PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA "Modelo Productivo para el cambio: Filosofía Lean Construction en la Central Hidroeléctrica Chaglla" Tesis para optar el Título de Ingeniero Civil, que presenta el bachiller: Jorge Alexis Pacheco Román ASESOR: Ing. Iván Enrique Bragagnini Rodríguez Lima, octubre del 2017 RESUMEN El Proyecto Hidroeléctrico Chaglla se encuentra en el valle del río Huallaga, a 40km de la ciudad de Tingo María, dentro del departamento de Huánuco. Este proyecto Hidroeléctrico contempla la generación de energía aproximadamente 2,500 GWh/año. Asimismo, la presente investigación se basa en la implementación de las herramientas de Lean Construction en la presa de la Central Hidroeléctrica. El objetivo principal es dar a conocer la filosofía Lean Construction y las implicaciones de uso en proyectos de Ingeniera Civil. Asimismo, demostrar que esta filosofía muestra una visión alternativa de la gestión en el sector de la construcción, introduciendo un enfoque novedoso de la administración que está tomando cada día más fuerza a nivel mundial. La investigación comprende desde la definición de una presa y sus principales funciones y requerimientos para su construcción. Asimismo, es importante mencionar los tipos de presa que existen y su clasificación según diferentes aspectos. Por ejemplo según la forma de su estructura y según sus tipos de materiales. Asimismo, como bien sabemos la construcción de una presa depende de diversas condiciones de la zona, incluso estas condiciones determinan el tipo de presa que se va a ejecutar. Asimismo, las herramientas que nos brinda la filosofía Lean Construction son innumerables, tales como el Last Planner System, Just In Time, Total Quality Managment. Estas herramientas constan con diferentes métodos de planificación y control, que a su vez nos permite generar mejores índices de producción sin descuidar la calidad. Asimismo, estas herramientas no son excluyentes entre sí, sino que pueden ser usadas en conjunto y generar mejores beneficios al proyecto. Sin embargo, esto depende mucho del tipo de proyecto que se tiene. Lean Construction, es una herramienta de gestión que nos ayudará a tener un planeamiento y control adecuado en los niveles de productividad para cualquier tipo de proyecto. Tomando como base principal, la recopilación y luego el análisis de diversas partidas durante la ejecución de la presa, se podrá obtener rendimientos alcanzados al implementar la filosofía de gestión antes mencionada. Asimismo, se realizara una comparación entre valores reales y valores esperados del proyecto mismo, con el fin de tener una visión clara y concisa de cómo pudo haber mejorado en diversas áreas, ya sea ingeniería, ejecución, administración, etc, la productividad al ejecutar el proyecto, sin tener pérdidas en actividades de construcción y no llegar hasta el punto de modificar el proyecto entero. Como resultado final tenemos dos cronogramas tipo LOOKAHEAD de cuatro semanas con sus respectivos porcentajes de plan cumplido. Y finalmente una comparación de los rendimientos reales y esperados del proyecto. Al realizar estas comparaciones, llegamos a la conclusión que la aplicación de la filosofía Lean Construction, no se restringe solo al tema de edificaciones sino también a proyectos de infraestructura. i AGRADECIMIENTOS En primer lugar, agradecer a Dios por haberme dado la vida, por cuidarme en este difícil camino, por cuidar a mis padres y familiares siempre. Y al Sagrado Corazón de Jesús que a través de él he logrado crecer espiritualmente. Al Padre Lenin Vásquez porque a través de él pude conocer a Dios, lo que permitió desarrollarme como ser humano y tener a Dios presente en el centro de mi vida. Por su guiamiento espiritual que me ayuda a descubrir a diario lo que Dios quiere de mí. Asimismo, quiero agradecer a mis padres por todo su apoyo brindado durante estos años de estudio. A mi papá Jorge Pacheco Valdez por su esfuerzo y trabajo diario para poder sacarnos adelante, sirviendo como ejemplo para esforzarme siempre. A mi mamá, Cristina Román Jara, por su cariño, apoyo incondicional y atención a diario. Ya que ella ha sido un ejemplo para mí a lo largo de mi vida y la que siempre me ha motivado a seguir mis sueños. De manera muy especial también deseo mencionar a mi padrino Hugo Román Jara porque durante estos años de estudio me ayudó incondicionalmente. No quiero dejar de mencionar a mis hermanos, porque son parte de mi familia y a pesar de todo siempre nos mantenemos juntos. Y a toda mi familia de quienes siempre escuché palabras de aliento y de sincero cariño hacia mi persona. Agradezco a mis abuelos, que desde el cielo deben sentirse orgullosos por este logro y ver que esta meta alcanzada va dedicado a ellos. De forma muy especial, agradezco a Cristy Reátegui por estar en todo momento a mi lado, buenos y malos, por ser una gran compañera en todo este tiempo y que su ayuda fue muy importante para alcanzar este objetivo. Además, quiero agradecer a mi asesor el Ing. Iván Bragagnini por la orientación, la crítica y los comentarios brindados para elaboración de este proyecto. Y, en especial, a su empuje y motivación para la culminación del mismo. Finalmente, deseo agradecer a la Organización Odebrecht, y a sus integrantes quienes me ayudaron a crecer de manera profesional y personal mediante su orientación y además por permitirme acceder a toda la información necesaria que me ha llevado a realizar esta investigación. ii ÍNDICE Preámbulo ..................................................................................................................... 1 CAPÍTULO 1: Situación a Investigar ............................................................................. 3 1.1 Antecedentes ............................................................................................... 3 ..................................................................................................................... 1.2 Justificación .................................................................................................. 3 1.3 Objetivo General ........................................................................................... 3 1.4 Objetivos Específicos ................................................................................... 4 1.5 Alcances ....................................................................................................... 4 CAPÍTULO 2: Estado del Arte ....................................................................................... 4 2.1 Generalidades… ........................................................................................... 4 ........................................................................................................................... 2.2 Finalidad de las Presas ................................................................................ 5 2.3 Principales Tipos de Presa y Condiciones para su elección ........................ 5 2.4 Investigaciones Requeridas.......................................................................... 14 2.5 Elementos Principales de la Presa ............................................................... 17 2.6 Instrumentación ............................................................................................ 20 2.7 Características de la Construcción de una Presa ......................................... 20 CAPÍTULO 3: Especificaciones Técnicas de la Presa .................................................. 23 3.1 Descripción General del Proyecto ................................................................ 23 3.2 Descripción General de la Presa .................................................................. 25 ........................................................................................................................... 3.2.1 Instrumentación en la Presa ............................................................... 26 3.3 Material de Relleno ...................................................................................... 27 3.3.1 Características del Material Seleccionado para el Relleno ................. 27 3.3.2 Procedencia de los Materiales ............................................................ 31 3.3.2.1 Excavaciones Obligatorias en Superficie ......... 31 3.3.2.2 Excavaciones Subterráneas............................. 32 3.3.2.3 Accesos Provisionales y Definitivos ................. 33 3.3.2.4 Explotación de Canteras .................................. 33 CAPÍTULO 4: Planeamiento: Marco Teórico ................................................................. 35 4.1 Lean Construction ........................................................................................ 35 4.2 Last Planner System (Sistema Último Planificador) ..................................... 37 iii 4.2.1 Planificación General o Programa maestro ........................................ 41 4.2.2 Planificación Intermedia (Look Ahead) ............................................... 41 4.2.3 Planificación Semanal ........................................................................ 42 4.2.4 Análisis de Restricciones .................................................................... 43 4.3 Just In Time .................................................................................................. 44 4.4 Total Quality Managment (TQM) .................................................................. 49 4.5 Tren de Actividades ...................................................................................... 49 CAPÍTULO 5: Metodología .............................................................................................. 52 5.1 Estudio de Programación ............................................................................... 52 5.2 Programación de Actividades ......................................................................... 53 5.2.1 Días Practicables ....................................................................... 53 5.2.2 Productividad de los Equipos..................................................... 57 5.2.3 Planeamiento Realizado ............................................................ 58 5.2.4 Problemática .............................................................................. 59 5.2.5 Solución Propuesta .................................................................... 63 CAPÍTULO 6: Comparación y Resultados ...................................................................... 66 CAPÍTULO 7: Comentarios y Conclusiones .................................................................... 66 7.1 Comentarios ................................................................................................... 66 7.2 Conclusiones .................................................................................................. 67 REFERENCIAS ............................................................................................................... 69 ANEXOS iiii PREÁMBULO La Empresa de Generación Huallaga S.A., de la organización Odebrecht, suscribió el contrato de concesión con el Estado Peruano en diciembre del 2009 para la construcción, operación y mantenimiento de la Central Hidroeléctrica Chaglla, con capacidad para generar aproximadamente 2,500 GWh/año, energía que será entregada a la red eléctrica nacional, atendiendo la creciente demanda de energía del país. El esquema general del Proyecto de la Central Hidroeléctrica Chaglla se ubica en la región Huánuco entre los distritos Chaglla y Chinchao. Está basado en la captación y regulación de los recursos hídricos del río Huallaga por medio de una presa aguas abajo de la quebrada Saria. El proyecto es EPC (Ingeniería, Procura y Construcción) bajo la modalidad Fast Track, en donde se inicia el proceso de construcción casi en simultáneo con el desarrollo de la ingeniería de detalle. Esto permite disminuir el plazo de ejecución de la obra. Al mismo tiempo, implica un mayor riesgo y un mayor compromiso con la ingeniería de detalle. La planificación y ejecución de los proyectos de construcción en el Perú está en proceso de cambio. Estos cambios que vienen dándose en el Perú, incluyen nuevas metodologías de construcción, entre los cuales está la filosofía Lean Construction. Esta filosofía está orientada hacia la administración de la producción en construcción, cuyo objetivo fundamental es la eliminación de las actividades que no agregan valor (pérdidas) y para ello se han desarrollado diversas herramientas tendientes a reducir las pérdidas a través del proceso productivo, siendo las más importantes de ellas el Last Planner System, Sectorización, tren de actividades, buffers, nivel general de actividad, etc. En esta investigación evaluaremos el impacto de la programación de las partidas más influyentes en la duración de la construcción, y la metodología será en base a las herramientas de la filosofía Lean Construction previamente mencionadas como Last Planner, Sectorización, etc. y de esta manera conocer el impacto en los procesos constructivos, en el tiempo, en materiales, en el costo y principalmente, en la construcción misma de la Presa. El desarrollo de esta investigación se estructura en siete capítulos (07) capítulos: Capítulo 1: Situación a Investigar. En este capítulo se definen el antecedente y la justificación de la presente investigación. Y se explica detalladamente los objetivos que guiaron el desarrollo del trabajo. Capítulo 2: Estado del arte. Se presenta los diferentes tipos de presa, sus principales características, las investigaciones requeridas que permitirán una mejor planificación, los instrumentos que dan información sobre el comportamiento de la presa y los diferentes métodos constructivos que dependerán de diversos factores. 1 Capítulo 3: Especificaciones Técnicas de la Presa. Se describe las especificaciones de todo el proyecto en especial del arreglo general de la presa. Asimismo, se describe los diferentes trabajos que se realizaron para la construcción de la presa. El proceso constructivo empleado es descrito en este capítulo. Capítulo 4: Planeamiento. Se describe los diferentes modelos de gestión que nos proporciona la filosofía Lean Construction, que nos servirán de herramientas para implementar en el proceso constructivo de la presa ubicada en la Central Hidroeléctrica Chaglla. Capítulo 5: Metodología. En este capítulo se presenta los diferentes métodos de programación que se utilizarán para controlar la programación y evaluar el impacto de la programación de las partidas más influyentes en costo de la construcción y conocer los errores más comunes y los gastos extras que pueden ocasionar por la falta de gestión. La metodología será en base a las herramientas previamente expuesta en el capítulo 4. Capítulo 6. Comparación y Resultados. Se presenta los resultados esperados al aplicar las herramientas de Lean Construction en el proceso constructivo de la presa. Y con base en eso se formula los comentarios y conclusiones pertinentes. Capítulo 7. Comentarios y Conclusiones. Se presenta las conclusiones más relevantes derivados del análisis de los resultados. 2 CAPÍTULO 1: SITUACIÓN A INVESTIGAR 1.1. ANTECEDENTES En la actualidad, los proyectos de construcción no logran un planeamiento y control adecuado en sus niveles de productividad y es necesario trabajar sobre los sistemas de producción, para luego profundizar en cada proceso. Durante la elaboración y ejecución de un proyecto de infraestructura se producen diversas dificultades como la disminución en la productividad, pérdidas en actividades de construcción, etc., hasta el punto que se modifica el proyecto entero. Lean Construction, es una herramienta que tiene como objetivo trabajar sobre los conceptos, estrategias y técnicas para el mejoramiento de las variables en el proceso de gestión. Esta filosofía es ignorada por muchos profesionales en todo tipo de proyecto, debido a que siempre se excusan diciendo que no pueden alcanzar los máximos niveles de productividad, calidad, seguridad y plazos de entrega en el sector de construcción. Sin embargo, no se debe temer a los retos, dificultades, resistencia al cambio y a los beneficios que esta herramienta nos pueda aportar y a los cambios que tendremos que realizar para convertir nuestra empresa en una organización Lean. La ausencia de esta importante herramienta se vio reflejada en la construcción de la presa en la Central Hidroeléctrica Chaglla. Siendo el alcance de esta investigación, poder implementar la filosofía Lean en proyectos de construcción de presas de enrocado a futuro. 1.2. JUSTIFICACIÓN Entender las ventajas y beneficios que nos brinda la utilización de las herramientas de la filosofía Lean Construction en la gestión de proyectos. Además, al realizar esta investigación se tendrá conocimientos sobre las diferentes metodologías de programación y análisis de partidas. Así, se podrá tener criterios suficientes para prever las diferentes restricciones que existen durante la ejecución de un proyecto. 1.3. OBJETIVO GENERAL El proyecto tiene como objetivo general, proponer las herramientas de Lean Construction a la gestión de proyectos futuros, en base al análisis, estudio y comparación de resultados en la construcción de una presa en la Central Hidroeléctrica Chaglla. Esta comparación se realizará hasta la etapa 2 de la construcción de la presa. 