Etapas de los proyectos y de la ingeniería: Ingeniería de detalle o diseños detallados

La “ingeniería de detalle” también es conocida con el nombre de “Proyecto Ejecutivo”, en el sentido de que corresponde al proyecto tal como se va a ejecutar.  Este último término no es muy usado en Colombia, pero ambos se refieren “esencialmente” a la elaboración de los “diseños y planos detallados y definitivos” que se requieren para la construcción de una obra o para la fabricación de una máquina, equipo o componente.

Cuando se definen las “características fundamentales” de una obra o de un equipo o de un sistema, a pesar de todos los análisis y cálculos detallados que se requieran y lo complejo que parezca, no necesariamente corresponden a una ingeniería de detalle, sino a una ingeniería básica, porque no contiene todas las formas, dimensiones y detalles constructivos definitivos de cada uno de los componentes ni los despieces respectivos.

Cuando se hacen, por ejemplo, los estudios y cálculos detallados para poder determinar las dimensiones finales de los componentes de una compuerta hidráulica, la configuración y dimensiones principales de sus elementos, el tipo de estructura, la membrana, su mecanismo de operación, la caja marco y los blindajes adyacentes, los puntos de apoyo o de anclaje en la obra civil, y se determinan las cargas a presión interna o externa, las cargas sobre las fundaciones o anclajes, no se está haciendo ingeniería de detalle sino ingeniería básica.  Apenas se están definiendo los criterios y requerimientos para efectuar luego el diseño requerido para la fabricación.

La ingeniería de detalle empieza realmente cuando los resultados de los estudios anteriores se convierten en “planos de construcción” o en “planos de fabricación” o en “planos de instalación” donde se establecen o se indican todos los detalles que se requieren para ejecutar los respectivos procesos de construcción en la obra, o de fabricación en los talleres o de montaje en el sitio.  En términos generales, podría decirse que la ingeniería de detalle comprende el conjunto de documentos definitivos que se preparan para ser entregados en la obra, para la construcción, o en el taller, para la fabricación.  Podría decirse, también, que los documentos de ingeniería básica normalmente no se envían ni a la obra ni al taller, puesto que allí no se requieren.

Este término “Ingeniería de detalle” tiende a producir cierto de grado de confusión porque resulta que la “ingeniería básica” también es y tiene que ser “muy detallada” y a veces es más compleja y requiere muchos cálculos de ingeniería.  Algunas personas, cuando realizan ciertos “estudios, análisis o cálculos detallados” para definir las características de algún componente, consideran que están ejecutando una ingeniería de detalle cuando, en realidad, lo que están ejecutando es parte de una ingeniería básica.  Por lo tanto, hay que diferenciar de qué detalles se trata.

De todas maneras, vale la pena anotar al respecto, que estos límites o fronteras no están definidos con absoluta precisión en ninguna parte; no existe una norma internacional que los defina.  No obstante, es conveniente reflexionar al respecto y podrían analizarse otros ejemplos ilustrativos.

Planos para licitación o contratación de las obras civiles

Una de las dificultades que surge con mucha frecuencia es el “grado de detalle” que se requiere o que se desea cuando se emiten los planos de licitación o de contratación.

En principio, los clientes aspiran, obviamente, a que las obras y sus componentes estén lo más clara y completamente definidas posible en los “planos de contratación” con el propósito de reducir al máximo las modificaciones que puedan surgir posteriormente para evitar eventuales reclamaciones y sobre costos.  Esta aspiración, aunque parezca muy razonable y lógica, se aparta de la secuencia normal de diseño y construcción de un proyecto, especialmente cuando éste requiere o contempla la incorporación de maquinaria, equipos y componentes electromecánicos (como en el caso de una central hidroeléctrica o de un proyecto industrial) muchos de los cuales aún no han sido contratados y menos aún diseñados.

Por otra parte, y en muchos casos, el diseño definitivo de algunas obras civiles depende de la información geológica o geotécnica que se obtiene de campo a medida que avanza la misma construcción y, por ende, dicho diseño debe actualizarse o adecuarse a esas nuevas situaciones o hallazgos de campo, ya que, durante la etapa anterior, no siempre es posible obtener toda la información necesaria para efectuar la ingeniería de construcción detallada y definitiva del proyecto.  La falta de esta información es parte de los riesgos que se asumen cuando se toma la decisión de iniciar la construcción de una obra, los cuales deben haber sido previstos en la ingeniería conceptual y en el estudio de factibilidad.

De acuerdo con lo anterior, se considera que, en muchos casos, es prácticamente imposible adelantar un proceso de licitación o de contratación con planos de construcción definitivos, especialmente cuando el proyecto requiere la incorporación de maquinaria, equipos y componentes electromecánicos suministrados por otros.  Por el contrario, en proyectos casi exclusivamente de obras civiles (como en el caso de un proyecto de vivienda) y si los resultados de los estudios de geología, geotecnia y de suelos estén muy adelantados hasta tal punto que las incertidumbres se han reducido al mínimo, sí sería posible disponer de planos detallados con mayor anticipación.

