La presente investigación trata sobre mejorar la coordinación de las distintas especialidades que están presentes en un proyecto de construcción en donde se trabaja mediante las metodologías Building Information Modeling (BIM). BIM, que su traducción al español vendría siendo modelamiento de la información para la edificación, es el conjunto de tecnologías y formas de trabajo que se emplean en el diseño y creación de proyectos de construcción. BIM consiste, en primer lugar, en diseñar los proyectos en plataformas 3D. Estos software, además de tener grandes opciones de visualización, cuentan con toda la información del proyecto en el modelo 3D, esto hace que BIM sea muy útil, ya que el traspaso de información es mucho más rápido que en los proyectos normales. En la actualidad BIM está comenzando a ser utilizado en varias empresas del rubro de la construcción en Chile; pese a esto, como se trata de una forma distinta de trabajar, no es fácil de implementar ya que, entre otras complicaciones, se requiere inversiones en tecnología, capacitación y personal. De esta manera, el presente trabajo de título se enfoca fundamentalmente en el cómo implementar mejor BIM y, especialmente, en llevar a cabo un procedimiento para que las distintas especialidades de un proyecto puedan guiarse en esta metodología, lo cual mejorará la interacción entre ellas. Para lograr este procedimiento se realizó, en primer lugar, un levantamiento del estado del arte actual de la coordinación de las especialidades en proyectos de construcción en Chile, y, de esta forma, ver donde se centran los problemas al momento de diseñar y construir. Dado esto, luego de entrevistas con distintas empresas del rubro se logró ejecutar el procedimiento, en el cual se explica paso a paso como se deben coordinar las especialidades. Principalmente se enfoca en arquitectura y estructura, pues, dichas especialidad tienen mayor influencia en la toma de decisiones en un proyecto. Finalmente, se propone a modo de ensayo la aplicación del procedimiento de coordinación para un proyecto de construcción, en cual, se sugiere sea tratado en una futura investigación. También, se establecen los temas a tratar con los objetivos generales y específicos. Además, se muestran recomendaciones de metodologías a seguir, supuestos a asumir e información necesaria para que se tenga un punto de partida bastante claro sobre la investigación propuesta.

Doctor en Ingeniería Eléctrica / En la actualidad los sistemas de navegación autónoma de vehículos terrestres ya son una realidad. Estos sistemas son capaces de navegar de manera autónoma por caminos tanto estructurados como no estructurados. Para la adecuada interacción de estos sistemas autónomos con su entorno, la información perceptual debe ser integrada en un mapa para su posterior utilización. Esta integración puede tener distintos enfoques y representaciones dependiendo del origen de la información y del uso dado. Los sistemas autónomos de navegación han tenido éxito desde el punto de vista técnico gracias, entre otras cosas, a los sensores empleados; los cuales frecuentemente incluyen sensores LIDAR tridimensionales. Sin embargo, el uso de estos mismos sensores impiden su masificación debido a su alto costo. Este costo elevado se debe a que la gran mayoría de ellos son dispositivos de uso industrial y no tienen aplicaciones automotrices o de consumo masivo. Dentro de este ámbito, el Centro Avanzado de Tecnología para la Minería (AMTC) está desarrollando un vehículo autónomo terrestre para ser utilizado como plataforma de desarrollo para tecnología en la industria minera. Se busca generar un sistema que se pueda portar a la industria. Con este fin, este proyecto plantea el uso de un número limitado de sensores y unidades de computo. Este trabajo de tesis se enmarca dentro del proyecto de vehículo autónomo del AMTC. Esta tesis propone que un conjunto reducido de sensores de rango bidimensionales es suficiente para la generación de mapas de entorno en tiempo real, que puedan ser utilizados para la navegación autónoma de un vehículo terrestre. Se postula que las variaciones en la pose de los sensores de rango utilizados para construir los mapas de entorno, causadas por las vibraciones del vehículo debido a su naturaleza no-rígida y a las irregularidades del terreno, pueden ser estimadas y compensadas utilizando una unidad inercial y un sistema de estimación del estado del vehículo basado en el uso de un Filtro de Kalman Extendido. Este estimador de estado puede enriquecer su estimación mediante el uso de sensores internos del vehículo y de estimaciones de la morfología del terreno realizadas en instantes anteriores. Se postula asimismo que la fusión temporal de las mediciones de los sensores de rango, compensadas por el sistema de estimación de pose, puede ser implementada usando Filtros de Kalman por celda. También es propuesta una metodología de evaluación que asume la carencia de un ground truth contra el cual comparar. Debido a lo ligado de la estimación del vehículo con el mapa de entorno, una observación LIDAR inmediata al vehículo es comparada con la morfología acumulada en el mapa permitiendo evaluar la estimación del trayecto recorrido y la integración de las observaciones simultáneamente. El sistema propuesto es evaluado en caminos no pavimentados a diferentes velocidades, mostrando un mejor desempeño tanto cuantitativo como cualitativo al ser comparado con el caso en que no se usa el estimador de estado propuesto. Además es analizado el desempeño del estimador de estado y sus variantes a nivel de trayectorias, comparándolo con las trayectorias de las observaciones GPS. Para todo lo anterior se implementa sobre una arquitectura de software versátil y adaptable a diferentes fuentes de información.