3 1.4. OBJETIVOS ESPECIFICOS  Describir el proceso constructivo de la estructura a analizar, con el fin que se pueda identificar cuáles son las actividades críticas del proyecto. Para realizar un análisis con las herramientas que se describirán en los siguientes capítulos.  Describir las herramientas de la filosofía Lean Construction necesarias que nos permitirán la correcta ejecución de la gestión.  Describir las diferentes metodologías de programación de las partidas. Mediante el análisis de las herramientas propuestas verificando cuales son los óptimos para el proyecto dado.  Definir los requerimientos técnicos necesarios para cada metodología a usar. Con el fin de realizar un análisis de las condiciones de la obra que nos permita utilizar las diferentes herramientas propuestas.  Realizar la comparación de avances reales en el proyecto, con el fin de obtener resultados eficientes para una buena gestión. 1.5. ALCANCES El presente estudio, en los primeros capítulos, definirá a detalle las funciones de una presa, los tipos de presa que existen, las condiciones para la elección de un tipo de presa. De este modo se tendrá una base sobre la cual explicar las condiciones reales del proyecto. Asimismo, Se estudiarán las diferentes herramientas que la filosofía Lean Construction propone para la ejecución de proyectos de construcción. Dado estas herramientas, veremos cuáles son factibles a usarse en el relleno de la presa de la Central Hidroeléctrica de Chaglla según las condiciones reales del proyecto. Para evaluar la eficacia de las herramientas propuestas se analizarán las partidas críticas de esta obra, con ello podremos realizar las programaciones de las mismas mediante el uso de esta nueva metodología. Finalmente, se realizará una comparación con los avances reales del proyecto. CAPÍTULO 2: ESTADO DEL ARTE 2.1. GENERALIDADES: Dique grueso de escollera u otros materiales que funciona como barrera y se construye a través de un río, arroyo o canal, con el fin de detener el agua en el cauce fluvial para así conducirla fuera ella. Dado esta definición podemos deducir que se requieren las siguientes condiciones para la construcción de la misma [1]:  Estar ubicada en el cauce de un río, arroyo o canal.  Realizada con diferentes y diversos materiales  Tener una ubicación transversal al eje del cauce. De tal manera, se podrá distinguir entre margen derecha y margen izquierda de la construcción.  Ser capaz de detener el flujo del agua por el cauce para derivarla ya sea fuera del mismo. 4 2.2. FINALIDAD DE LAS PRESAS: La construcción de una presa tiene diversas finalidades. Y esta se encuentra enfocada según la necesidad que se requiera. Sin embargo, podemos mencionar dos fines principales de manera alternativa o simultánea, según los siguientes casos [2]:  Incrementar el nivel de agua para que pueda derivarse por una conducción.  Constituir un depósito que retenga los excedentes para aprovisionar en los periodos de escasez. De ello, podemos afirmar también que existen fines económicos, sociales, y demás los cuales determinan la función y la finalidad de la presa para el cual fue construido. Entre estas tenemos [1]:  Generación de energía eléctrica.  Aprovisionamiento de agua potable a poblaciones.  Control del tránsito de avenidas. De esta manera se controlan las inundaciones.  Satisfacción de demandas de agua para riego.  Saneamiento.  Transporte de cargas pesadas y voluminosas.  Aliento de prácticas recreativas y turismo. 2.3. PRINCIPALES TIPOS DE PRESA Y CONDICIONES PARA SU ELECCIÓN: La condición de generar un embalse, permite que el agua retenida produzca un empuje de gran magnitud sobre la estructura, siendo esta la mayor solicitación a la que es sometida y debe ser diseñada, mas no es la única. Bajo el punto de vista de resistencia, el problema básico que debe afrontar la estructura es la manera en como absorberá la presión que le transmite el agua sin romperse y sin transmitir al terreno de la cimentación una mayor carga del que éste pueda soportar. Existen diversos tipos de presas, las cuales normalmente son seleccionadas en base a las posibilidades de cumplir la doble exigencia que poseen estos proyectos [3]:  Producir una estructura impermeable para regular y almacenar el agua.  Resistir el empuje del agua y evacuarlo cuando sea necesario. Las presas se clasifican de acuerdo a la forma de su estructura y los materiales empleados para su construcción. Asimismo, se clasifican por la función que cumplen, como por ejemplo resistir el empuje del agua y evacuar los caudales sobrantes. Según la forma de su estructura las presas reciben la siguiente clasificación:  Presa de Gravedad Son presas que resisten el empuje de las aguas por propio peso y pueden ser de hormigón en masa o de materiales sueltos. Las presas de gravedad modernas, 5 se construyen con orificios profundos, más conocido como hidroaliviadoras como se muestra en la Figura 2.3.1. Es importante destacar que este tipo de presa es muy duradera y el mantenimiento de esta es menor [4], [5]. Figura 2.3.1 Presa de gravedad [6].  Presa de Contrafuerte Estas presas poseen un muro que soporta el agua y una serie de pilares o contrafuertes, de forma triangular, que sujetan el muro y transmiten la carga del agua a la base de la presa. Este tipo de presa tiene mucha similitud con las presas de gravedad, pero para su construcción se requiere roca sana, ya que se requiere mayores esfuerzos de contacto. El ahorro de concreto en relación a las presas de gravedad es de 40% al 60%, por lo que su construcción es muy económica [7]. La Figura 2.3.2 muestra un esquema detallado de este tipo de presas. Figura 2.3.2 Presa de contrafuerte [8].  Presa de Arco Esta presa se caracteriza por presentar una extensa curvatura aguas arriba, de la cual, depende su resistencia. La presión que ejerce el empuje del agua se transmite la mayor parte a los estribos o laderas del valle, y es por ello que se 6 requiere que la presa sea de roca muy dura, resistente y de poca deformabilidad. Constituyen las represas más innovadoras en cuanto al diseño y que menor cantidad de hormigón se necesita para su construcción. El ahorro de concreto con relación a las presas de gravedad es del 50 al 85% [4], [7]. La Figura 2.3.3 muestra un esquema detallado. Figura 2.3.3 Presa de arco [9].  Presa de bóvedas Son presas que utilizan los fundamentos teóricos de la bóveda, es decir, su convexidad está dirigida hacia el embalse, con el fin de que la carga se distribuya a lo largo de la presa hacia los extremos. Esta estructura necesita menos hormigón, pero es difícil encontrar un lugar donde se puedan construir [4]. La Figura 2.3.4 nos permite apreciar de mejor manera este tipo de presas. Figura 2.3.4 Presa de bóvedas [10]. Según los materiales empleados para su construcción, las presas presentan la siguiente clasificación: 7  Presa de Concreto Esta presa se identifica por ser una de las más utilizadas en los países desarrollados, ya que con el hormigón se pueden elaborar construcciones más estables. Además, la durabilidad, impermeabilidad, resistencia y la economía son características que definen principalmente a este tipo de presas. La construcción de esta implica la movilización de enormes volúmenes del material que la compone (del orden de cientos de miles de metros cúbicos de hormigón), asimismo, de la mano de obra y maquinaria [4]. La Figura 2.3.6 nos muestra un esquema de la sección transversal de una presa de hormigón. Figura 2.3.6 Presa de concreto [11].  Presa de materiales sueltos Estas presas están constituidas por materiales sueltos, como piedras, gravas, arenas, limos y arcillas. Tiene como finalidad permitir la retención, almacenamiento y regulación del agua. En la antigüedad estas presas eran utilizadas con mucha frecuencia, debido a la gran variedad de esquemas constructivos que permite utilizar prácticamente cualquier suelo que se encuentre en la zona, desde materiales de grano fino, hasta suelos rocosos. Actualmente, este tipo de presas es mayormente utilizado por países subdesarrollados, ya que son muy económicas, pero debido a que los componentes que la constituyen son muy permeables, es necesario agregarles elementos impermeabilizantes. Finalmente, un tema desfavorable, es que en caso el agua es rebasada, debido a una crecida, la presa corre el peligro de derrumbarse y arruinarse [4]. La Figura 2.3.7 nos muestra las zonas con los diferentes tipos de materiales que esta presa posee. 8 Figura 2.3.7 Presa de materiales sueltos [12].  Presas de enrocamiento con cara de concreto También conocido como CFRD, por sus siglas en inglés. Este tipo de presa está formado por un cuerpo principal de enrocamiento, grava o arena, de varios tamaños; una losa de concreto impermeable aguas arriba; un plinto, que tiene como función soportar las losas de hormigón y un parapeto en la corona de la presa. Su principal característica es que la cara de concreto evita la saturación del cuerpo de la presa, lo que conlleva a una mejor estabilidad [4]. La Figura 2.3.8 nos muestra un esquema de la modelación de este tipo presa. Figura 2.3.8 Presa de enrocamiento con cara de hormigón [13]. Para la elección del tipo de presas y la selección del sitio o cerrada, se debe tomar en cuenta diversos elementos, que se presentan a continuación: Para la elección del tipo de presa:  Estribos y cimientos de la presa 9  Impermeabilidad del embalse y del sitio de emplazamiento  Estabilidad del embalse  Estudios geológicos y geofísicos  Ensayos in situ  Problemas inducidos por el embalse: o Efectos directos de la inundación o La sedimentación en el embalse o Efectos en la biota del embalse y del río o Efector térmicos en el embalse  Estudios ecológicos  Seísmos inducidos por el embalse La elección del tipo de presa es básicamente influenciada por los factores mencionados anteriormente. Para elegir el tipo de presa, se debe tener en cuenta que la topografía es un factor importante, que nos determina la resistencia del terreno, el cual recibirá las cargas que produce la presa, al asentarse. Es necesario reconocer que el sitio o cerrada más estrecha, no es el más conveniente para la presa, ya que la roca puede estar deteriorada o porque las condiciones topográficas no permiten la adaptación de la presa. Para la presa Chaglla la cerrada tuvo que ser en una zona estrecha a comparación de otras zonas situadas a lo largo del río Huallaga esto debido a que presentaba una topografía apropiada para un tipo de presa económica. Asimismo, la base o fundación presentaba aluvión pero en baja proporción lo que permitía realizar una correcta transmisión de esfuerzos hacia el suelo. Acerca de la impermeabilidad del embalse es una de las cualidades más importantes en una presa, ya que determina el grado de retención de agua. Sin embargo, es imposible obtener impermeabilidad absoluta, por lo que debemos exigir tener pérdidas mínimas y despreciables. Cabe resaltar, que en el embalse la impermeabilidad o filtración del agua es débil e insignificante, ya que el recorrido de la fuga es largo, respecto a la altura del agua. Sin embargo, en el sitio o cerrada, la filtración es más notoria, hasta el punto que afecta la estabilidad y resistencia de la presa [2]. En el caso de la presa Chaglla se decidió hacer pruebas “Lugeon” para ver la permeabilidad de las rocas por ello se decidió realizar inyecciones de lechada de cemento con el fin de impermeabilizar la roca existente donde se apoyaría la presa. La estabilidad del embalse es también un tema muy importante, ya que el objetivo es retener el agua y mantener la seguridad de la presa. Uno de los factores que afectan estos objetivos es el deslizamiento de laderas o corrimientos de tierras, ya que esto produciría olas de gran tamaño y por consiguiente que el agua se rebase. Es por ello que se debe investigar si alguna zona colindante se puede deslizar o desmoronar. Es esencial que tanto el embalse como el vaso resistan y permanezcan, ya que son un conjunto único e indivisible, basta con que uno padezca un defecto grave (impermeabilización o resistencia), para que toda la estructura falle. Las investigaciones realizadas para conocer el tipo de material existente en el macizo rocoso indicaron que se tenía zona fracturada que precisaría de sostenimiento. Esto debido a las discontinuidades desfavorables al talud. 10 Los ensayos in situ, como los ensayos de laboratorio del material de cimentación, servirían para determinar la resistencia de la matriz de la roca, pero el conjunto de ésta tiene características muy diferentes, pues siempre presenta planos de debilidad. Los problemas inducidos por el embalse tienen relación con la destrucción de la riqueza, cono inundación de terrenos, casas, caminos, etc., ya que estos desastres producían un costo de reposición o indemnización y esto conllevaba a que no se construya el embalse. Es por ello, que antes de decidir construir un embalse se debe hacer estudios de riesgos, energía, agua potable, etc., y se deben hacer por etapas, con diverso grato de precisión creciente. En los estudios ecológicos del embalse, basta en analizar cuantitativamente los efectos ambientales y ecológicos previsibles de todo tipo, como sedimentación, paisaje, eutroficación, etc., para así obtener una primera idea de su posibilidad e importancia. Los sismos inducidos por el embalse, se relacionan con la alteración del peso de agua del embalse, que altera estado de cargas del terreno, y cuando la altura máxima del agua sobrepasa los 100 m, esa alteración puede provocar seísmos que en algunos casos de fuertes alturas han llegado a intensidad de 6 a 6.5. El epicentro suele estar poco profundo. Parece evidente, aunque no se asegura, que estos seísmos solo se inducen cuando hay fallas activas en el embalse o en su proximidad [2]. La recopilación de los condicionantes geológicos, geotécnicos e hidrogeológicos que se presentan y que pueden afectar a la estabilidad, deformabilidad, permeabilidad de una presa y su embalse, conllevan a restricciones en su funcionamiento, averías o fallos graves. La diferente distribución de las discontinuidades (juntas de estratificación, fracturación, fallas, etc.) del macizo rocoso de cimentación, condiciona la permeabilidad y la deformabilidad del sitio o cerrada y determinan la tipología de presa elegida [14]. A continuación se presentan los siguientes criterios: Criterios para la selección del sitio o cerrada:  El sitio adecuado para colocar la presa corresponde con una garganta o estrechamiento del río.  Geológicamente estable.  Suelos impermeables competentes disponibles en el lugar de construcción.  Materiales para filtros y enrocados de fácil obtención y manipulación.  Fundación y estribos lo más impermeable posible. Asimismo, la elección de un sitio o cerrada viene condicionada por diversos elementos, como los siguientes [15]: Condicionantes geométricos →El objetivo es la búsqueda de la menor longitud de cerrada para economizar la inversión. 11 Condicionantes geotécnicos →Éstos definen la tipología de presa, junto al estudio de materiales. Condicionantes Hidrogeológicos → El propósito de la obra es la retención de agua, por lo tanto debiera ser el condicionante primordial. Condicionantes Medioambientales → El aumento de la normativa ha aumentado en nuestro territorio lugares de importancia comunitaria que condiciona la ubicación de embalses y presas. Condicionantes de Materiales → Las características de los materiales conlleva, imposibilita o limita el emplazamiento de una presa. Condicionantes Geológicos → El tipo de presa a implantar en cada sitio o cerrada depende de las características geológicas del sitio o cerrada. Finalmente, como resumen de los factores de mayor peso en la selección de determinado tipo de presa, se pueden agrupar en cuatro grupos, para los cuales se presentan en la Tabla 1. 12 Tabla 1: Selección del tipo de Presas Tipo de Topografía del Características de la Otras Materiales Disponibles Presa Sitio de Presa Fundación Características Tierra Zonificada No limitante, salvo Se adaptan a Cantidades adecuadas No tiene limitaciones en casos de cualquier tipo de de materiales razonables de altura, presas estrechas fundación, si no son permeables, requiere de aliviadero donde pudiese aconsejables tampoco impermeables o y tomas por lo general dificultarse el lo es ningún otro tipo. semipermeables, bien separados y, por lo movimiento de Se adaptan bien a los diferenciados o tanto, exige espacios maquinaria sismos. enrocados, materiales adicionales. pesada. apropiados para filtros y drenes. Homogénea Usualmente en Similar a las Materiales que tengan Usualmente son bajas sitios llanos, no es zonificadas; menor proporciones por limitaciones del limitante salvo por adaptabilidad a los adecuadas de finos y volumen y las dificultades sismos. gruesos, materiales comportamiento de con maquinaria apropiados para filtros, los materiales. En lo pesada. drenes, y protección de demás similares a las taludes. zonificadas. Enrocado Enrocado No limitante, Requiere de Canteras explotables y Similares a las de similares a las de fundaciones con suficientes enrocadas tierra zonificadas. tierra. mayor capacidad de disponibles al igual que soporte que las de materiales para filtros. tierra, pero pueden ser permeables. Excelente adaptabilidad a los sismos. Concreto Gravedad Este aspecto no Roca sana o Prácticamente no son No tiene limitación de es limitante, relativamente sana y limitantes salvo en sitios altura razonable, no usualmente se poco fracturada. Para donde no se encuentren requiere de espacio escoge para sitios presas bajas cercanos agregados adicional para ubicar no demasiado (menores a 15 m de para el concreto. aliviaderos y tomas. estrechos. altura) se puede utilizar en fundaciones permeables. Arco Son ideales en Roca sana o que Similares a las de Usualmente son valles pueda sanearse a gravedad, pero presas altas, son algo relativamente bajo costo, tanto en el requieren de menores más limitantes que las estrechos (En cauce como en los volúmenes de material. de gravedad para forma de “U” o estribos; se adaptan a ubicar aliviaderos y “V”). los sismos. tomas. Fuente: Selección del Tipo de Presas, 2015. [16]. 