando el valor para el cliente y minimizando las pérdidas en la construcción [56], [3].
Técnica sustentada en la idea de que todo proceso puede y debe ser medido, analizado y mejorado continuamente en términos de recursos utilizados, tiempo requerido, calidad exigida por los clientes y otros criterios de desempeño relevantes para la construcción [58], [33], [12], [18], [21], [3].
Desarrollado por Taiichi Ohno en Toyota Motor Corporation en 1947, para mejorar la producción y reducir costos. La palabra japonesa "kanban" significa ‘tarjeta’ o ‘signo’, y denomina la tarjeta de control de inventario utilizada en un sistema de extracción. Pull system es una técnica ajustada utilizada para controlar el flujo de trabajo reemplazando solo lo que se ha consumido [58], [56], [33], [46], [35], [29], [54], [3].
La revisión sistemática de literatura con sus dos fases (planeación y desarrollo de la revisión) permite definir en forma precisa cada uno de los pasos para la búsqueda y selección de artículos, facilitando el proceso de análisis y obtención de resultados, en este caso, sobre el concepto de pérdidas, cuantificación, clasificación y herramientas para su identificación, disminución y/o eliminación.
El análisis general de los 74 artículos seleccionados en el intervalo de 20 años destaca al continente americano con 29 publicaciones, al continente asiático con 24 publicaciones y al continente europeo con un total de 17 publicaciones. Es válido destacar que la propuesta de la filosofía Lean Construction fue publicada por el finlandés Lauri Koskela en la Universidad de Stanford EE. UU., lo que podría ser una de las razones por las cuales el continente americano se destaca en el número de publicaciones.
De este análisis general del intervalo de 20 años, se concluye que el año con mayor número de publicaciones es 2019; el método de investigación más usado es el estudio de caso con 24 artículos; seguido de la revisión de literatura y los estudios de simulación con 16 y 13 artículos, respectivamente; el Lean Construction Journal con 9 artículos es el recurso con más estudios publicados, y Glenn Ballard y Lauri Koskela, con 4 artículos publicados cada uno, son los autores más destacados.
En el análisis del concepto de pérdidas y su clasificación en el intervalo de 10 años se encuentra que en 29 artículos se define pérdidas en la construcción como las actividades que consumen recursos y no agregan valor “non value-adding activities”, 11 de los cuales citan al autor Lauri Koskela en su definición.
En cuanto a la clasificación de pérdidas, se encuentran referenciados en 24 artículos los 7 tipos de pérdidas de acuerdo con Taichii Ohno, como son: 1) reprocesos/defectos, 2) sobreproducción, 3) inventario, sobreprocesos, 5) movimientos, 6) transporte y 7) esperas. De acuerdo con la revisión de literatura se describen otros tipos de pérdidas como: 8) subutilización de la mano de obra, 9) accidentes de trabajo y 10) otras.
Para la identificación, disminución y/o eliminación de pérdidas se aplican herramientas Lean Construction como son: value stream mapping (VSM), just-in-time, visual management, 5S, last planner system™, target value design (TVD), prefabrication, estandarización, error proofing (poka-yoke).
Las herramientas 5S y estandarización son aplicables para eliminar cada uno de los tipos de pérdidas; el VSM, al definir el mapa de proceso, es clave para la identificación de pérdidas y su optimización; también se tiene dentro de las herramientas más usadas el LPS, cuyo objetivo es reducir la variabilidad y la incertidumbre en la construcción.
Para un sector en constante crecimiento que impacta en gran medida la economía, el medio ambiente y la sociedad, es importante desarrollar, adaptar e implementar estrategias que favorezcan la productividad involucrando técnicas y herramientas que eleven los procesos a un estándar de calidad y eficiencia en términos de sostenibilidad y productividad.
Es necesario continuar estudiando, aplicando y generando alternativas con bases conceptuales sólidas que evidentemente contribuyen al crecimiento y consolidación del sector de la construcción como una industria determinante en la gestión y el desarrollo de los territorios, así como en el cumplimiento de los objetivos y metas mundiales como son los objetivos de desarrollo sostenible (ODS).
Los autores del artículo se encuentran plenamente agradecidos con el Centro para el Desarrollo Tecnológico de la Construcción y la Industria perteneciente al Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA) por promover la investigación y apoyar la elaboración de este artículo.
