MetodologÍa para la evaluación y seguimiento de procedimientos constructivos de forma sostenible e integrada

Abstract

This doctoral thesis defines a new methodology for evaluating and comparing different construction projects in an objective and systematic manner. It is innovative by incorporating issues as diverse as cost, occupational risks, environmental impact, and social impact. The methodology enables public administrations or other entities, during the construction tender stage, to quantify and compare the impact of the different construction options, to prioritise them, and to select the best based on a multi-criteria analysis. The proposed methodology can assess the impact of actual work during construction and contrast it with the impact predicted at the design stage, enabling corrective measures to be proposed timeously. The methodology is based on the multi-attribute utility theory, which was found to be the most appropriate theory among all multi-criteria decision aid methods reviewed. An occupational risk index (ORI) that allows the quantification of occupational risks in construction work is defined. The ORI is based solely on a given project's design and its resulting construction process and a project's ORI is a function of the total amount of work to be devoted to each risk activity. Occupational risks in construction work - and the activities in which the risks are present - have been categorised and, for each risk activity, the probability of occurrence and the most probable consequence have been determined. The ORI allows the prioritisation of the construction processes in terms of occupational risks and the selection of the least occupationally-risky construction process. It also enables the detection of the most risky activities and the introduction of improvements. Prior to the ORI, no similar index specific to construction work existed. A construction project has environmental impacts not only during the construction work stage but also during the preceding stages (extraction, manufacturing and transport of construction materials). The environmental impacts of the different stages in construction projects have been studied and different ways for measuring them have been defined according to data availability. The thesis includes average values of energy consumption and greenhouse gas emissions obtained from databases and from calculations in the thesis. This data can be used for the environmental impact calculations in cases where more accurate local data is not available. The methodology is sensitive to material consumption, reuse and recycling, energy saving, greenhouse gas and air pollutant emissions, waste generation, effects on sensitive environments and suchlike. The methodology enables the prioritisation of the construction projects, the selection of the best alternative and the introduction of improvements in terms of environmental impact. Social impacts due to construction work, especially in urban areas, (effects on transport, pedestrians, shops, noise and others) are very complex to analyse and the hitherto least studied and regulated type of impact. The different types of social impacts produced during construction work are identified and classified. An objective and systematic manner of measuring each one of these impacts is defined. The ability to quantify these social impacts is considered to be one of the main innovations of the thesis. This enables the prioritisation of the construction projects, the selection of the best alternative and the introduction of improvements in terms of social impact. Another significant contribution of the methodology is the incorporation of the different types of impacts, including the cost, in the same evaluation. Furthermore, it enables the incorporation of the interests of the different stakeholders: developers, people affected during construction work, constructors, etc. The methodology has been successfully applied in field trials: to four construction projects built by Imperial College London students in the UK and to two emergency shafts of a tunnel in Barcelona.

En la present tesi doctoral es defineix una metodologia que permet avaluar i comparar de forma objectiva i sistematitzada diferents procediments constructius integrant aspectes tan diversos com el cost, els riscos laborals, l'impacte ambiental i l'impacte social. La metodologia permet, a l'administració o qualsevol altra entitat, en la fase de licitació d'una obra, quantificar i comparar l'impacte de les diferents alternatives presentades a concurs, prioritzar-les i elegir la millor des d'un punt de vista multicriteri. També permet, en la fase d'execució d'una obra, avaluar i comparar l'impacte de l'obra planificada al projecte amb l'impacte de l'obra que s'està executant i sol¿licitar correccions o mesures compensatòries equivalents en cas de desviament. La metodologia s'estructura a partir de la teoria d'utilitat multiatribut, considerada com la més adequada entre tots els mètodes d'ajuda a la decisió estudiats. Primerament, s'ha definit un Índex de Risc Laboral (IRL) que permet quantificar els riscos laborals dels procediments constructius. L'IRL depèn de les hores de treball dedicades a cada activitat amb risc i, per tant, es pot calcular a partir de les dades de projecte. Per desenvolupar l'índex s'han tipificat els riscos laborals de la construcció i les activitats en les que hi són presents i, per a cada activitat amb risc, s'ha definit la probabilitat d'ocurrència i la conseqüència més probable en cas de produir-se l'accident. L'IRL permet prioritzar els procediments constructius respecte als riscos laborals i elegir el que impliqui menys riscos per als treballadors. També permet detectar les activitats amb més risc i introduir millores. Anteriorment no existia un índex similar específic de la construcció. L'impacte ambiental d'un procediment constructiu no es produeix només durant la fase d'execució sinó que es produeix també en les fases anteriors (extracció, manufactura i transport dels materials de construcció). En la tesi s'han estudiat els impactes ambientals i les fases en que es produeixen i s'han definit diferents formes de mesurar-los en funció de les dades disponibles. S'inclouen valors promitjos de consums d'energia i emissions de gasos d'efecte hivernacle obtinguts de bases de dades i de càlculs realitzats a la tesi. Aquestes dades es poden utilitzar per al càlcul de l'impacte en cas de no disposar d'informació més precisa. La metodologia és sensible al consum de materials, la reutilització i el reciclatge, l'estalvi energètic, l'emissió de gasos d'efecte hivernacle i contaminants atmosfèrics, la generació de residus, l'afecció a entorns sensibles, etc. La metodologia permet prioritzar els procediments constructius respecte a l'impacte ambiental, elegir el millor i introduir millores. Els impactes socials produïts per una obra, especialment en zona urbana, (afecció al transport, vianants, comerços, soroll, etc.) són els més complexos d'analitzar i els menys regulats i estudiats fins al moment. En la tesi s'identifiquen i es tipifiquen els diferents impactes socials produïts per l'execució d'una obra i es defineix la forma de mesurar cadascun d'aquests impactes de manera objectiva i sistematitzada. La possibilitat de quantificar l'impacte social es considera una de les principals aportacions de la tesi. Això permet prioritzar els diferents procediments constructius respecte a l'impacte social, elegir el millor i introduir millores. Una altra aportació important de la metodologia és que permet integrar els diferents impactes, juntament amb el cost, dins d'una mateixa avaluació. També permet integrar els interessos de les diferents parts implicades: administració, persones afectades durant l'obra, constructores, etc. La metodologia s'ha aplicat amb èxit a quatre projectes constructius executats per estudiants de l'Imperial College London al Regne Unit i a les obres de dos pous de ventilació i sortida d'emergència d'un túnel a Barcelona. Les aplicacions pràctiques han permès ajustar i millorar la metodologia.