13 2.4. INVESTIGACIONES REQUERIDAS: Para la construcción de la presa es necesario tener las características de la zona en que se desarrolla el proyecto por lo que es sumamente importante realizar un buen estudio previo que nos ayudará a tener una mejor gestión del proyecto. Los principales estudios que necesitamos realizar los enumeramos a continuación [15]:  Investigaciones topográficas: Este tipo de investigación es muy importante ya que nos brindará la ubicación exacta mediante coordenadas de la presa. Asimismo, determina las primeras alternativas para el tipo de presa, consecuentemente permitirá conocer la forma exacta del terreno donde será construida la presa [2]. Esto es muy importante ya que necesitamos tener muy buena precisión para los cálculos y el dimensionamiento geométrico de la presa. Además, con estos estudios se analiza las características principales del curso del agua, y así poder preparar plantas topográficas que permitan la verificación de las secciones más favorables, se puede calcular también el área de inundación de las secciones escogidas y obtener el perfil longitudinal del curso del agua [17]. Actualmente, se han dispuesto, sin excepción alguna, los levantamientos fotogramétricos, preferentemente aéreos, que en muchas ocaciones se completan con levantamientos terrestres de la cerrada [2].  Investigaciones geológicas: Estos estudios son realizados en diferentes etapas del proyecto, siendo la principal antes de iniciar el proyecto, y estas se realizan con estudios superficiales apoyándose en los estudios topográficos de la zona. Asimismo, estos estudios son realizados con el fin de prever y evitar una serie de mecanismos de falla de la cimentación de una presa que puedan causar la insolvencia de estos [15]. También son imprescindibles para conocer la estabilidad y permeabilidad de los terrenos; y no solo de los afectados de alguna manera directa por las obras, sino en un cierto entorno, pues el embalse y la presa pueden quedar influidos por lo que ocurra en una zona circundante más o menos extensa, según los casos.  Investigaciones geotécnicas: La información geológica precisa de un complemento geotécnico para poder juzgar sobre ciertos puntos y decisiones, y también completar otros datos fuera del campo estrictamente geológico. En los estudios geofísicos se utilizan diversos medios como las prospecciones eléctricas, sondeos y excavaciones [2]. 14 Estos estudios son muy importantes ya que la caracterización geotécnica de la cerrada se define elementalmente por su resistencia, deformabilidad, y permeabilidad. La deformabilidad de la cerrada es muy importante y esencial para la elección del tipo de presa [15]. Asimismo, se conoce como consenso final de varios autores que los dos problemas que afectan directamente a la deformabilidad del cimiento de una presa dependen de la variabilidad del módulo de elasticidad a lo largo del cimiento y de la relación de los módulos de éste y la presa [15].  Investigaciones hidráulicos: Los estudios hidráulicos son muy importantes antes de la ejecución de cualquier proyecto de embalse, ya que estas nos indicarán los índices de precipitación de la zona, la evapotranspiración del suelo, así como también nos podrá indicar el caudal que posee el río. Estos estudios se realizan mediante lecturas diarias las avenidas de caudales medios, diarios, mensuales, anuales. Asimismo, también permitirán optimizar de mejor manera el caudal de avenida. Recordando siempre que la potencia de una presa siempre está en la función de caudal de flujo en la sección de la presa y su desnivel [17].  Sedimentológicos: Estos estudios permiten conocer el tipo de sedimentos que se mantendrán en suspensión luego de realizar el embalse de la presa. Asimismo, los sólidos que aporta el agua son de dos tipos fundamentales: los de mayor tamaño que son arrastrados por el fondo y los más finos que se mantienen en suspensión debido a la turbulencia [2]. Por otro lado, estos estudios permiten prever las diferentes consecuencias que pueda generar en la cara aguas arriba de la presa así como también las condiciones reales del agua del embalse para su posterior uso.  Sísmicos: Estos estudios cumplen un papel muy importante al momento de realizar el diseño de la presa. Es importante mencionar, también, que de acuerdo a la Norma Sismorresistente de cada país estos estudios pueden tener ciertos cambios. Asimismo, el análisis sísmico dependerá mucho del lugar y del tipo de suelo en donde se construirá la presa. Un buen estudio sísmico de la zona permitirá prever fallas muy importantes que ocasionen desastres devastadores [2]. 15  Estructurales: Estos estudios son realizados principalmente para desarrollar la resistencia que tendrá la presa, es decir, como este se verá afectado por las diferentes fuerzas que actúan durante el embalse y puesta en marcha de la operación de la presa.  Resistencia de los materiales: Estos estudios son realizados antes y durante la construcción del proyecto, permite conocer las tensiones y esfuerzos internos que aparecerán en los diversos materiales que serán utilizados. Estos esfuerzos aparecen durante el embalse y durante la operación de la presa.  Mecánica de suelos y rocas: Estos estudios son realizados continuamente durante la ejecución del proyecto. Sin embargo, estas tienen mayor relevancia al inicio ya que nos permite conocer cómo se comportará el terreno de fundación ante las cargas actuantes durante la operación de la presa.  Investigación de los materiales de construcción: Según el tipo de presa que se construirá, es sumamente importante tener la seguridad de que se cuenta con el material adecuado para la ejecución del proyecto en la zona misma. Estos materiales pueden ser diversos como los que se mencionan a continuación [17]: o Materiales granulares o Materiales de enrocado o Gravas o Arenas, para filtro y concreto. o Cantos rodados o Material de lecho de río  Ambientales: Toda ejecución de un proyecto trae consigo un gran impacto medioambiental. Es por ello, que estos estudios permiten conocer con gran exactitud la magnitud del impacto y así como tomar las medidas necesarias para mitigar estos efectos. Es importante mencionar que este impacto es imposible de evitar pero podemos reducirlos si se tienen los controles necesarios para que se cumplan todas las medidas tomadas y mencionadas en EIA (Estudio de Impacto Ambiental). 16  Costos del proyecto: Estos estudios son realizados antes de la ejecución de cualquier tipo de proyecto, y estos estudios indican la viabilidad de la ejecución del proyecto. Esto es muy importante para la empresa dueña del proyecto ya que les permite prever gastos innecesarios así como también llevar un mejor control de costos durante la ejecución del proyecto [17]. 2.5. ELEMENTOS PRINCIPALES DE LA PRESA: Los elementos de una presa varían dependiendo del tipo de presa y la finalidad de la misma. Sin embargo, existen elementos comunes que se encuentran en todas las presas. De forma general podemos detallar los principales elementos, a continuación [17]:  Borde libre (Free Board): Es la longitud vertical entre la cresta y la altura máxima del agua en el reservorio para la inundación de diseño. Para el cálculo de este se requiere la medición de diversos factores como por ejemplo sobreelevación de agua por el viento, altura de cresta de olas, rodamiento de olas, y asentamiento de la presa [18].  Cresta: Es la parte más alta de la presa y su diseño comprende diversos factores, pero principalmente depende del uso que va a tener la cresta. Ya sea para uso de vía, mantenimiento, etc. Algunas normas de diseño como el U.S. ARMY CORPS OF EL U.S. ARMY CORPS OF ENGINEERS, recomienda un ancho mínimo de 7.5 metros y así con ello permitir una adecuada compactación de la presa, para el caso de presas de tierra [18].  Taludes aguas arriba y abajo: Los taludes son las disposiciones geométricas que tendrá el macizo rocoso con respecto al embalse. Estas disposiciones dependen mucho de la estabilidad del material que haya en la zona.  Protección de los taludes y presa: El objetivo principal de esta protección durante la fase de construcción es evitar los deslizamientos de materiales que puedan afectar los trabajos que se realizan en la parte baja. Posteriormente a la construcción esta protección evita los daños que puedan causar los deslizamientos sobre el cuerpo de la presa. 17  Aliviaderos: Su objetivo es funcionar como un dispositivo de seguridad, cuando el caudal del curso de agua toma valores que puedan afectar la estabilidad de la presa, o para impedir que el nivel máximo establecido para la presa sea sobrepasado [18]. Asimismo, podemos describirlos según su situación: o Aliviaderos de superficie. o Aliviaderos de medio fondo o profundos. o Desagües profundos.  Túnel de aducción o canal de aducción: Es el canal por donde el flujo de agua transitará para ser llevado hacia el lugar de aprovechamiento. Normalmente estos túneles son construidos en obras de irrigación y, dependiendo del caso, en centrales hidroeléctricas.  Bocatoma: Representa el conjunto de obras que permite la retirada agua a ser utilizada, del reservorio, ya sea para la obtención de energía o para otros fines. El tipo de bocatoma depende del tipo de pesa a construir. Así, las presas de concreto, la bocatoma consiste en un ducto que se puede desarrollar a través del macizo de la presa o en sus proximidades, y en cuanto una presa de tierra, aparece en los hombros del reservorio [17].  Chimenea de equilibrio o cámara de carga: Las centrales hidroeléctricas usan las chimeneas de equilibrio para reducir las variaciones de presión. Es el conjunto de obra por donde se desvía el flujo de agua que atraviesa la tubería forzada luego de cerrarse las llaves de control de una central hidroeléctrica. Allí el nivel de agua puede subir y bajar hasta llegar al equilibrio, así es como la energía cinética del agua es transformada en energía potencial y no en energía de presión destructora [19]. En la Figura 2.5.1 se muestra un esquema resumen de todo lo que se ha mencionado líneas arriba. 18 Figura 2.5.1 Principales partes de un Dique [20]. También podemos observar que no todas las partes han sido mencionadas, sin embargo, en la Figura 2.5.2 podemos observar más elementos que sí han sido mencionados dado que este tipo de presa es la que se usa una Central Hidroeléctrica. Figura 2.5.2 Principales partes de un Dique [21]. En el capítulo 3 se detallará los elementos que contiene la presa de la Central Hidroeléctrica Chaglla y se conocerá las características de estos con mayor precisión. 19 2.6. INSTRUMENTACIÓN: Hoy en día, el sistema de auscultación de una presa, también llamado instrumentación, es tomada como una parte principal en los proyectos de grandes presas. Esta importancia aumenta a medida que la presa aumenta en altura. Asimismo, este sistema tiene como objetivo principal verificar si el comportamiento de la obra construida se ajusta a las previsiones de diseño del proyecto. Esta información es obtenida de los instrumentos colocados, de esta manera permitirá realizar cambios y/o ajustes según sea el caso para adaptarnos a las revisiones del proyecto. Generalmente, los tipos de medición que se realizan con la instrumentación son los siguientes [1]:  Medidas de la junta perimetral:  Medidas de las deformaciones unitarias de la pantalla:  Medidas de los asientos verticales internos:  Medidas de las presiones totales del material de la presa:  Medida de presiones intersticiales:  Hitos para asientos de superficies y estación de aforos: La periodicidad de las lecturas varía de acuerdo a las condiciones y variantes del embalse. En un inicio las lecturas se tomarán con mayor frecuencia y a medida que los datos se vuelven constantes se harán con menor frecuencia. Asimismo, se tomarán lecturas inmediatamente después de eventos extremos por parte de la zona de ubicación como por ejemplo los sismos. 2.7. CARATERÍSTICAS DE LA CONSTRUCCIÓN DE UNA PRESA: Los métodos constructivos que son utilizados para la construcción de las presas comprenden muchos factores. Entre ellos está el desvío del cauce, topografía, excavaciones, mejoramiento de suelo, compactación de suelo, etc. Los factores más importantes se detallarán a continuación:  Cimentación: La cimentación debe proporcionar un apoyo estable para el terraplén en todas sus condiciones de carga y saturación. Debe tener resistencia a la filtración para evitar daños por erosión y pérdidas de agua. Factores a considerar: o Forma de la boquilla. o Condiciones de las capas geológicas. o Capacidad de soporte de los suelos que conforman la cimentación. o Estabilidad de los estribos laterales. o Condiciones de flujos de agua subterráneos. o Permeabilidad. o Paso de caudales en el período de construcción. 20  Tratamiento del suelo: Consiste en la renovación de suelos y rocas no aptas para la cimentación, así como el tratamiento de inyección que se dará a la mezcla de cemento para realizar las perforaciones, con el objeto de impermeabilizar y/o consolidar la roca donde se debe desplantar la cortina de materiales graduados, y que también forma parte del tratamiento las perforaciones para el drenaje cuyo objetivo será el reducir la fuerza de supresión en la cimentación de cortina.  Construcción de cuerpo de la presa El cuerpo de la presa puede ser homogéneo o heterogéneo formado de diferentes materiales. Da estabilidad e impermeabilidad a la estructura. La Tabla 2 es una guía sencilla sobre la calidad de los materiales que constituyen la fundación y el cuerpo de la presa. Tabla 2. Calidad de los materiales empleados en la construcción de presas homogéneas Fuente: Calidad de los materiales empleados en la construcción de presas homogéneas, HIMAT, 1984 [22]. Existen procedimientos básicos para la construcción de las presas que incluyen obras principales. A continuación se definen cada una de ellas:  Obras de desvío: Este tipo de obras se utilizan para dejar en seco la zona donde se construirá la presa y generalmente consiste en: - Túneles de desviación (valles estrechos) o - Canales abiertos (valles de gran anchura que permiten el manejo del río). Una vez construida la obra de encauzamiento, es necesario construir la ataguía (cofferdam), pequeña presa de baja altura, necesaria para desviar el río hacia 21 la nueva conducción. Esta ataguía debe tener la altura suficiente para desviar la crecida de diseño de la obra. Dependiendo de la pendiente del río en la zona de construcción, en ocasiones es necesario construir una ataguía de aguas abajo para mantener seca la zona de obras [23].  Obras de contención: Recibe este nombre porque es la obra que contiene el embalse, está integrada principalmente por la cortina, galerías de inspección, inyección y drenaje, y por una pantalla impermeable construida sobre el macizo rocoso donde se desplanta la cortina, basada en perforaciones e inyecciones de cemento-agua. Existen tipos de cortinas o caras como, de concreto, de tierra y de enrocamiento. Para el diseño de la cortina o cara se deben incluir la instalación de materiales y equipo para la instrumentación que permitan conocer el comportamiento de la estructura durante su construcción, durante el primer llenado del embalse y durante su vida útil. La instrumentación debe diseñarse para conocer lo siguiente: niveles hidráulicos, puntos de presión, asentamientos, deformaciones, desplazamientos y filtraciones. Para medir cualquier filtración que pudiera presentarse, se debe construir una galería filtrante al pie de la cortina en la zona de aguas abajo, de tal manera diseñada, que por ella se capten todas las filtraciones que ocurran por el cuerpo de la cortina, y medir el gasto de filtración en cualquier época del año [23].  Obras de excedencia: También llamadas como obras de control, estas obras de excedencia son estructuras que forman parte intrínseca de una presa, ya sea de almacenamiento o derivación y cuya función es permitir la salida de los volúmenes de agua excedentes a los de aprovechamiento, es decir a volúmenes que no pueden ser retenidas en la presa de almacenamiento. Estas obras deben ser concebidas como verdaderas válvulas de seguridad de las presas. Ha habido muchas fallas de presas debido a insuficiente capacidad de descarga o defectos en el diseño de la propia obra. Un vertedor mal proyectado puede originar que el nivel de agua sobrepase la corona de la presa y derrame sobre ella, pudiendo ocasionar, sobre todo si se trata de presas de tierra, materiales, graduados o de enrocamiento, la falla de la estructura principal [24]. Las obras principales están relacionadas entre sí tanto en la construcción como en la operación. Durante la construcción se desarrollan vialidades o caminos provisionales, así como la vialidad definitiva para el acceso a la central hidroeléctrica. 