En consecuencia, se asume que, normalmente, los procesos de licitación o de contratación para la construcción de las obras civiles se adelantan con base en “planos de ingeniería básica” en los cuales sí debe estar claramente indicada la magnitud y la complejidad de las obras, cantidades de obra, sus dimensiones y características constructivas básicas.  Estos planos pueden ser muy detallados, pero “no definitivos”, lo cual, para algunos, genera cierta confusión.  Para este proceso de contratación, los planos de licitación se complementan con listas detalladas de cantidades de obra y de materiales, y especificaciones técnicas completas y detalladas de tal forma que el contratista pueda determinar todos los costos unitarios asociados a la construcción y estimar el valor del contrato.

No obstante, el contratista deberá estar informado de que, por las razones anteriormente expuestas, se pueden presentar modificaciones o cambios en los diseños.  Lo más importante es que esta información definitiva pueda ser entregada oportunamente para que el contratista pueda avanzar sin obstáculos con el desarrollo de las obras, según el cronograma acordado.

Como ya se ha mencionado, el diseño detallado de las máquinas, equipos y componentes electromecánicos incide sustancialmente en los diseños de algunas obras civiles, y su incidencia puede ser mayor o menor en la medida en que el proyecto sea de mayor magnitud y complejidad.  Obviamente, no podemos comparar un proyecto con unidades de 200 o 300 MW con proyectos de 10 o 20 MW.  Pero también, esta condición depende del tipo de proyecto.

En algunos proyectos, los equipos y componentes son diseñados específicamente para el proyecto, como en el caso de las turbinas y generadores para centrales hidroeléctricas, por lo cual es necesario esperar a que avance el proceso de diseño de éstos para disponer de toda la información requerida para el diseño definitivo de las obras civiles.  En cambio, para una planta de generación térmica, las condiciones y el proceso de diseño pueden ser muy diferentes, puesto que los equipos principales normalmente ya han sido diseñados y probados con anterioridad, pueden incluso ser estandarizados y ser suministrados en forma modular, y se adopta un esquema de contratación diferente dado el tipo de tecnología.  En estos casos, la magnitud de las obras civiles principales puede ser menor que la relacionada con los equipos.

En el caso de proyectos industriales, también se presentan diferencias importantes, según la magnitud y complejidad del proyecto.  En estos casos, también es relevante identificar si se trata de la incorporación de equipos completamente nuevos, diseñados y fabricados específicamente para el proyecto, o si se trata de equipos y componentes convencionales o de fabricación en serie ya probados en otras instalaciones.

Además de los equipos y componentes principales, es necesario analizar el impacto que pueden tener en el diseño de las obras y en el proceso de construcción, los equipos y sistemas mecánicos y eléctricos auxiliares.  En muchos casos, los diseños básicos y los diseños detallados de estos equipos y sistemas auxiliares dependen a su vez del diseño detallado de los equipos y componentes principales, por lo cual se encuentran en una fase posterior del desarrollo, razón por la cual su contratación puede hacerse con posterioridad siempre y cuando no afecte el proceso de diseño y construcción de las obras principales.  Esta situación genera también confusión entre cierto grupo de personas que no tienen completamente claro el proceso de diseño de un proyecto y de sus diferentes componentes.

Asesoría durante la construcción de las obras

En los últimos años, se ha utilizado la figura de la “Asesoría durante de la Construcción de las Obras” con el propósito esencial, como su nombre lo indica, de “asesorar” al propietario en todo lo que tenga que ver con el desarrollo del proyecto, incluida la interpretación de los planos y la solución de problemas de ingeniería y construcción que puedan presentarse en el sitio de las obras.  Asimismo, se prevé dentro del alcance de esta etapa, la introducción de “modificaciones y ajustes menores” que se requieran “eventualmente” por condiciones del suelo, de la geología y geotecnia, o de la naturaleza, o por las adecuaciones necesarias para permitir o facilitar la instalación de los equipos, pero no se menciona por ningún lado el término “ingeniería de detalle”.

Con frecuencia, en estos casos de “Asesoría”, se parte de la base de que la ingeniería de detalle o los diseños detallados ya fueron ejecutados en su totalidad en una etapa anterior, y se le resta preponderancia al papel del Consultor.  Se considera que esta figura podría ser válida, por ejemplo, en el caso de un proyecto de vivienda en el cual no se prevé la incorporación de equipos, componentes y sistemas electromecánicos significativos, en cuyo caso sí se requiere una ingeniería de integración que a su vez es parte de la ingeniería de detalle.