En la presente tesis doctoral se define una metodología que permite evaluar y comparar de forma objetiva y sistematizada distintos procedimientos constructivos integrando aspectos tan diversos como el coste, los riesgos laborales, el impacto ambiental y el impacto social. La metodología permite, a la administración o cualquier otra entidad, en la fase de licitación de una obra, cuantificar y comparar el impacto de las distintas alternativas presentadas a concurso, priorizarlas y elegir la mejor desde un punto de vista multicriterio. También permite, en la fase de ejecución de una obra, evaluar y comparar el impacto de la obra planificada en proyecto con el impacto de la obra que se está ejecutando y solicitar correcciones o medidas compensatorias equivalentes en caso de desvío. La metodología se estructura a partir de la teoría de utilidad multiatributo, considerada como la más adecuada de entre todos los métodos de ayuda a la decisión estudiados. En primer lugar se ha definido un Índice de Riesgo Laboral (IRL) que permite cuantificar los riesgos laborales de los procedimientos constructivos. El IRL depende de las horas de trabajo dedicadas a cada actividad con riesgo y, por tanto, se puede calcular a partir de los datos de proyecto. Para desarrollar el índice, se han tipificado los riesgos laborales de la construcción y las actividades en las que están presentes y, para cada actividad con riesgo, se ha definido la probabilidad de ocurrencia y la consecuencia más probable en caso de producirse el accidente. El IRL permite priorizar los procedimientos constructivos respecto a los riesgos laborales y elegir el que implique menos riesgos para los trabajadores. También permite detectar las actividades con más riesgo e introducir mejoras. Anteriormente no existía ningún índice similar específico de la construcción. El impacto ambiental de un procedimiento constructivo no se produce únicamente durante la fase de ejecución de una obra sino que también se produce en las fases anteriores (extracción, manufactura y transporte de los materiales de construcción). En la tesis se han estudiado los impactos ambientales y las fases en las que se producen y se han definido distintas formas de medirlos en función de los datos disponibles. Se incluyen valores promedios de consumos de energía y emisiones de gases de efecto invernadero obtenidos de bases de datos y cálculos realizados en la tesis. Estos datos se pueden utilizar para el cálculo del impacto en caso de no disponer de información más precisa. La metodología es sensible al consumo de materiales, reutilización y reciclaje, ahorro energético, emisión de gases de efecto invernadero y contaminantes atmosféricos, generación de residuos, afección a entornos sensibles, etc. La metodología permite priorizar los procedimientos constructivos respecto al impacto ambiental, elegir el mejor e introducir mejoras. Los impactos sociales producidos por una obra, especialmente en zona urbana, (afección al transporte, peatones, comercios, ruido, etc.) son los más complejos de analizar y los menos regulados y estudiados hasta el momento. En la tesis se identifican y tipifican los distintos impactos sociales producidos por la ejecución de las obras y se define la forma de medir cada uno de ellos de manera objetiva y sistematizada. La posibilidad de cuantificar el impacto social se considera una de las principales innovaciones de la tesis, lo que permite priorizar los distintos mejoras. Otra aportación importante de la metodología es que permite integrar los distintos impactos, junto al coste, en una misma evaluación. También permite integrar los intereses de las distintas partes implicadas: administración, personas afectadas durante la obra, constructoras, etc. La metodología se ha aplicado con éxito a cuatro proyectos constructivos ejecutados por estudiantes del Imperial College London en el Reino Unido y a las obras de dos pozos de ventilación y salida de emergencia de un túnel a Barcelona. Las aplicaciones prácticas han permitido ajustar y mejorar la metodología. Con estos datos se ha realizado un análisis de sensibilidad de los resultados a la variación de los pesos concluyéndose que los resultados y la metodología son muy estables. Las aplicaciones prácticas y el análisis de sensibilidad validan la metodología. La metodología es flexible, fácilmente aplicable y se puede adaptar a cualquier tipo de obra (desde la más sencilla hasta la más compleja), en cualquier entorno (urbano, periurbano y rural) y en las diferentes fases de un proyecto (diseño, licitación y ejecución de obra). La metodología desarrollada está basada en el análisis de más de 150 legislaciones europeas y españolas sobre prevención de riesgos laborales, impacto ambiental e impacto social relacionadas con el sector de la construcción, en la revisión de más de 240 publicaciones científicas y técnicas y en la realización de entrevistas a más de 30 expertos en los distintos ámbitos que abarca la metodología.