22 CAPÍTULO 3: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LA PRESA 3.1. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO: El proyecto Central Hidroeléctrica Chaglla (CH Chaglla) se basa en la captación de los recursos hídricos del Río Huallaga y otros ríos que sirven como afluentes del mismo y que pertenecen a la cuenca Amazónica con el fin de generar energía eléctrica. La CH Chaglla se encuentra conformada por las siguientes estructuras [25]:  Presa (tipo CFRD, presa de enrocamiento con cara de hormigón) con una altura de 199 metros sobre el aluvión, el cual formará un embalse de 4.74 km2.  En el margen izquierdo, se cuenta con 3 túneles vertederos.  Estructura de conducción y descarga del caudal ecológico.  Pequeña Central Hidroeléctrica (PCH) al pie de la presa con una unidad accionada por turbinas tipo Francis. De esta forma se aprovecha el caudal ecológico generando una potencia 6.25 MW.  Desvío del río a través de un túnel y un shaft por el margen izquierdo.  Una bocatoma adjunta al emboque del vertedero, conectado al túnel de aducción de aproximadamente 14.5 km con 4 ventanas de acceso, una chimenea de equilibrio, blindaje, tuberías forzadas subterráneas y túnel de acceso.  Casa de máquinas, construida a cielo abierto, con dos unidades accionadas por turbinas tipo Francis con una potencia de 200 MW cada una.  Subestación, construida a cielo abierto, ubicada en una plataforma natural en una cota superior a la de la Casa de Máquinas. La Figura 3.1.1 muestra un esquema de las estructuras hidráulicas comprendidas en alrededor de la presa. 23 Figura 3.1.1 Estructuras Hidráulicas [26]. Para la construcción de la presa se precisa del desvío del río Huallaga, esto fue hecho por un túnel de desvío en margen izquierda. El túnel posee una longitud de 1126 m y presenta una sección abovedada con 12.5 m de ancho y 12.5 m de altura. Para posibilitar el posterior cierre del túnel, luego de la construcción de la presa, se realizó una estructura de control, ubicada en una zona intermedia del túnel, que contaba con compuertas de cierre [27]. Para la ejecución de la construcción de la fundación y del cuerpo de la presa en el cauce del río, se construyeron ataguías aguas arriba y aguas debajo de la presa, estas presentaban coronas a 1068.10 m.s.n.m. y 1009.60 m.s.n.m., respectivamente. Teniendo una altura de 64 m y 8 m respectivamente [27]. Las ataguías son elementos generalmente temporales, cumplen la función de encauzar el río. Estas ataguías son como diques que se construyen de manera previa a la construcción de la Presa. La bocatoma se encuentra ubicado cerca del vertedero, esta será integrada al túnel de aducción son una sección herradura de 8 metros de diámetro, 7.6 metros de altura y longitud de 14.5 kilómetros de longitud. Su fundación será sobre macizo rocoso a una elevación 1180 m.s.n.m. Para la ejecución de todo este circuito, se elabora un procedimiento constructivo constituido por 4 ventanas de acceso, así se conseguiría tener más frentes de trabajo lo que permitiría una mayor producción [27]. 24 A lo largo del túnel de aducción, se tiene una chimenea equilibrio con diámetro de 7.3 metros, 373 metros de altura. Esta estructura posee un revestimiento entre 7 y 20 cm de concreto lanzado. Por otro lado, el flujo de agua es conducido por una tubería forzada a la salida del túnel de aducción. Entre ambas estructuras se cuenta con una bifurcación metálica para la distribución del flujo en la tubería forzada hacia las turbinas, ubicada en la Casa de Máquinas. La casa de máquinas, una estructura de concreto armado, se ubica en la margen izquierda del río. En el interior de la casa de máquinas se cuenta con 2 unidades generadoras accionadas por turbinas Tipo Francis. Para el montaje y mantenimiento de estas unidades se constituye un puente grúa con una vano de 13.5 metros y una capacidad de 3650 KN [27]. Además de la Casa de Máquinas se contará con una Pequeña Central Hidroeléctrica (PCH) al pie de la presa, en la margen izquierda, aprovechándose de esta manera el caudal ecológico. Este caudal será aproximado de 3.69 m3/s, el cual será conducido a través de un túnel de 3 metros de ancho y 4 metros de altura, seguida de una tubería forzada de 1.2 metros de diámetro ubicada en la ladera. Al interior dela PCH se contará con una unidad generadora accionada por una turbina tipo Francis. El puente grúa tendrá un vano de 7.3 metros y una capacidad de 314 KN. Podemos notar que esta PCH es una estructura a menor escala de la Casa de Maquinas, esto permite aprovechar al máximo los recursos hídricos de esta zona del río Huallaga [27]. 3.2. DESCCRIPCIÓN GENERAL DE LA PRESA: Dentro de las obras hidráulicas que se construirán se contempla la ejecución de una presa de enrocado con cara de concreto (CFRD por sus siglas en inglés) de una altura de 199 m, 665 m de longitud y 273 m de longitud de cresta, talud aguas arriba de 1V:1.5H, los taludes aguas abajo son 1V:1.3H y 1V:1.2H entre las bermas de acceso de 12 y 10 metros de ancho. Asimismo, la cresta posee un ancho de 11.20 metros. Esta geometría resulta del análisis sísmico en el que la alta aceleración sísmica de la región condiciona la geometría de los taludes [27]. La presa será apoyada sobre el aluvión, sin embargo, será hecha una limpieza de aproximadamente 1.5 metros del material de aluvión suelto en el tramo aguas abajo. Para su impermeabilización se utilizará un mura concreto de resistencia baja (100 kg/cm2), sobre el cual se construirá el plinto flotante [27], [28]. El volumen a rellenar es de aproximadamente 8’552,320 m3, repartidos entre materiales como: enrocado, transiciones y filtros, material impermeable y gravas. Estos materiales son provenientes, en su mayoría, de excavaciones obligatorias tales como el túnel de aducción, vertederos, accesos, etc., además de ello también se realizará explotación de canteras y gravas aluviales. El enrocado brinda la estabilidad de la presa. Por otro lado, el aluvión será excavado superficialmente. El plinto, la pantalla impermeabilizante y la cortina de inyecciones brindarán la impermeabilización [27]. 25 En el talud aguas arriba se encuentra la barrera impermeable, que consiste en una losa de concreto de espesor variable llamada cara de concreto. Esta losa forma parte del arreglo de estanqueidad de la presa y posee una sección variable que comienza con 0.80 metros y culmina con 0.4 metros. La unión de la cara de concreto con el macizo rocoso se realiza mediante una losa perimetral de concreto armado, denominado plinto, anclado al macizo por medio de acero corrugado de alta resistencia e inyectado con mortero de cemento. A largo del plinto se realizan diferentes tipos de inyecciones como las de contacto concreto-roca, inyecciones de consolidación e impermeabilización de la roca de cimentación, para prolongar el arreglos de estanqueidad [26], [27]. Asimismo, la losa de concreto se encuentra apoyada sobre la presa y dado que es una presa tipo CFRD y se encuentra normada por el ICOLD (Comité Internacional de Grandes Presas por sus siglas en inglés), se conoce que el contacto entre la pantalla y el relleno se da por medio de la colocación de una base de concreto llamado bordillo extruido que a su vez sirve como protección del material de relleno. El Anexo A muestra a detalle la geometría en planta de la presa en distintas elevaciones para darnos una mayor claridad de los detalles explicados líneas arriba. 3.2.1. INSTRUMENTACIÓN EN LA PRESA Para un proyecto de investigación es de particular importancia otorgar y no olvidar el valor que tienen las técnicas y los instrumentos que se emplearán en una investigación. Muchas veces se inicia un trabajo sin identificar qué tipo de información se necesita. Para este proyecto, se ultimaron diversos instrumentos que permiten principalmente de recopilar información del comportamiento de la presa a lo largo de la vida útil de ésta. La instrumentación tiene como finalidad registrar y comparar los resultados obtenidos de los cálculos teóricos. Estos instrumentos que cumplirán tales funciones son:  Medidor de deformaciones triortogonales: Cumple la función de medir los desplazamientos relativos entre dos puntos. Son instalados en las uniones de la losa de concreto con el plinto, estos desplazamientos relativos van a ser medidos en sus 3 direcciones ortogonales.  Puntos topográficos para la medición de asentamientos: Sirven para el control de desplazamientos verticales y horizontales. La localización de estos puntos está en la coronación y en los estribos de la presa.  Puntos de control superficial: Instalados en la cresta y en el talud aguas debajo de la presa, son utilizados para la medición de desplazamientos horizontales y verticales.  Acelerógrafos: Permite registrar las aceleraciones provocadas por un sismo tanto en la roca fundación como en la misma estructura. Se colocarán uno en el coronamiento y otro en roca firme, así se obtendrá la respuesta dinámica de la presa luego de la aceleración en la fundación. 26  Piezómetro: Permite conocer el nivel de presión de agua existente en un determinado punto del cuerpo de la presa, serán instaladas en las capas más bajas del relleno para controlar las filtraciones provenientes de la fundación.  Electro niveles: Permite conocer la deformada de la losa de concreto una vez flexionada, por medio de la medición de sus deformaciones angulares.  Cajas terminales: Son pequeñas cajas de concreto que reciben los cables para la medición de las celdas de asentamiento, instaladas en la superficie del talud aguas abajo.  Celdas de asentamiento: Permite la medición de asentamiento de la presa, para la supervisión y control durante los periodos de construcción, llenado de embalse y operación de la presa. El Anexo B muestra el procedimiento elaborado en el proyecto que detalla la función y la metodología de instalación de los diferentes instrumentos utilizados en la presa, así como también muestra la distribución de estos instrumentos proyectos en la cara de concreto. 3.3. Materiales de relleno: El material del cuerpo de la presa es producto de las voladuras, que se realizaron para las excavaciones obligatorias o para las canteras. Este material es utilizado como salen de las excavaciones o procesado en planta por medio de trituración y/o zarandeo. Los materiales de relleno serán, en su mayoría, agregado grueso de diferentes granulometrías con cantidades mínimas de finos. Por otro lado, aguas arriba de la presa, se utilizará, además de la presa como impermeabilizante, material arcilloso o limoso [27]. 3.3.1. CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL SELECCIONADO PARA EL RELLENO: Para el relleno de la presa se utilizaron diversos materiales como ya ha sido mencionado líneas arriba, a continuación se detallará todas las características de cada uno de los materiales empleados:  1A: Este tipo de material representa un suelo limoso finamente arenoso o finos de trituración más arena fina, no plásticos; de diámetro máximo 0.1 cm. Este material se colocará en capas de 25 cm. de espesor en estado suelto.  1B y Random: El material 1B consiste en una arena fina limosa, de diámetro máximo 20 cm. Este material se colocará en capas de 40 cm. de espesor estado suelto y esparcido con tractor. Por otro lado, el material random es un producto de las excavaciones constituido de bloques de roca sana o alterada y suelos o materiales descompuestos, colocados de manera a proteger garantizar la estabilidad del material 1B.  2A: Este tipo de material es producto del proceso de trituración y/o zarandeo de roca de excavación, o cuando sea disponible, de grava arenosa limosa de los bancos de aluvión de las canteras de río, bien graduada, el diámetro máximo es 27 de 1.91 cm. (3/4”), con un contenido de finos menor al 5%. Este material es colocado en capas de 40 cm de espesor en estado suelto y compactado con un rodillo liso de 19 ton. y solo para el caso en que la zona se encuentre cerca a los estribos del plinto se utilizará compactadores manuales.  2B: Este material es un producto procesado por trituración y/o zarandeo a partir de la roca de las excavaciones o de las canteras del río, con tamaño máximo de partículas de 10.0 cm. con un contenido de finos menor al 8%. Este material debe ser colocado en capas de 40 cm. de espesor en estado suelto y compactado con un rodillo liso vibratorio de 19 ton.  3A: Es un material de enrocamiento de roca sana, es un material de diámetro máximo de 35.0 cm. y porcentaje de finos menor al 10%. Este material será colocado en capas de 40 cm. de espesor en estado suelto y compactado con un rodillo liso vibratorio de 19 ton.  3B: Es un material de enrocamiento de roca sana, con un diámetro máximo de 50.0 cm y con un porcentaje de finos menor al 8%. Este material debe ser colocado en capas de 60 cm. de espesor en estado suelto y compactado con un rodillo liso vibratorio de 19 ton. Asimismo, si el material es proveniente de las canteras y poseen un menor diámetro al mencionado líneas arriba, se podrá disminuir la capa hasta unos 40.0 cm. de espesor suelto y permitir hasta un diámetro máximo de 35 cm.  3B’: Es un material de gravas naturales del cauce, con tamaño de diámetro máximo de 50.0 cm. con un porcentaje de finos no mayor al de 8% y debe ser colocado en capas de 60 cm. de espesor en estado suelto. El material debe ser compactado con rodillo liso vibratorio de 19 ton. Asimismo, si el material es proveniente de las canteras del río y/o del acopio, y posee un diámetro menor a lo indicado líneas arriba, se podrá disminuir la capa hasta unos 40 cm. de espesor en estado suelto y permitir hasta un diámetro mínimo de 35 cm. de tamaño máximo.  3C: Es un material de enrocado graduado con la granulometría mostrada en planos y con un tamaño máximo de 70 cm. El material puede provenir de las canteras o de excavaciones obligatorias, con un porcentaje de finos menor al 5%. El material debe ser colocado en capas de espesor en estado suelto no mayor a 80 cm. y, además, el compactado se debe realizar con un rodillo liso de 19 ton.  3C’: Material de tamaño máximo de 0.35 cm. con un porcentaje de finos menor al 5%, debiendo ser colocado en capas de 40 cm. de espesor. El material debe ser compactado con rodillo liso vibratorio de 19 ton.  3Ca: Es un material de enrocamiento con finos, con tamaño de diámetro máximo de 70 cm. con un porcentaje de finos menor al 10% y debe ser colocado en capas de 80 cm. de espesor.  3D: Es un material de enrocamiento de roca sana, con tamaño de diámetro máximo de 70 cm. con un porcentaje de finos menor al 8%, y será colocado en capas de 80 cm. de espesor. El material será compactado con rodillo liso vibratorio de 19 ton.  3E: Es un material de enrocamiento fino, con tamaño de diámetro máximo de 30 cm. con un porcentaje de finos menor al 5% y será colocado en capas de 60 cm. de espesor. El material será compactado con rodillo liso vibratorio de 19 ton. 28  4: Es un material de bloques de roca sana con diámetro máximo de 120.0 cm., arregladas en la cara aguas abajo, según se encuentra indicado en los planos y especificaciones técnicas.  F: Es un material filtrante, con tamaño de diámetro máximo de 20 cm. con un porcentaje de finos menor al 5% y debe ser colocado en capas de 40 cm. de espesor.  T: Es un material coluvio areno gravoso, con tamaño de diámetro máximo de 20 cm. con un porcentaje de finos menor al 5% y debe ser colocado en capas de 40 cm. de espesor. El material será compactado con rodillo liso vibratorio de 19 ton. La Tabla 3 muestra un resumen de las especificaciones básicas de todos los materiales mencionadas y detalladas líneas arriba. Asimismo, El Anexo C muestra las fajas granulométricas de los diferentes materiales a utilizar. TABLA 3. Especificaciones Técnicas de los materiales TABLA DE MATERIALES Y ZONEAMIENTO DE LA PRESA ZONA MATERIAL Ø MAX (cm) FINOS % ESPESOR DE CAPA ORIGEN SUELO LIMOSO FINAMENTE ARENOSO O FINOS 1A 0.2 - 25.00 Cantera de suelo DE TRITURACION +ARENA FINA,NO PLASTICOS 1B RANDON 20.00 SIN FINOS 40.00 Cantera de roca o excavacion oblig. 2A FILTRO DE TRITURACIÓN GRADUADA 1.91 (3/4") < 5% 40.00 Planta Industrial 2B TRANSICIÓN ÚNICA 7.50 < 8% 40.00 Cantera coluvio areno - gravoso y planta ind. 3A ENROCAMIENTO DE ROCA SANA 35.00 < 5% 40.00 Cantera coluvio areno - gravoso y planta ind. 3B' GRAVAS NATURALES DEL CAUCE 55.00 < 5% 60.00 Cantera del cauce del río 3B ENROCAMIENTO DE ROCA SANA 50.00 < 5% 60.00 Cantera de roca o excavacion oblig. 3C ENROCAMIENTO DE ROCA SANA 50.00 < 5% 80.00 Cantera de roca o excavacion oblig. 3D ENROCAMIENTO DE ROCA SANA 70.00 < 8% 80.00 Cantera de roca o excavacion oblig. 