La razón fundamental de esta discrepancia radica, como ya lo hemos mencionado varias veces, en que normalmente cuando se inicia la construcción de las obras civiles, apenas se está iniciando o apenas se va a iniciar el proceso de contratación de los equipos y componentes principales y aún no se tiene toda la información necesaria para convertir los planos de contratación o de licitación de las obras civiles en planos de construcción definitivos.

El proceso de diseño y de fabricación de los equipos y componentes requiere un determinado tiempo para su ejecución, pero también se requiere un tiempo para adelantar un proceso de coordinación (ingeniería de integración) con los respectivos fabricantes para definir la disposición y localización definitiva de todos sus equipos y componentes y la secuencia de montaje.  Adicionalmente, es común que aún no se haya hecho todavía el diseño de todos los equipos y sistemas auxiliares que requiere un proceso de interacción entre varios sistemas y subsistemas, y requiere el avance de otras actividades de ingeniería de los equipos principales.

Este proceso de interacción con los fabricantes (ingeniería de integración) suele tener generalmente un impacto muy significativo en los detalles finales de las obras civiles puesto que se trata de hacer todas las previsiones necesarias para asegurar la compatibilidad y coherencia de las obras con los equipos, especialmente en cuanto a los requerimientos para montaje o instalación, pruebas, operación y mantenimiento.

Se requiere definir y verificar no sólo los espacios necesarios y los detalles finales para fijación y anclaje sino, incluso, el proceso constructivo de las obras en concordancia con el proceso de ensamble final de los equipos en el sitio, ya que la gran mayoría de éstos, en el caso de proyectos de cierta magnitud, los equipos son transportados por partes y requieren ser ensamblados y probados progresivamente y en paralelo con la construcción de las obras.  Incluso, el diseño final de algunas partes de las obras civiles está altamente condicionado por las exigencias propias del proceso de ensamble en sitio de los equipos.

El hecho de no considerar expresamente las actividades de “Ingeniería de Detalle” dentro del alcance del trabajo de esta etapa de “Asesoría durante la construcción” genera algunos problemas de interpretación del contrato porque el cliente podría considerar que las modificaciones y ajustes que se presentan se deben a correcciones de errores o a diseños incompletos o inadecuados, o a reprocesos.  Esta situación puede generar, en el cliente, una sensación o percepción de incompetencia por parte del consultor y asocia su trabajo a sobrecostos de ingeniería con la consecuente pérdida de imagen.

En el caso de contratos de consultoría de proyectos por tarifas o precios unitarios, el problema no parece tan grave puesto que al menos existe la forma de interactuar con el cliente para justificar la ejecución de trabajos adicionales, aunque en realidad no lo sean.  Sin embargo, esta situación podría ser más grave en contratos de ingeniería a precios fijos o suma global en los cuales no habría posibilidad de reclamar un mayor valor puesto que el compromiso es global.

Conclusiones y recomendaciones

De estas reflexiones, surge la necesidad de conocer, analizar y comprender mejor el objeto y alcance de los trabajos en especial en cuanto se refiere a las diferencias esenciales entre las ingenierías conceptual, básica y de detalle y la importancia que éstas tienen en el desarrollo de los proyectos.  Más necesaria aún puede ser esta comprensión cuando cada una de estas etapas de la ingeniería son ejecutadas por empresas diferentes y contratos independientes, en cuyo caso los alcances y los límites de responsabilidad debería estar más claramente establecidos.

Ojalá pudiera hacerse una campaña de difusión y discusión de esta información con el propósito de que a partir del conocimiento más preciso de estos términos podamos definir internamente las actividades de ingeniería que nos corresponden en cada caso, para entender claramente el alcance de los compromisos y evaluar más conscientemente los recursos necesarios para la ejecución de los trabajos.  Esto podría ayudar a comprender mejor las necesidades de interacción entre los diferentes grupos interdisciplinarios para analizar y evaluar los requerimientos propios de cada componente u obra en cuestión. Hemos realizado recientemente, y con este propósito, algunos talleres de formación, con algunos profesionales que ya han tenido experiencias de proyectos en otras empresas y hemos encontrado criterios o interpretaciones muy diversas que vale la pena unificar mediante procesos de discusión.

Una sugerencia que podría plantearse es la de promover un grupo o varios grupos de estudio o análisis (foros de discusión) cuyo propósito sea el de entender mejor esta problemática y de aclarar los diversos conceptos e interpretaciones que tenemos sobre el objeto y alcance de cada una de estas etapas del trabajo.  Estos grupos de estudio podrían ser muy útiles como ejercicios de formación y capacitación.  Téngase en cuenta que la visión del ingeniero civil suele ser diferente a la de los ingenieros mecánicos y electricistas, u otros especialistas, por razones bien fundadas y entendibles.  Quiero resaltar, una vez más, que no es un problema de personas; es más un asunto de sistema, de proceso o de secuencia, de formación y de cultura.