3E ENROCAMIENTO FINO 50.00 < 5% 60.00 Exc. Obligatorio de tuneles BLOQUES DE ROCA SANA ARREGLADAS EN LA 4 CARA DE AGUAS ABAJO CON CARA MAS ANCHA Cantera de roca EN LA HORIZONTAL 120.00 - - F FILTER 30.00 < 5% 60.00 Planta Industrial T COLUVIO ARENO GRAVOSO 35.00 <15% 50.00 Cantera coluvio areno- gravoso y desperd. Planta ind. Fuente: Adaptado del Balance de Materiales de la Central Hidroeléctrica de Chaglla. Huánuco, 2012 [29]. Asimismo, es importante mencionar que todos los materiales deben cumplir con una densidad y coeficiente de permeabilidad determinada por ello los materiales que corresponden desde el 3A hasta 3E deben cumplir con un proporción mínima de agua de 200 litros por metro cúbico. El Anexo D muestra el procedimiento elaborado en el proyecto para la colocación y compactación de los materiales. Asimismo, detalla los equipos a utilizar para la correcta compactación de los mismos. 29 La colocación del bordillo se realiza por medio de una extrusora o también llamada en el proyecto como “Bordilladora”. El concreto utilizado de muy baja resistencia y esto se debe a que no cumple ninguna función estructural. Esta zona sirve como cama para la colocación de las varillas de aceros de la pantalla de concreto y también sirve como zona de protección para evitar la erosión de los materiales de relleno y como borde para poder realizar la correcta compactación de los mismos. La figura 3.3.1.1 y 3.3.1.2 muestran el procedimiento mencionado líneas arriba sobre la colocación del bordillo. Figura 3.3.1.1 Colocación de los bordillos [30]. Figura 3.1.1.2 Colocación de los materiales al borde de la cara aguas arriba [30]. 30 El Anexo E muestra el diseño de la etapa final y el cambio que se realizó para la colocación del primer bordillo. Como bien se mencionó al inicio del presente estudio, el proyecto fue pactado por medio de un contrato Fast Track, fue por ello que el diseño definitivo de la presa se da en la etapa de construcción. Asimismo el anexo mencionado muestra fotos tomadas de la colocación de los bordillos en el mismo proyecto. Como se mencionó el bordillo es un concreto de muy baja resistencia y en la Tabla 4 se presenta la dosificación de este material. TABLA 4. Dosificación del concreto para los bordillos extruidos. Concreto 70 kg/cm2 Material Dosificación Cemento 70 - 75 kg/m3 Agregado de 19 mm (3/4") 1173 kg/m3 Arena 1173 kg/m3 Agua 125 litros Fuente: Adaptado de Intertechne, Ingeniería Básica, 2010 [27]. Comúnmente las presas de escollera solo presentan una Zona 2B detrás de los “Bordillos”, sin embargo dado a los estadios realizados en esta y a las condiciones del macizo rocoso se optó por utilizar una Zona 2A, las características de este material fueron detalladas líneas arriba. Asimismo, los estudios realizados al macizo rocoso arrojaron que la sección en planta de esta zona debería de cambiar conforme se iba rellenando la presa. Estos detalles de cambio de sección es importante tenerlas en cuenta ya que serán importantes para realizar la programación semanal y control de avances diarios. El Anexo F muestra la geometría en planta de estas zonas en los diferentes puntos de elevación donde se realizan los cambios de sección. 3.3.2. PROCEDENCIA DE LOS MATERIALES: En esta obra se puede disponer de materiales de procedencia de depósitos aluviales, excavaciones obligatorias, tanto subterráneas como a cielo abierto haciendo que represente una reducción en el gasto de transporte de materiales, lo cual permite que los ciclos sean menores y aumente la productividad evitando excesivos puntos de acopio. Asimismo, esto representa un menor impacto ambiental en la región ya que los botadores son disminuidos en gran cantidad. 3.3.2.1. EXCAVACIONES OBLIGATORIAS EN SUPERFICIE: Las principales excavaciones obligatorias en superficie o a cielo abierto (tajo abierto), y que nos permitirá usar el material explotado son las siguientes: shaft, portales del 31 vertedero, plinto, portal de ventana 01, accesos provisionales y Pequeña Central Hidroeléctrico (PCH). Dado a los diferentes estudios hemos podido dividir estos materiales en diferentes tipos: material común, que será procesado pudiéndose obtener material tipo T; también tenemos roca fragmentada que puede ser acopiada y tratada en la planta industrial para obtener material del tipo 2B, 3A, y F; y también podemos tener roca fija que puede ser usada como material 3B, 3C, 3D, 3E y 4. Cabe mencionar que estos estudios no son determinantes para el uso de los materiales, ya que durante la ejecución del proyecto se seguirán evaluando los materiales para continuar con su uso. La Tabla 5 muestra un resumen de lo mencionado líneas arriba. TABLA 5. Uso del material proveniente de excavación en superficie TIPO DE MATERIAL SEGUN SUS CARACTERISTICAS Material común T Roca Fragmentada 3B, 3C, 3D Y 3E Roca Fija 3B, 3C, 3D, 3E Y 4 Subacuática 3C Y 3D Aluvión T Dental 3C Y 3D Excav. en Roca Fija 3C Y 3D Fuente: Adaptado del Balance de Materiales de la Central Hidroeléctrica de Chaglla. Huánuco, 2012 [29]. 3.3.2.2. EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS: Como bien se conoce las excavaciones subterráneas suele clasificarse de acuerdo a su fragmentabilidad, y estas desde roca tipo I hasta roca tipo V, que va desde la menos fragmentable hasta la más fragmentable. Las principales excavaciones subterráneas que nos proporcionarán de material para el relleno de presa: túnel de aducción frente 01, 02 y 03; túnel de vertedero y ventana 01. Este volumen extraído será utilizado de dos formas, la primera será llevada a la planta industrial para ser procesado y transformado en material 2B, 3A, F y T. Mientras que el volumen restante será utilizado como material grueso previa evaluación por el área de calidad. La Tabla 6 muestra un resumen de lo mencionado líneas arriba. 32 TABLA 6. Uso del material proveniente de excavación subterránea TIPO DE MATERIAL SEGUN SUS CARACTERISTICAS Excav. Sub. en roca tipo I 2B, 3B, 3C, 3E Excav. Sub. en roca tipo II 2B, 3B, 3C, 3E Excav. Sub. en roca tipo III 2B, 3B, 3C, 3E Excav. Sub. en roca tipo IV 2B, T Y 1B Excav. Sub. en roca tipo V 2B, T Y 1B Excav. Sub. en roca tipo Va T Y 1B Fuente: Adaptado del Balance de Materiales de la Central Hidroeléctrica de Chaglla. Huánuco, 2012 [29]. 3.3.2.3. ACCESOS PROVISIONALES Y DEFINITIVOS: De las excavaciones para accesos, tanto provisionales como definitivos, se obtienen diferentes tipos de materiales como: top soil, que es eliminado, material exceden que se divide en roca descompuesta y fija. Estas últimas son acopiadas y llevadas a la planta industrial para ser transformadas en materiales como 3C, 3D y T. La Tabla 7 muestra un resumen de lo que se acaba de mencionar. TABLA 7. Uso del material proveniente de accesos provisionales y definitivos TIPO DE MATERIAL SEGUN SUS CARACTERISTICAS Material suelto T Roca descompuesta 3B, 3C, 3E Y 3D Roca fija 3B, 3C Y 3D Fuente: Adaptado del Balance de Materiales de la Central Hidroeléctrica de Chaglla. Huánuco, 2012 [29]. 3.3.2.4. EXPLOTACIÓN DE CANTERAS: El material que será explotado de las diferentes canteras dentro del proyecto se dispondrán de dos maneras diferentes: una porción del volumen obtenido será colocado directamente en el relleno de la presa, mientras que lo restante será acopiado según sea necesario. Asimismo, para los materiales gruesos que serán usados directamente es importante indicar que en la misma cantera se realizarán ensayos granulométricos con el fin de determinar su posible uso. Estos pueden ser: 1B, 3B, 3C, 3D Y 4. Y para los materiales arcillosos limo-arenosas y areno-gravosas que serán utilizados directamente son: 1A, 2B, 3A y T. Por otro lado, se cuentan con canteras de ríos, que su explotación se encuentra determinado a las épocas de estiaje. Estas canteras nos proporcionarán de material tipo 2B, 3A, F y T. Estos además de ser usados para el relleno de presa deberán pasar por tratamiento en la planta industrial donde se usará también como agregado de 33 concreto. De acuerdo a estudios se ha determinado el siguiente volumen para las diferentes temporadas de acuerdo al año [28]:  Marzo a Octubre del 2012: 280000 m3.  Marzo a Octubre del 2013: 495600 m3.  Marzo a Junio del 2014: 249000 m3. El material que será utilizada directamente en el relleno de presa y que proviene de este tipo de canteras asciende a 155190 m3. Este material será usado como tipo 3B. Las canteras fueron denominadas por números correlativos, y se dividen según su ubicación con respecto al eje de la presa de la siguiente forma:  Canteras aguas arriba: 10, 12, 18, 19 y 20.  Canteras aguas abajo: 01, 02, 21, 22. En la tabla 8 se muestra la capacidad proyectada para las canteras identificadas según el tipo de material que se necesita. Parte de los volúmenes se destinará para la construcción de las ataguías aguas arriba. Tabla 8. Volumen en banco de canteras de acuerdo al tipo de material MATERIAL (m3) Suelo Coluvio, Arcilloso UBICACIÓN Gravoso Arenoso- Roca y Limo- Gravoso Arenoso 1B,3B,3C,3D,3E 2B,3A T 1A Y 4 CANTERA 01 23,780 CANTERA 02 1.700,00 CANTERA 10 129,823 CANTERA 12 116,161 CANTERA 19 1.687,600 CANTERA 20 1.489,100 CANTERA 21 360,000 CANTERA 22 700,000 TOTAL 23,780 245,984 1.700,00 4.236,700 Fuente: Adaptado del Balance de Materiales de la Central Hidroeléctrica de Chaglla. Huánuco, 2012 [29]. 34 CAPÍTULO 4. PLANEAMIENTO: MARCO TEÓRICO 4.1. LEAN CONSTRUCTION Lean Construction, conocido también como construcción sin pérdidas, es una filosofía de trabajo que busca la excelencia de la empresa o proyecto desde su concepción, ejecución hasta su puesta en servicio. Esta excelencia se basa a través de un proceso de mejora continua en la empresa o proyecto, que consiste principalmente en reducir o eliminar aquellas actividades que no tienen valor durante su ejecución, buscando una manera de mejorar los recursos que se posee, optimizar la entrega de valor al cliente, para producir a un menor costo, con mayor calidad y más seguridad, y con plazos de entrega cortos. Lean Construction abarca la aplicación de principios y herramientas que han sido extensamente difundidos en la industria manufacturera. Se introdujo una visión integradora de la producción como flujo de información o de materiales, con tres objetivos fundamentales: reducción de costos, ahorro de tiempo e incremento de valor para el cliente. En la Tabla 9, se detallan los doce principios básicos de Lean Construction que se establecen para el diseño, control y mejora de los flujos de producción [31]. Tabla 9. Principios básicos para el diseño, control y mejora de los ciclos de producción Fuente: Principios básicos para el diseño, control y mejora de los ciclos de producción,2008 [31]. Esta metodología, se extiende desde los objetivos de un sistema de producción ajustada - maximizar el valor y minimizar los desperdicios - hasta las técnicas específicas, y las aplica en un nuevo proceso de entrega y ejecución del proyecto. Como resultado [31]:  La construcción o infraestructura y su entrega son diseñados juntos para mostrar y apoyar mejor los propósitos de los clientes.  El trabajo se estructura en todo el proceso para maximizar el valor y reducir los desperdicios a nivel de ejecución de los proyectos. 35  Los esfuerzos para gestionar y mejorar el rendimiento están destinados a mejorar el rendimiento total del proyecto, ya que esto es más importante que la reducción de los costes o el aumento de la velocidad de ninguna actividad aislada.  El control se redefine como pasar de “monitorizar los resultados” a “hacer que las cosas sucedan”. Los rendimientos de los sistemas de planificación y control se miden y se mejoran.  La notificación fiable del trabajo entre especialistas en diseño, suministro y montaje o ejecución asegura que se entregue valor al cliente y se reduzcan los desperdicios. Es por ello que la filosofía Lean es útil en proyectos complejos, contingentes y de alta velocidad. En general, la filosofía de gestión que inspira la producción sin pérdidas desafía mucho de los paradigmas vigentes en los sistemas de producción convencionales. La Tabla 10 resume las diferencias fundamentales entre la producción sin pérdidas y la producción convencional [31]. Tabla 10. La producción convencional y la producción sin pérdidas. Fuente: Principios básicos para el diseño, control y mejora de los ciclos de producción,2008 [31]. Finalmente, cabe resaltar que Lean Construction trata de alcanzar estos objetivos en todas las etapas del ciclo de vida de un proyecto de edificación, contando con todos los agentes sociales que intervienen en el proceso de diseño y construcción y con todas las personas y empresas que participan en la cadena entera de suministro y en cada flujo de valor, sin dejar a nadie fuera e integrando a todos bajo una meta común según los principios del sistema Lean [31]. La filosofía Lean Construction propone diferentes herramientas para lograr cumplir con los objetivas mencionados líneas arribas, dentro de estas herramientas se encuentran 36 el Last Planner System, Just in Time, Total Quality Managmente, Tren de Actividades, etc. Líneas abajo detallaremos algunas de estas herramientas. 4.2. Last Planner System (Sistema Último Planificador) Es un sistema de planificación y control de la producción para mejorar la variabilidad en las obras de construcción y reducir la inseguridad en las actividades programadas. Basándose en la teoría Lean Production, Herman Glenn Ballard y Gregory A. Howell desarrollaron un sistema de planificación y control de proyectos llamado “Last Planner System”, como herramienta para contrarrestar los principales obstáculos en la construcción, los cuales son los siguientes, según los autores [33]:  La planificación no se concibe como un sistema, sino que descansa plenamente en la experiencia del profesional a cargo.  La gestión se enfoca en el corto plazo, descuidando el largo plazo.  No se hacen mediciones del desempeño obtenido.  No se analizan los errores de programación ni las causas que las originan. Básicamente Last Planner es un enfoque práctico en el cual los gerentes de construcción y los jefes de equipo colaboran para preparar planes de trabajo que pueden ser ejecutados, para mejorar la estabilidad del trabajo. Asimismo, engloba otras herramientas de control de producción como la planificación maestra, planificación por fases, lookahead, plan semanal, porcentaje de plan cumplido y causas de no cumplimiento [33]. La planificación tradicional con los métodos de ruta crítica no controla la variabilidad, en cambio Last Planner, al agregar un componente de control de la producción a la gestión tradicional de proyectos, puede entenderse como un elemento para la transformación de lo que debe hacerse en lo que se puede hacer, formando así planes de trabajos semanales a través de asignaciones. Una de las funciones de este sistema es determinar lo que debería hacerse, para completar un proyecto y decidir lo que se debió tener en cuenta, ya que debido a ciertas restricciones no es posible hacer todas las actividades planificadas. Luis F. Alarcón establece este hecho gráficamente. Como se observa en la Figura 4.2.1, los tres estados teóricos de la planificación son: lo que se debe hacer, lo que se hará y finalmente lo que se puede hacer en obra. Para mostrar que tradicionalmente las actividades que se espera ejecutar son mayores que las que se pueden realmente hacer, Alarcón las representa como tres conjuntos. Lo que aquí se ilustra es una de las principales fallas en la planificación tradicional, sencillamente porque el programa general del proyecto dice lo que debe hacerse, los administradores deciden lo que se hará y en el terreno realmente se ejecuta lo que puede hacerse. [32] 37 Figura 4.2.1 Planificación usual [32]. Según Glenn Ballard, quien fue el que desarrolló Last Planner System. Explica que el esquema tradicional de planificación de la producción es como se muestra en la Figura 4.2.2. Este investigador asegura que dicho esquema es poco adecuado para enfrentar la inseguridad y variabilidad en la construcción, ya que la estructura en sí crea gran incertidumbre al no controlar las restricciones que pueden tener las actividades planificadas. Figura 4.2.2 Sistema Tradicional de Planificación [33]. Para mejorar la selección de actividades que puedes ejecutarse y así tener más confianza en que realmente se realizará, Last Planner System modifica el proceso de programación tradicional y el control de la obra para aumentar la confiabilidad en la planeación e incrementar el desempeño en obra. Esta modificación realizada por Glenn Ballard se muestra en la figura 4.2.3. 38 Figura 4.2.3 Sistema de Planificación Lean [33] Se puede concluir que de esta forma Last Planner System controla de una manera más efectiva la ejecución de las actividades necesarias para completar el proyecto, asegurándose de que lo que se planea hacer en la obra realmente será hecho y así evitar paros en obra que conllevan pérdidas de tiempo que retrasan el proyecto y se traducen en una pérdida económica. La implementación del nuevo concepto de planificación que instaura la filosofía de Last Planner System se logra eliminando el error de la planificación usual como se muestra en la figura 4.2.4, en donde el conjunto de las actividades que se harán son mayores a las que realmente pueden hacerse; la diferencia entre los dos conjuntos planteados serán actividades que quedarán sin hacer, es decir los retrasos. Figura 4.2.4 Sistema de Planificación Lean [34] La estructura de la filosofía de Last Planner se desarrolla en tres niveles de planificación distintos (Ver figura 4.2.5), en el cual se plantea que la planificación se efectúa en el nivel más bajo de jerarquía, es decir la última persona o grupo que se encarga de la supervisión de los trabajos de obra (El Último Planificador). 39 Figura 4.2.5 Sistema de Planificación Lean [35] Finalmente, este sistema forma parte de la tradicional programación maestra de toda la obra, la cual usa como un referente de hitos; luego , baja a una programación por fases, por ejemplo: excavaciones, cimentación, casco, instalaciones de agua y desagüe, etc. ( esto es lo que DEBERIA hacerse); después abre una ventana de programación de 4 a 6 semanas ( analizando lo que realmente se PUEDE hacer), denominada Look Ahead, donde se aplica un análisis de restricciones; y finalmente, se llega a una programación semanal ( lo que finalmente se HARÁ). Una vez realizado los trabajos (lo que se HIZO), los planificadores son retroalimentados con el Porcentaje de Planificación Cumplida (PPC) y con las Razones de No Cumplimiento (RNC) [41]. La figura 4.2.6 esquematiza estos pasos con más detalle: Figura 4.2.6 Esquema del Procedimiento Last Planner [41] 40 4.2.1. Planificación general o programa maestro La planificación general es la programación de todas las actividades necesarias para realizar la construcción de los elementos estructurales, arquitectónicos, entre otros, que hacen parte del proyecto. Consiste en plantear los hitos que se requieren para cumplir con los objetivos propuestos. Se trabaja a nivel de grupos de actividades (fases) y se realiza la programación para todo el proyecto y es posible que pueda estar sujeta a modificaciones y ajustes de acuerdo al estado del proyecto (comienzos, secuencias, duraciones, etc.), se efectúa en forma de diagrama de Gantt. La figura 4.2.1.1 esquematiza la programación de casco de una obra, donde se identifican los hitos principales de la estructura [36]. Figura 4.2.1.1 Programación maestra de una obra [36]. 4.2.2. Planificación Intermedia (Look Ahead) La planificación intermedia es el segundo nivel de la jerarquía en la planificación y consiste en excluir la programación general para evitar perder tiempo y material; se destacan aquellas actividades que deberían hacerse en un futuro cercano. Aquí se controla la coordinación de diseño, los proveedores, los recursos humanos, los requisitos previos para hacer las actividades y la información para que las cuadrillas de trabajo cumplan con sus objetivos en obra [37]. Para hacer la planificación intermedia deben seguirse los siguientes procesos [37]:  Definición del intervalo de tiempo: Es medido por semanas, su número depende de las características del proyecto y de los tiempos para adquirir información, materiales, mano de obra y maquinaria.  Definición de las actividades que serán parten del plan intermedio: Se deben examinar minuciosamente todas las actividades del plan maestro que estén contenidas dentro de los intervalos definidos, esto permite obtener un conjunto de tareas para cada intervalo de tiempo dado. 41  Análisis de restricciones: Una vez identificadas las tareas que serán parte del plan intermedio es necesario asegurar que estén libres de restricciones para que puedan ser llevadas a cabo en el momento fijado. Es necesario cumplir con dos etapas para asegurarnos que una actividad esté libre de restricciones: Primera, se debe revisar el estado de las tareas con respecto a la planificación intermedia teniendo en cuenta sus restricciones y la probabilidad de mover las tareas antes del tiempo para su comienzo. La revisión es el primer paso para controlar el flujo de trabajo, su objetivo principal es filtrar la información que entra a la planificación intermedia. Segunda, preparar las restricciones. Se trata de definir cuáles serán las acciones tomadas para remover las restricciones para iniciar la actividad en el tiempo planeado.+  Intervalo de trabajo ejecutable: Está compuesto por todas aquellas tareas que tienen la mayor probabilidad de ser ejecutadas, es decir, aquellas que pasaron por el proceso de revisión y están libres de restricciones; de esta manera se crea un intervalo de tareas que se han de ejecutar. La figura 4.2.2.1 muestra una programación Look Ahead a 4 semanas: Figura 4.2.2.1 Programación Look Ahead [37]. 4.2.3. Planificación Semanal Es la última fase de planificación de Last Planner System y presenta el mayor nivel de detalle antes de la ejecución de un trabajo; es realizada por los administradores de obra, jefes de terreno, jefes de obra, capataces y todos aquellos que supervisan directamente la ejecución de los trabajos en obra. Se mide el porcentaje de Actividades Completadas PAC para saber porcentualmente cual fue el número de actividades programadas que realmente se ejecutaron en obra y así medir que tan efectiva fue la planificación semanal y además tabular las causas por las cuales el PAC no fue del 100% para corregirlas en la siguiente semana [31]. La figura 4.2.3.1 muestra un formato típico de una programación semanal, la cual entrega actividades liberadas luego de la aplicación de un análisis de restricciones. 42 Figura 4.2.3.1 Programación Semanal y Análisis de Restricciones [37] 4.2.4 Análisis de Restricciones Conocida también como “Teoría de Restricciones”. A inicios de los años 1980 esta teoría nació como solución a un problema de optimización de la producción. Hoy en día, esta teoría propone que para mejorar la productividad de un sistema no se requiere mejorar todas sus fases o actividades, sino que debemos concentrarnos solo en aquel proceso que hace que toda la línea de producción se restrinja, lo que la teoría denomina el “Cuello de Botella”. Por lo tanto cualquier esfuerzo dedicado a mejorar la velocidad de otro proceso no aporta nada, por el contrario genera desgaste y desperdicio, lo cual va en contra de la productividad [38]. Esta teoría tiene muchos beneficios, que incluyen [38]:  Mejora el rendimiento de proceso de un producto o servicio  El aumento de la rentabilidad a través de la consecución de un objetivo de rendimiento  Aumento de la productividad, la capacidad y la calidad  Reducción de los tiempos de entrega y niveles de inventario  Mejora de la satisfacción del cliente  Mejora la cultura, compromiso de los empleados, y la resolución de problemas Todo proyecto en la búsqueda de aumentar las utilidades debe identificar y eliminar restricciones de forma sistemática. Para lo cual se propone el siguiente proceso [38]:  Evaluar el proceso por el estado actual e identificar la restricción que limita la consecución del objetivo de rendimiento  Explotar restricción al hacer mejoras pequeñas y rápidas en el proceso en lugar de restricción  Subordinadas todas las demás medidas y actividades en el proceso de centrarse en la restricción , lo que garantiza que apoyan las mejoras a la restricción  Elevar las restricciones en el proceso para lograr con éxito el rendimiento meta a través de la aplicación de las mejoras más avanzadas y sostenibles; este paso 43 se considera como " ruptura " de la restricción , y puede resultar en la identificación de una restricción en algún otro lugar del el proceso.  Repita el ciclo de mejora continua de las restricciones adicionales o nuevas que limitan o impiden el proceso de la consecución del objetivo de rendimiento La figura 4.2.4.1 muestra un esquema resumen de lo mencionado líneas arriba con respecto a la Teoría de restricciones. Identificar las restricciones Explotar las Repetir el proceso restricciones Elevar las Subordinar todas las restricciones demás actividades Figura 4.2.4.1 Ciclo de la Teoría de Restricciones [38] Finalmente, podemos decir que la construcción se divide en varios procesos pequeños que trabajan uno después de otro similar a una línea de producción de una fábrica con la única diferencia que en el caso de las fabricas el producto pasa por las estaciones de trabajo y en la construcción son las estaciones de trabajo las que recorren el producto, es así que estos conceptos son totalmente aplicables para el campo de la construcción y es de aquí de donde nace la optimización de flujos y procesos que describe la filosofía lean. 4.3. Just In time Es una filosofía que define la forma en que debería optimizarse un sistema de producción. Se trata de entregar materias primas o componentes a la línea de fabricación de forma que lleguen “justo a tiempo” a medida que son necesarios. El objetivo principal del sistema Just In Time, se traduce en la eliminación del desperdicio; es decir, en la búsqueda de problemas y en el análisis de soluciones para la eliminación de actividades innecesarias y sus consecuencias. Algunas de ellas son las siguientes [39]:  Sobreproducción (fabricar más productos de los requeridos).  Operaciones innecesarias (que se tratan de eliminar mediante nuevos diseños de productos o procesos).  Desplazamientos (de personal y de material). 44  Inventarios, averías, tiempos de espera, etc. La gran ventaja que presenta el sistema es la posibilidad de trabajar bajo pedido del cliente, con lo que la posibilidad de fabricar algo que luego no vaya a ser aceptado por los clientes no existe; ahora bien, existe la dificultad de tener que trabajar bajo la presión que impone el plazo de entrega del cliente, pues a éste no le preocupa la organización interna de la fábrica, sino que su interés está en recibir lo que desea en las condiciones acordadas. Este sistema exige un importante nivel de involucración y entrenamiento de los trabajadores que están en la línea, los cuales tendrán que actuar también como inspectores de calidad. En el sistema Just In Time cada paso en fabricación se considera como una adquisición de valor adicional y no como un incremento de coste. Para la consecución de sus metas, el Just In Time trabaja con una serie de elementos [39]:  Equilibrado de la producción.  El sistema Kanban.  Reducción de los tiempos de preparación (el sistema SMED) y de fabricación.  Estandarización de las operaciones.  Capacidad de adaptación a la demanda mediante flexibilidad en el número de trabajadores.  Programas de recogida y aprovecha- miento de las ideas y sugerencias de los trabajadores para mejorar las operaciones e incrementar la productividad.  Control autónomo de los defectos.  Mantenimiento productivo total.  Relaciones con los proveedores y los clientes. El Just In Time tiene 4 pilares esenciales: 1. Poner en evidencia los problemas fundamentales. 2. Eliminar desperdicios. 3. Buscar la simplicidad. 4. Diseñar sistemas para identificar problemas. La figura 4.3.1 muestra en gráfica como es sostenida la herramienta Just in Time. 45 Figura 4.3.1 Los 4 pilares de la Filosofía Just In Time [39]. 1. Poner en evidencia los problemas fundamentales.- La cultura japonesa representa con imágenes para describir el primer objetivo de la filosofía del Just in Time, que es atacar los problemas fundamentales, los japoneses utilizan la analogía del río de las existencias que queda reflejada en el esquema de la figura 4.3.2. Figura 4.3.2 El río de las existencias [39]. El nivel del río representa las existencias y las operaciones de la empresa se visualizan como un barco que navega río arriba y río abajo. Cuando una empresa intenta bajar el nivel del río (en otras palabras, reducir el nivel de las existencias) descubre rocas, es decir, problemas. Hasta hace bastante poco, cuando estos problemas surgían en las empresas de los países occidentales la respuesta era aumentar las existencias para cubrir el problema. La filosofía del Just In Time, indica que cuando aparecen problemas debemos enfrentarnos a ellos y resolverlos (las rocas deben eliminarse del lecho del río). El nivel de las existencias puede reducirse entonces gradualmente hasta descubrir 46 otro problema; este problema también se resolvería, y así sucesivamente [39]. 2.- Eliminar Desperdicios.- El segundo objetivo de la filosofía del Just In Time, significa todo lo que no añada valor al producto. Ejemplos de operaciones que añaden valor son los procesos como cortar metal, soldar, insertar componentes electrónicos, etc. Ejemplos de operaciones que no añaden valor son la inspección, el transporte, el almacenaje, la preparación. El enfoque occidental tradicional es tener inspectores estratégicamente situados para examinar las piezas y, si es necesario, interceptarlas. Esto conlleva ciertas desventajas, incluyendo el tiempo que se tarda en inspeccionar las piezas y el hecho de que los inspectores muchas veces descubren los fallos cuando ya se ha fabricado un lote entero, con lo cual hay que reprocesar todo el lote o desecharlo, dos soluciones muy caras. El enfoque del sistema Just In Time, consiste en eliminar la necesidad de una fase de inspección independiente, poniendo énfasis en dos imperativos [39]:  Haciéndolo bien a la primera. Dado que conseguir productos de alta calidad normalmente no resulta más caro que fabricar productos de baja calidad, todo lo que se necesita es un esfuerzo concentrado para depurar las tendencias que propician la aparición de defectos.  Conseguir que el operario asuma la responsabilidad de controlar el proceso y llevar a cabo las medidas correctoras que sean necesarias, proporcionándole unas pautas que debe intentar alcanzar. 3. Buscar la Simplicidad.- El tercer objetivo de la filosofía Just In Time, es buscar soluciones simples. Los enfoques de la gestión de la fabricación que estaban de moda durante los años setenta y principios de los ochenta se basaban en la premisa de que la complejidad era inevitable [39]. Esta filosofía tiene mucho énfasis en la búsqueda de la simplicidad, basándose en el hecho de que es muy probable que los enfoques simples conlleven una gestión más eficaz. El primer tramo del camino hacia la simplicidad cubre dos zonas: Flujo de material y Control. Un enfoque simple respecto al flujo de material es eliminar las rutas complejas y buscar líneas de flujo más directas, si es posible unidireccionales. La mayoría de las plantas que fabrican basándose en lotes están organizadas según lo que podríamos denominar una disposición por procesos. La Figura 4.3.3 es un ejemplo de ello. 47 Figura 4.3.3 Disposición típica por procesos [39]. La filosofía de simplicidad del Just In Time, además de aplicarse al flujo de artículos, también se aplica al control de estas líneas de flujo. En vez de utilizar un control complejo, el Just In Time pone más énfasis en un control simple. Un ejemplo es el sistema de arrastre/Kanban. Difiere mucho de los enfoques de control convencionales, ya que los sistemas de arrastre/Kanban arrastran el trabajo. Los sistemas de control complejos son sistemas que empujan en el sentido de que planifican lo que hay que fabricar, que luego se empuja a través de la fábrica. Se supone que los cuellos de botella y otros problemas se detectan de antemano y se instalan unos complejos sistemas de control para informar de los cambios para que puedan tomarse las medidas correctoras. En cambio, el enfoque Just In Time que utiliza el sistema de arrastre/Kanban elimina el conjunto complejo de flujos de datos, ya que es esencialmente, en su forma original, un sistema manual [39]. 4. Diseñar sistemas para identificar problemas.- El cuarto punto de la filosofía del Just In Time es establecer sistemas para identificar problemas. Hemos visto cómo los sistemas de arrastre/Kanban sacan los problemas a la luz. Otro ejemplo es el uso del control de calidad estadístico que ayuda a identificar la fuente del problema. Con el J.I.T., cualquier sistema que identifique los problemas se considera beneficioso y cualquier sistema que los enmascare, perjudicial. Los sistemas de arrastre/Kanban identifican los problemas y por tanto son beneficiosos [39]. Los enfoques anteriores tradicionales tendían a ocultar los problemas fundamentales y de esta forma retrasar o impedir la solución. La mayoría de los sistemas de fabricación tenían además otros problemas: Proveedores poco fiables, Falta de calidad y Procesos con cuellos de botella, etc. La diferencia entre una empresa típica tradicional y una aplicación Just In Time es grande. El bajo nivel de productos en curso en una buena aplicación del Just In 48 Time le da a la fábrica un aspecto ordenado, casi desierto. También se puede observar un aumento de la moral y una atmósfera más dedicada. Es posible que muchos directivos consideren en un principio que la necesidad de crear sistemas para identificar problemas es una desventaja potencial. Sin embargo, la experiencia muestra que si se crean estos sistemas y si se resuelven los problemas (que es el primer aspecto de la filosofía Just In Time) se puede mejorar considerablemente el funcionamiento de la empresa [39]. Dado lo expuesto, el método Just In Time se muestra como uno de los sistemas más apropiados para cuando ya se tienen ciclos ya productitos y repetitivos. Esto, permite optimizar el tiempo y los recursos invertidos en la producción. Asimismo, un adecuado análisis de los métodos, procedimientos y sistemas de cada caso concreto, será la mejor opción para encontrar la solución más adecuada a tu empresa. 4.4. Total Quality Managment (TQM) La filosofía de la Calidad Total proporciona una concepción global que fomenta la mejora continua en la organización y la involucración de todos sus miembros, centrándose en la satisfacción tanto del cliente interno como del externo. Es una teoría de la administración empresarial centrada en la permanente satisfacción de las expectativas del cliente. La calidad es un tema de reciente desarrollo, ahora ya no se puede hablar de hacer las cosas bien sino mantener un nivel de calidad adecuado durante la realización de un producto o servicio. La Gestión de Calidad Total, que como se expuso anteriormente fue uno de los factores, que unido a otros también importantes del país asiático mencionado, lo condujo al gran desarrollo alcanzado, posee un grupo de elementos que la caracterizan. Ante todo la aplicación del sistema en función de la calidad es para toda la organización en su conjunto, donde todas las personas deben sentirse actores y no espectadores, motivados y con un sentido de pertenencia hacia la misma, así como con todos los procesos y actividades correctamente interrelacionada. La influencia de este sistema debe abarcar las actividades productivas, técnicas, de servicios y administrativas, o sea, como se expresó la organización en su conjunto, propiciando un trabajo bien realizado desde la primera vez que se realice y con la participación y colaboración individual y colectiva de todos los integrantes [40]. 4.5 Tren de Actividades Algunos Proyectos o porciones del Proyecto podrán tener sus cronogramas representados por un Tren de Actividades. Se aplica principalmente en Proyectos en los que la variabilidad es reducida y que es posible descomponer en partes equivalentes de trabajo. Esta herramienta está orientada a optimizar actividades repetitivas y secuenciales, pero la metodología también permite convertir un Proyecto no repetitiva en repetitiva. Esta metodología se basa en dividir los volúmenes de trabajo en porciones pequeñas, más manejables. La programación de cada actividad se logra mediante el balance de la capacidad de las cuadrillas asignadas a cada actividad, eliminando así tiempos de espera y tiempos muertos [41]. 49 Entre sus características tenemos las siguientes [41]:  Es una programación lineal basada en lograr volúmenes de producción similares para cada día, en cada cuadrilla.  La cantidad de trabajo “Q” que se ejecuta en cada una de las estaciones debe ser aproximadamente la misma.  La capacidad de cada estación está diseñada para la cantidad de trabajo “Q”.  Todos los días se tiene el mismo avance. Como principales ventajas de la aplicación de los trenes de trabajo se tiene [41]:  Incrementa la productividad.  Mejora la curva de aprendizaje.  Se puede saber lo que se avanzará y gastará en el día.  Se puede conocer el avance que se tendrá en un día determinado.  Disminuye la cantidad de trabajos rehechos.  Elaboración del Tren de Actividades [41]:: Se busca que, una vez detallada la secuencia constructiva para la ejecución de un elemento o partida, una cuadrilla específica pueda realizar todos los días la misma actividad, cambiando únicamente de lugar de trabajo. La metodología para elaborar un tren de actividades es la siguiente: a. Sectorizar el área de trabajo en pequeños sectores que puedan ser construidos en un día de trabajo. La idea es que un grupo que trabaja en un sector pueda lograr una repetición del trabajo equivalente al número de sectores totales. La cantidad de trabajo debe ser equivalente en cada sector. b. Listar las actividades que conforman el trabajo que se va a ejecutar en cada sector. El detalle de este listado deberá ser tal que permita entender claramente el proceso y a su vez que no signifique manejar muchas actividades que puedan confundir a los obreros. c. Secuenciar las actividades previamente listadas de modo que se cubran todos los sectores de trabajo. Este es el paso que toma más tiempo y es muy común que las primeras secuencias que se consideren no sean las mejores. Siempre se tiene que tomar en cuenta que la duración del tren debe encajar dentro de los hitos del plan general. De no encajar, revisar la secuencia constructiva diaria, y ver la manera de ajustarla. Tal vez sea necesario, por ejemplo, disponer de mayor cantidad de equipos, o de mayor cantidad de obreros. 50 d. Dimensionar la cantidad de obreros y de equipos necesario, considerando: 1. Metrados de cada sector (del más representativo). 2. Velocidad de avance de cada cuadrilla básica. 3. Número de cuadrillas básicas para que las actividades se ejecuten en 1 sólo día. La figura 4.5.1 muestra el tren de actividades de trabajos eléctricos de servicio público. Figura 4.5.1 Tren de Actividades [42] Este tipo de programación convierte todas las actividades en críticas, en el que al tomarse una sola ruta crítica se está considerando que existen holguras para otras actividades que a la larga se convierten en “pérdidas”. Cabe mencionar que existe el peligro que, al no contar con holguras, cada retraso de una actividad genere atraso al resto de actividades. Por ello, para su aplicación se prefieren Proyectos con poca variabilidad [41]. El tren de actividades es una herramienta que ayuda a los Ingenieros de Producción a esquematizar y administrar el detalle de la secuencia constructiva de estos elementos o partidas, por lo que su participación en la elaboración de los trenes es fundamental, sobretodo en la etapa inicial de la construcción cuando se tienen que diseñar los procesos constructivos a usar. 51 CAPÍTULO 5. METODOLOGÍA: 5.1. ESTUDIO DE PROGRAMACIÓN De manera general, la construcción de la Central Hidroeléctrica de Chaglla estaba predestinada para un plazo de 56 meses; sin embargo, gerencialmente se decidió adelantar las labores del túnel de desvío con la finalidad de reducir, el tiempo de construcción a 48 meses. Al momento de ejecutar esta reducción de tiempo, ciertos servicios, como los accesos, se vieron afectados en su plazo y momento de ejecución, y cuando fue necesario explotar las canteras y llegar a los puntos de entrada y salida de vertederos, los accesos no se encontraban totalmente desarrollados. A continuación, en la figura 5.1 podemos ver la división de las etapas que son designadas por el área de diseño, estas etapas están diferenciadas por colores. Los volúmenes para cada una de las etapas, y por tipo de material, se detallan en la tabla 11. Figura 5.1 Distribución de las etapas de la construcción de la presa [29]. En el Anexo G, se puede apreciar con claridad que dentro de una misma etapa tenemos diferentes tipos de materiales, los cuales fueron descritos en el Capítulo 3.De esta forma fue como se pensó la construcción de la presa a inicios del proyecto. 52 Tabla 11. Distribución del Volumen (m3) de relleno por Etapas y Materiales [29]. Etapa Material SUBTOTAL 1 2 3 4 5 1A - - - - 13,490.20 13,490.20 1B - - - - 140,403.67 140,403.67 2A - 7,200.00 - 5,400.00 - 12,600.00 2B 61,438.00 70,792.00 17,796.00 70,984.00 - 221,010.00 3A - 44,838.00 - 62,700.00 11,958.70 119,496.70 3B 1’096,461.00 556,067.00 852,542.00 927,277.00 - 3’432,347.00 3B' 7,341.00 122,920.00 6,149.00 78,255.00 - 214,665.00 3C 293,584.00 - - - - 293,584.00 3C' 140,557.00 - - - - 140,557.00 3CA 109,337.00 - - - - 109,337.00 3D 1’234,904.00 - 655,495.00 - - 1’890,399.00 3E 42,490.00 - - - - 42,490.00 4 60,498.00 - 72,697.00 26,666.00 - 159,861.00 F 17,534.00 - 23,065.00 1,304.00 - 41,903.00 T 1’239,553.00 - 48,0281.00 342.00 - 1’720,176.00 SUBTOTAL 4’303,697.00 801,817.00 2’108,025.00 1’172,928.00 165,852.57 8’552,319.57 Fuente: Adaptado del Balance de Materiales de la Central Hidroeléctrica de Chaglla. Huánuco, 2012 [29]. Para mayor detalle ver el Anexo G muestra el plano elaborado en proyecto donde indica las etapas planeadas al inicio del proyecto. 5.2. PROGRAMACION DE ACTIVIDADES 5.2.1. DÍAS PRACTICABLES Según el promedio anual de precipitaciones diarias en Chaglla, que es zona de la presa, obtenemos la cantidad de días por mes en que se produce una lluvia con cierta intensidad, que de acuerdo a experiencias en otras obras podemos concluir que afecta la productividad. En la tabla 12 se especifica los días de lluvia calculados. Tabla 12. Día de Lluvia (días) Oct Sept Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct 201 2012 2012 2012 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2 22 19 19 13 20 24 20 24 23 23 24 22 22 17 Fuente: Precipitaciones Anuales en la central Hidroeléctrica Chaglla, 2015 [43]. 53 Los días feriados para los años 2012 y 2013 se especifican en la tabla 13 y 14 que se muestran a continuación: Tabla 13. Días feriados 2012 DÍAS FERIADO EN EL AÑO 2012 DÍA MES (S) ACONTECIMIENTO Enero 1 Año Nuevo Abril 5,6 Jueves y viernes Santo Mayo 1 Día del Trabajo Junio 29 Día de San Pedro y San Pablo Julio 28,29 Día de la Independencia del Perú Agosto 30 Día de Santa Rosa de Lima Octubre 8,25 Batalla de Angamos- Día de la Construcción Civil Noviembre 1 Día de Todos los Santos Diciembre 8,25 Día de la Inmaculada Concepción- Navidad Fuente: Descansos en días feriados de Construcción Civil (Mintra) [44]. Tabla 14. Días feriados 2013 [44]. DÍAS FERIADO EN EL AÑO 2013 DÍA MES (S) ACONTECIMIENTO Enero 1 Año Nuevo Marzo 28,29 Jueves y viernes Santo Mayo 1 Día del Trabajo Junio 29 Día de San Pedro y San Pablo Julio 28,29 Día de la Independencia del Perú Agosto 30 Día de Santa Rosa de Lima Octubre 8,25 Batalla de Angamos- Día de la Construcción Civil Noviembre 1 Día de Todos los Santos Diciembre 8,25 Día de la Inmaculada Concepción- Navidad Fuente: Descansos en días feriados de Construcción Civil (Mintra) [44]. Para el cálculo de los días practicables los días de lluvia está considerado de manera aleatoria por cada mes, pudiendo caer un domingo, día feriado o día laborable. Las tablas 15 y 16 muestran el detalle de los meses desde setiembre 2012 a octubre 2013 para el calendario de trabajos del Relleno de Presa. 54 Tabla 15. Calendario para trabajos del Relleno de Presa SETIEMBRE 2012 OCTUBRE 2012 L M M J V S D L M M J V S D 1 2 1 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 9 8 9 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 15 16 15 16 17 18 19 20 21 17 18 19 20 21 22 23 22 23 24 25 26 27 28 24 25 26 27 28 29 30 29 30 31 NOVIEMBRE 2012 DICIEMBRE 2012 L M M J V S D L M M J V S D 1 2 3 4 31 1 2 5 6 7 8 9 10 11 3 4 5 6 7 8 9 12 13 14 15 16 17 18 10 11 12 13 14 15 16 19 20 21 22 23 24 25 17 18 19 20 21 22 23 26 27 28 29 30 24 25 26 27 28 29 30 ENERO 2013 FEBRERO 2013 L M M J V S D L M M J V S D 1 2 3 4 5 6 1 2 3 7 8 9 10 11 12 13 4 5 6 7 8 9 10 14 15 16 17 18 19 20 11 12 13 14 15 16 17 21 22 23 24 25 26 27 18 19 20 21 22 23 24 28 29 30 31 25 26 27 28 MARZO 2013 ABRIL 2013 L M M J V S D L M M J V S D 1 2 3 1 2 3 4 5 6 7 4 5 6 7 8 9 10 8 9 10 11 12 13 14 11 12 13 14 15 16 17 15 16 17 18 19 20 21 18 19 20 21 22 23 24 22 23 24 25 26 27 28 25 26 27 28 29 30 31 29 30 Fuente: Propia 55 Tabla 16. Calendario para trabajos del Relleno de Presa MAYO 2013 JUNIO 2013 L M M J V S D L M M J V S D 1 2 3 4 5 1 2 6 7 8 9 10 11 12 3 4 5 6 7 8 9 13 14 15 16 17 18 19 10 11 12 13 14 15 16 20 21 22 23 24 25 26 17 18 19 20 21 22 23 27 28 29 30 31 24 25 26 27 28 29 30 JULIO 2013 AGOSTO 2013 L M M J V S D L M M J V S D 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 8 9 10 11 12 13 14 5 6 7 8 9 10 11 15 16 17 18 19 20 21 12 13 14 15 16 17 18 22 23 24 25 26 27 28 19 20 21 22 23 24 25 29 30 31 26 27 28 29 30 31 SETIEMBRE 2013 OCTUBRE 2013 L M M J V S D L M M J V S D 30 1 1 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 7 8 7 8 9 10 11 12 13 9 10 11 12 13 14 15 14 15 16 17 18 19 20 16 17 18 19 20 21 22 21 22 23 24 25 26 27 23 24 25 26 27 28 29 28 29 30 31 Fuente: Propia 56 5.2.2. PRODUCTIVIDAD DE LOS EQUIPOS Para la ejecución de trabajos en el Relleno de la Presa, las actividades dependieron mayormente en los equipos que en mano de obra. Para este caso, se tomará en cuenta rendimientos reales, puesto que para las 2 primeras etapas según la Tabla 11 los trabajos ya fueron realizados. Para el relleno de la presa se utilizaron diversos equipos, que se muestran a continuación en la siguiente tabla 17: Tabla 17. Equipos utilizados en el Relleno de la Presa DESCRIPCION DEL EQUIPO Camión Cisterna de Agua 18000L 6x4 - VW 31.260E- V Cargador Frontal de llantas 2-9m3 - (CAT 950H- W) Cargador Frontal de llantas 2-9m3 - (CAT 950H- WA3) Cargador Frontal sobre llantas 2.5m3 (Volvo L-90-F) Cargador frontal sobre llantas 3.0 m3 (CAT 962H- L) Cargador Frontal sobre llantas 4.0 m3 - CAT 966-H Cargador Frontal sobre llantas 5-0 m3 - CAT 980- L Excavadora hidráulica 45-50t (345CL- EC460LC) Excavadora Hidráulica de orugas 20-22t (320CL- EC21) Excavadora hidráulica de orugas 30-35t (330CL- EC3) Excavadora Hidráulica sobre Orugas CAT 312D2L – 12 Generador 20 kva c/reflector Torre de Iluminación Motoniveladora 180hp (CAT 140H- Volvo 940) Placa Compactadora Vibrat. Dynapac CM-20 7HP Retroexcavadora 87-90 hp 0.4m3 (420D - BL70) Rodillo Compactador liso vibratorio 10t. (CAT CS-5) Rodillo Compactador liso vibratorio 15 ton (CAT CS) Rodillo Compactador liso vibratorio Tandem CAT CB- Tractor Orugas con ripper 310 hp – ROCA Tractor sobre Orugas 180-200 hp (CAT D6T) Tractor sobre Orugas con ripper 280-310 hp (CAT D8) Fuente: Propia Su rendimiento de acuerdo a su tipo de material y según el período en el cual fueron utilizados, están especificados en la tabla 18 que se muestra a continuación: 57 Tabla 18. Rendimiento de los equipos de acuerdo al tipo de material (m3/H). TIPO DE MATERIAL DE RELLENO DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO 1A 1B 2A 2B 2B' 3A 3B 3B' 3C 3CA 3D 3E 4 F T Camión Cisterna de Agua 18000L 6x4 - VW 31.260E- V 7285.70 928.51 180.25 180.25 4132.23 928.51 438.40 7285.70 660.07 228.83 7285.70 5917.16 355.37 540.25 Cargador Frontal de llantas 2-9m3 - (CAT 950H- W) 2976.19 2976.19 2976.19 2976.19 Cargador Frontal de llantas 2-9m3 - (CAT 950H- WA3) 8196.72 8196.72 823.65 456.00 1259.45 1259.45 7518.80 7518.80 5917.16 5917.16 5917.16 7518.80 2262.44 473.93 5347.59 Cargador frontal sobre llantas 3.0 m3 (CAT 962H- L) 23809.52 23809.52 23809.52 23809.52 200000 200000 200000 23809.52 Cargador Frontal sobre llantas 4.0 m3 - CAT 966H-) 2380.95 1589.83 113.31 113.31 113.31 113.31 1589.83 1988.07 1589.83 2493.77 1901.14 1988.07 21.60 87.54 2380.95 Cargador Frontal sobre llantas 5-0 m3 - CAT 980- L 71428.57 71428.57 12345.68 12345.68 12345.68 12345.68 71428.57 71428.57 71428.57 71428.57 71428.57 71428.57 8333.33 12345.68 Excavadora hidraulica 45-50t (345CL- EC460LC) 8676.47 12658.23 78.79 Excavadora Hidraulica de orugas 20-22t (320CL-EC21) 14705.88 3484.32 700 385.84 2178.65 3484.32 3484.32 9900.99 3484.32 4608.29 3558.72 9900.99 15.94 2178.65 14705.88 Excavadora hidraulica de orugas 30-35t (330CL- EC3) 21739.13 451.47 778 1152.07 2398.08 451.47 451.47 12658.23 451.47 5235.60 5235.60 12658.23 15.91 284.41 21739.13 Excavadora Hidraulica sobre Orugas CAT 312D2L - 12 1083.42 2597.40 45454.55 4739.34 923.36 Generador 20 kva c/reflector Torre de Iluminación 2615.51 875.66 Motoniveladora 180hp (CAT 140H- Volvo 940) 8264.46 87.47 55.09 3535.70 10869.57 10000.00 10000.00 10869.57 10000.00 3535.7 8264.46 Retroexcavadora 87-90 hp 0.4m3 (420D - BL70) 2717.39 2118.64 68.11 62.19 153.68 153.68 1828.15 4651.16 2118.64 5376.34 5376.34 4651.16 1367.99 135.45 2717.39 Rodillo Compactador liso vibratorio 10t. (CAT CS-5) 252.02 59.70 2500 252.02 55555.56 252.02 52631.58 52631.58 55555.56 2500 15625 Rodillo Compactador liso vibratorio 15 ton (CAT CS) 273.30 168.17 273.30 350.26 354.74 331.24 350.26 6369.43 273.30 307.13 Rodillo Compactador liso vibratorio Tandem CAT CB- 1017.21 202.31 100000 Tractor Orugas con ripper 310 hp - ROCA 816.33 816.33 491.16 491.16 491.16 491.16 710.23 1127.40 584.45 584.45 224.92 1127.40 827.13 491.16 816.33 Tractor sobre Orugas 180-200 hp (CAT D6T) 76.95 76.95 1145.48 238.89 238.89 359.84 238.89 351.86 351.86 359.84 1697.79 1145.48 280.98 Tractor sobre Orugas con ripper 280-310 hp (CAT D8) 622.28 622.28 622.28 622.28 Fuente: Propia 5.2.3. PLANEAMIENTO REALIZADO Como se explicó líneas arriba los trabajos fueron adelantados por decisiones gerenciales. Y para realizar el primer planeamiento se tomaron los registros de rendimientos de obras pasadas y se consideró los días practicables mostrados en la tabla 15 y tabla 16. Esta tabla hace referencia solo para los trabajos de relleno de presa, asimismo, cada actividad tiene sus propios días practicables. Sin embargo, por diversos motivos como escases de material, baja explotación de las canteras, etc., no se logró completar la meta propuesta para el relleno de presa. Asimismo, haciendo un recuento de toda la información recopilada por la tesis mencionada, podemos notar que en el proyecto “Central Hidroeléctrica de Chaglla” se realizaron programaciones trimestrales con el fin de realizar, constantemente, ajustes en el volumen de las metas planificadas. Sin embargo, estas reprogramaciones trimestrales solo realizaban un ajuste en cuanto a metas planificadas. Estas metas eran propuestas considerando los rendimientos obtenidos en los meses anteriores. A pesar que en estas nuevas programaciones ya se veían algunos criterios conocidos de la Filosofía Lean Constrcuction estos no se utilizaban a detalle. Finalmente en coordinación entre el área de Producción y el área de Planeamiento se decidió realizar una programación y control, paralelo a la oficial presentada en la reuniones mensuales. Asimismo se generaron diversos problemas durante la ejecución de los trabajos para alcanzar estas nuevas metas. Incluso estos problemas generaron un sobre costo al proyecto. Esto se explicará en el siguiente acápite. 58 5.2.4. PROBLEMÁTICA Cuando se decidió simplemente continuar con las etapas programadas a inicios del proyecto usando los rendimientos obtenidos en los meses anteriores. Por ello, la situación real y crítica de la presa, en el momento donde se decidió analizar y realizar un planeamiento paralelo con la filosofía “Lean Construction”, era el siguiente:  El plinto se encontraba culminado en la Margen Izquierda mientras que en la Margen Derecha se encontraba apenas en el tramo TS-09 (el primer tramo desde la base del plinto, Ver Anexo I).  La situación del Plinto y el deseo de mantener los mismos volúmenes de producción generaron que el material de relleno y bordillos no se colocaran de estribo derecho a estribo izquierdo  El enrocado en la cara aguas abajo se encontraba en la cota 1150.48.  Paros por construcción de los vertederos, los paros eran por temas de seguridad ya que las voladuras realizadas afectaban el tránsito de los equipos en la presa. La figura 5.2.4.1 y la figura 5.2.4.2 muestra lo explicado líneas arriba. Asimismo, el Anexo I muestra a detalle la distribución geométrica del Plinto lo que nos permite ver el estado actual de la estructura. Figura 5.2.4.1 Avance real del Plinto Margen Izquierdo. Fuente: Propia. 59 Figura 5.2.4.2 Colocación de bordillo de estribo Margen Derecho hacia el Margen Derecho. Fuente: Propia. Esta situación explicada líneas arriba conllevó a múltiples situaciones complicadas que elevaron los costos del proyecto. Estos se vieron afectados de la siguiente manera:  El principal daño fue causado al diseño de la Losa debido a que el relleno no fue realizado según el procedimiento inicial, los estudios realizados a esa junta de construcción formada en el relleno y por consiguiente en los bordillos arrojaron que la losa debiera llevar refuerzo de acero adicional a los hallados en el expediente técnico. Estos refuerzos fueron puestos en 3 mallas. Cabe mencionar que la junta de construcción fue hecha para no detener totalmente el avance del relleno de la presa.  La zona alta donde se ubicaban los bordillos se encontraba con poco espacio lo que hacía el tránsito de los vehículos y maquinaria pesada se vea afectada y así la producción decaería abismalmente incurriendo en costos altos por equipos con bajos rendimientos.  El seguir continuando los trabajos en la parte alta conllevaría, asimismo, debido al ángulo natural de la junta comenzaría a afectar más tramos de la losa. Incurriendo en costos de rediseño.  La zona ubicada en el Margen Izquierdo debió contener mayor material 2A lo cual indicaba mayores costos. Asimismo, la zona era muy confinada lo que impedía el ingreso de los equipos pesados para agilizar su tiempo de ejecución. Los aceros adicionales explicados líneas arriba fueron distribuidos de la siguiente manera y se muestran en la Tabla 19. 60 Tabla 19. Distribución de aceros según el tipo de malla. Fuente: Adaptado de Intertechne 2013. Asimismo, el Anexo J muestra la distribución en planta de estos refuerzos de acero adicional en la losa de concreto. La figura 5.2.4.3 muestra como junta de construcción crece a medida que se va colocando el material. Figura 5.2.4.3 Junta de construcción formada en el relleno de Presa. Fuente: Propia. La zona del margen izquierdo como se mencionó líneas arriba tuvo un procedimiento especial dado la junta de construcción creada. Esta consistía en que las capas de material 2A serían puestas en capas de 20 cm. de espesor y se compactaría con vibro- apisonadores. Y en la medida que exista el espacio suficiente se utilizaría un rodillo liso como lo indicaba el procedimiento elaborado. Asimismo, es importante mencionar que estas capas fueron aumentando de espesor conforme se comprobaba que se cumplía con los parámetros de densidad. Las figuras 5.2.4.4 y 5.2.4.5 muestran la ejecución de 61 este procedimiento, mientras que las figuras 5.2.4.6 y 5.2.4.7 nos muestran los ensayos de densidad realizados a estas capas. Figura 5.2.4.4 Relleno y compactación Figura 5.2.4.5 Relleno y compactación de la junta de construcción. Fuente: de la junta de construcción. Fuente: Propia. Propia. Figura 5.2.4.6 Ensayo de Densidad en Figura 5.2.4.7 Ensayo de Densidad en la zona de la junta de construcción. la zona de la junta de construcción. Fuente: Propia. Fuente: Propia. La ubicación del material en obra para realizar este procedimiento era muy importante. Asimismo dado que sería improductivo traer volquetes con capacidad de 10 o 15 m3 con solo 2 m3 de material 2A se designó un lugar de acopio de este material en la zona baja de la cara aguas arriba y se utilizó una excavadora para su colocación. A continuación, se muestra en la figura 5.2.4.8 lo descrito líneas arriba donde se puede observar principalmente la zona de acopio. 62 Figura 5.2.4.8 Ubicación del material para relleno de la Junta de construcción. Fuente: Propia. Todos estos problemas descritos líneas arriba afectaban potencialmente la fecha de culminación del proyecto por consiguiente traer mayores problemas en cuanto a costos. Por otro lado, existía también el miedo al cambio y uso de nuevas metodologías de planeamiento y control de avance. 5.2.5. SOLUCIÓN PROPUESTA El área de planeamiento en coordinación con el área de producción acordó realizar un planeamiento elaborado bajo la utilización de las herramientas proporcionadas por la filosofía “Lean Construction”. Tal como se mencionó en el proyecto se realizaban constantes reprogramaciones cada 3 meses, por ello se tomó esta situación como punto de partida. Se decidió, dado estas constantes programaciones trimestrales, y para fines de esta investigación en realizar una Programación Maestra para el trimestre Agosto-Setiembre-Octubre para el año 2014, mostrado en el Anexo M. Asimismo cabe resaltar que esto no es una aplicación de ninguna herramienta de la ya mencionada filosofía. Regresando al capítulo 4 podemos ver que todas las herramientas mencionadas son aplicables, sin embargo se requerían ciertos requisitos por ello empezaremos con la aplicación del Last Planner. Para utilizar esta herramienta al máximo, primero se debería conocer los rendimientos de los equipos de carguío con los que se contaban en las diferentes canteras. El Anexo K muestra los tiempos tomados de los diferentes equipos de carguío, así como los datos reales en cuanto a rendimiento y demás de los equipos involucrados en el proceso constructivo de la presa. Toda esta información fue tomada en el mismo proyecto. Estos datos muestran los tiempos de los equipos de línea amarilla, sin embargo, es necesario también tener los tiempos de ciclo de las diferentes canteras. La tabla 20 nos brinda un detalle de los tiempos para la fecha de junio del 2014. 63 Tabla 20. Ciclos del Volquete desde las diferentes canteras hacia la Presa. Ciclos de Volquete Cantera Ciclo CPT 43' Shaft 21' P2 26' V0 21' ACH 27' Planta 30' Fuente: Propia. Ahora que ya se tienen los tiempos necesarios de todos los puntos de cantera hacia la zona del relleno de presa. Esto nos permitirá realizar a detalle toda nuestra programación en diferentes niveles. Ahora como ya sabemos la metodología Last Planner nos indica que primero debemos conocer lo que podemos hacer para luego decir que se hará. Por ello con estos estudios realizados podemos conocer a detalle nuestros flujos. De la investigación realizada acerca de la filosofía “Lean Construction”, se puede concluir que para cumplir con los objetivos planteados a principios del proyecto y agregar valor con cada actividad realizada se deben asegurar los flujos de un proyecto. Según Glenn Ballard, los flujos en un proyecto de construcción son 7 y se muestran a continuación:  Espacios Seguros  Condiciones Externas  Mano de Obra  Materiales  Equipos  Trabajos previos  Información Al tener en cuenta la situación real del proyecto, analizaremos cada uno de estos flujos para poder asegurarnos que existan trabajos continuos que generen valor. Espacios Seguros: este flujo se tenía asegurado dado que se contaba con la inspección diaria, continua y constante por parte del área de seguridad. Los volquetes estaban condicionados para no exceder la velocidad límite. Asimismo, para el sostenimiento de taludes ya se habían realizados los estudios completos y el diseño definitivo del tipo de sostenimiento a realizarse. Asimismo, para el personal obrero usaban crucetas reflectivas que contaban con un sensor que se activaba cada vez que se encontraba a cinco metros de una maquina pesada. Condiciones Externas: las precipitaciones afectaban los trabajos siempre y cuando no se tuvieran los sostenimientos realizados, sin embargo ya se habían realizado todos 64 para esta fecha. En cuanto al material que se colocaba, las precipitaciones ayudaban a tener una mejor compactación. Mano de Obra: Se contaba con la mano de obra calificada para realizar estos trabajos. Asimismo, todos los operadores de maquinarias pasaban por constantes capacitaciones. Equipos: Como se mencionó líneas arriba se tenían registrados todos los equipos y se tenía un control detallado con sus respectivos rendimientos. Asimismo se había analizado los tiempos de ciclos de los equipos de transporte de material. Trabajos previos: Este flujo se tiene que asegurar constantemente. Y dadas las condiciones reales de la obra es el flujo más crítico. Este flujo debemos controlarlo a diario puesto que como mencionamos en líneas anteriores no teníamos construido la margen izquierda del plinto. Información: Se tenían todos los planos elaborados, así como todos los procedimientos. Asimismo, ya se estaban realizando los estudios para el acero de refuerzo que se colocó en la losa debido a la junta que se formó en el relleno de la presa. Por otro lado, podemos mencionar que de la herramienta Total Quality Managment (TQM), podemos realizar un tren de actividades el cual nos permita hacer los trabajos repetitivos. De por sí, el proceso de construcción de una presa es un tren de actividades y está elaborado de la siguiente forma, para la Etapa 02:  Colocación de bordillo  Descarga de material  Conformación del Material  Compactación del Material Para asegurar la programación y que el tren no tenga paras, se necesitó que todas las canteras realizaran trabajos continuos, para ello se designó un personal estratégico que designaba la dirección de los diferentes equipos de carguío. Asimismo, se tomaron los tiempos de viaje de los “mixers” de tal forma que se pueda asegurar el tren de actividades con los recursos necesarios. En el anexo L, podemos ver la programación efectuada de manera tradicional. Si nos regimos en dicha programación podemos determinar los rendimientos esperados para esta etapa (Ver Anexo N). 65 CAPÍTULO 6. COMPARACIÓN Y RESULTADOS:  Esta programación realizada mediante la metodología “Lean Construction” desde la etapa 1 hasta la etapa 2 y realizando una comparación con el planeamiento tradicional elaborado en el proyecto. Se puede observar que existe un mejor rendimiento y que el tiempo de ejecución se reduce considerablemente.  Asimismo, podemos notar que lo rendimientos y las interferencias son mejor controladas utilizando esta metodología ya que minimiza la incertidumbre. Estos rendimientos podemos verlos en el Anexo N.  Los dos puntos anteriores reflejan una diferencia de aproximadamente del 15% en cumplimiento del proyectado, lo cual nos permite realizar buenas conclusiones respecto a esta investigación.  Los ahorros en costo también se ven reflejados ya que el uso de maquinarias se realiza de una manera más adecuada sin tener pérdidas en horas máquinas.  Podemos ver que usando esta programación permite enfocarnos en los trabajos más críticos con el fin de realizar un mejor control de avance. CAPÍTULO 7: COMENTARIOS Y CONCLUSIONES 7.1 COMENTARIOS Del trabajo realizado se puede realizar los siguientes comentarios:  Durante la elaboración de este Proyecto de Investigación, lamentablemente no se adquirió suficiente información correspondiente a los trabajos realizados en ese momento, debido a que durante su ejecución no fue posible estar presente.  Con respecto a los valores del promedio anual de precipitaciones diarias en Chaglla, no se puedo obtener información proyectada, sin embargo se utilizaron valores de precipitaciones reales tomadas por el SENAHMI durante los años 2012 y 2013 en el poblado de Chaglla, lo cual sirvió como Factor de Seguridad para controlar la incertidumbre debido la falta de información previa a realizar el Proyecto y la Programación realizada.  En la ejecución de cualquier tipo de proyecto existen diversas variables que pueden afectar las diferentes actividades para la elaboración de proyectos. Por ello, es sumamente importante elaborar un planeamiento detallado para cada actividad, estos detalles analizados mediante la filosofía “Lean Construction” nos permite realizar y conocer de mejor manera las restricciones. A tal punto que se optimizan los trabajos y se manejan mejor los tiempos involucrados para cada partida.  En todo tipo de proyectos de construcción es de suma importancia manejar los recursos apropiadamente (materiales, equipos, información y mano de obra). Por 66 tal motivo es importante mantener una estrecha comunicación con las diferentes áreas involucradas para lograr una optimización de estos con el fin de evitar las paralizaciones ante la falta de alguno de estos recursos. La filosofía “Lean Construction” nos permite anticiparnos a todo ello gracias al sistema “Pull”.  Esta filosofía nos permite realizar programaciones semanales constantes y con una mayor confiabilidad de cumplimiento lo cual motiva al personal a cumplirlas y así mejorar la productividad de los recursos.  Es recomendable e importante elaborar una curva de aprendizaje luego de la ejecución de cada de etapa con el fin de realizar una retroalimentación para corregir y analizar mejor las restricciones para las siguientes etapas. 7.2 CONCLUSIONES Del trabajo realizado se concluye:  Que podemos definir que las herramientas de “Lean Construction” que se utilizaron en este Proyecto de Investigación, como Last Planner, Just In Time y Total Managment Quality son esenciales si nuestro objetivo es aumentar las ganancias de tal manera en la que la calidad del producto a entregar no se vea afectado.  A pesar de que se adelantó los trabajos del relleno de presa y que los accesos se ejecutaron al mismo tiempo, estos incurriendo en interferencias, al utilizar la metodología “Lean Construction” nos permite realizar programaciones con metas más reales. Lo cual nos permite tener mejor control y un apropiado uso de los recursos.  También que con una adecuada programación de actividades se pudo haber eliminado una gran variedad de pérdidas de diversos tipos. Que se generan porque se programó antes de tiempo algunas actividades o porque se estimó una mayor producción y requerimientos mayores de los diferentes recursos. Por ejemplo el relleno de presa que comenzó un mes después a lo programado. O que se estimó una mayor producción generando mayores gastos por equipos parados.  La metodología de trenes de trabajo que se aplica a cualquier tipo de proceso constructivo genera un ahorro de tiempo bastante significativo sin la necesidad alguna actividad en el proceso. Esta metodología solo contempla acoplar sus rendimientos con el fin de que funcionen en perfecta coordinación. En el caso de la presa Chaglla se pudo haber aplicado en todas las actividades por ejemplo la previa ejecución de los accesos. Asimismo, para la ejecución de los bordillos de la etapa 2 y la etapa 4 se tiene que convencer al personal de piso que esto funciona y se obtienen frutos. Este proceso si se pudo corroborar in situ, todo gracias a que el personal se mantuvo presto a comprender esta metodología a emplear.  La herramienta Look Ahead es también muy relevante ya que permite anticiparnos que es lo que va ocurrir en nuestro proyecto. En tal sentido, nos ayudará más en la 67 medida que analicemos las restricciones que tenemos en algún proceso de la ejecución del relleno de la presa con el fin de que los responsables puedan levantarlas y no se tengan pérdidas de tiempo. Si esta herramienta se hubiese utilizado en el relleno de presa podríamos haber anticipado muchos retrasos y pérdidas por la falta de material para relleno. Asimismo, para la ejecución de la etapa 2 se pudo haber anticipado la restricción generada por la falta de construcción de la margen izquierda del plinto.  Gracias a este estudio, queda demostrado que la utilización de las herramientas que nos brinda la filosofía “Lean Construction” es aplicable para cualquier tipo de proyecto, independientemente de la zona y finalidad del proyecto. Asimismo, se requiere que el personal de trabajo deba tener una mente abierta y gran apertura hacia los cambios con el fin de aceptar estas nuevas metodologías de construcción. 68 REFERENCIAS: [1] Manuel E. Espinosa. (2010). Ingeniería de Presas de Escollera. Mendoza: Ex - Libris Editorial. [2] Eugenio Vallarino Cánovas del Castillo. (1998). Tratado Básico de Presas. Madrid: Coopegraf/Visagrafic, S.L. [3] Humberto Gandarillas Antezana y Luis Gandarillas Rodríguez. (2010). Enfoques de Diseño de Presas de Enrocado con Membrana Impermeable. Bolivia. 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