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Ingeniero Civil Eléctrico / El desarrollo y masificación de los vehículos eléctricos en el mercado norte americano y europeo es una realidad desde hace 10 años. El Centro de Energía (CE) de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas ha desarrollado varios prototipos de vehículos eléctricos orientados a funciones específicas. En este marco, el año 2011 se desarrolló un vehículo eléctrico todo terreno orientado al uso en la minería a partir de un modelo Lada Niva. Esta conversión requirió, posteriormente, un rediseño en el sistema de control, debido a problemas de robustez y fiabilidad en la operación del vehículo. El objetivo de este trabajo es definir los estándares de un controlador con características comerciales, para motores en vehículos eléctricos. Se busca, asimismo, determinar los requerimientos de hardware y software para la implementación de este tipo de controladores y, finalmente, diseñar, construir y validar un sistema de control de potencia para vehículos eléctricos, el que será probado en el Lada Niva eléctrico del Centro de Energía. La solución propuesta consiste en dos controladores, donde el primero se enfoca en controlar la operación del motor de inducción del vehículo y, el segundo, monitorea y coordina los diferentes sistemas que integran el auto en las distintas etapas del funcionamiento. El diseño de los controladores se hizo a través de módulos compatibles con los estándares comerciales de vehículos eléctricos. Por otra parte, se implementó una comunicación serial que permite configurar los parámetros de operación, realizar consultas sobre el estado del controlador y monitorear su operación en tiempo real. Tras construir los controladores, cada módulo se calibró a través de pruebas de laboratorio para asegurar su correcta operación. Posteriormente, se realizaron pruebas del control vectorial operando el motor del vehículo en vacío y con carga, con el fin de calibrar los controladores de corriente y garantizar un funcionamiento estable. Esto se verificó operando la máquina con una corriente total de hasta 145[A]. Luego se sintoniza el parámetro τ_r mediante un análisis teórico y algunas pruebas experimentales Finalmente, el sistema de control propuesto se validó mediante pruebas de uso urbano, donde se circuló por un circuito de 1,7[km] transportando a 3 personas a una velocidad máxima de 50[km/hr]. En esta prueba se opera la máquina hasta 3.400[rpm] con una carga de 31[kW]. Además se prueba el vehículo a subir una rampa con inclinación de 24%, la cual sube en forma estable operando el motor a 1.200[rpm] y 13.5[kW].

Es indudable que el sector de la construcción es un componente significativo en la economía de un país, y a pesar de su importancia, los problemas que enfrenta el sector son bien conocidos: incumplimiento de los plazos y presupuestos, baja productividad, insuficiente calidad, altos índices de accidentes en comparación con otros sectores de la economía, entre otros. La mayoría de estos problemas atribuibles a una ineficiente gestión y a una inadecuada planificación y control de proyectos. La planificación convencional de proyectos utiliza documentos tales como Cartas Gantt, Curvas “S”, planos en 2D, etc. para predecir, entender y comunicar el alcance y el desempeño del proyecto a los distintos actores que participan en este. La cantidad de información que el proyecto contiene y la forma en que esta es organizada y representada influye directamente en la dificultad e incertidumbre del proyecto, creando variabilidad durante el proceso de construcción y conduciendo a pérdidas durante la ejecución (retrasos, interferencias, etc.). Nuevas tecnologías presentes en el mercado ofrecen algunas herramientas para mitigar estos problemas, disminuyendo los costos, los plazos y mejorando la calidad de los trabajos. BIM, acrónimo de Building Information Modeling, es una de estas. BIM es una tecnología innovadora que permite diseñar tridimensionalmente desde el inicio del proyecto e incorpora en el modelo la información de cada uno de los elementos que componen este proyecto: cubicaciones, costos, tiempo, integración de los proyectos de especialidades y todo tipo de documentación que se considere relevante compartir y comunicar a los distintos actores que participan en las distintas etapas del proyecto. El presente trabajo se basará en identificar los beneficios derivados de realizar una coordinación digital en etapas tempranas del proyecto utilizando tecnologías BIM. Para ello se desarrollará un análisis ex post, en el cual se identificarán las distintas pérdidas incurridas en la etapa de construcción, en proyectos que hayan sido realizados de la forma tradicional (planos y especificaciones en papel), y determinar cuáles de estas pérdidas podrían haberse evitado si en estos proyectos se hubiera utilizado la tecnología BIM. Al estimar los costos asociados a tales pérdidas se obtendrá una aproximación de los potenciales beneficios de utilizar esta tecnología. El enfoque principal utilizado para analizar los beneficios de implementar BIM fue determinar la rentabilidad sobre la inversión (ROI). Del estudio realizado, en dos de los tres proyectos analizados BIM probó tener una rentabilidad bastante atractiva para el mandante, aún cuando los ahorros fueron considerados de forma conservadora.

El objetivo general del presente trabajo de título es investigar y evaluar respecto a la implementación de LPS y 4D en dos obras, realizadas en diferente tiempo y por diferentes empresas, pertenecientes al sector de la industria de la construcción chilena, con el objeto de reportar la forma de implementación, beneficios e inconvenientes registrados; se espera proveer información para futuras implementaciones tomando en cuenta los resultados obtenidos y entregando nuevas oportunidades de investigación en base a las oportunidades encontradas del conjunto LPS+4D. En la actualidad las empresas chilenas se enfrentan a una alta competitividad, la globalización y los avances en el mundo las impulsan a luchar con todas las estrategias posibles para mejorar su productividad, eliminando pérdidas y aumentando el valor de sus productos. Debido a la alta cantidad de recursos que se utilizan en un proyecto de construcción, es que las diferentes empresas del sector se concentran en nuevas metodologías y planteamientos, los cuales se dirigen a una mejor utilización de ellos. Es por esto que GEPUC junto con dos empresas pertenecientes al rubro de la construcción han seleccionado dos obras ubicadas en la ciudad de Santiago para implementar nuevas tecnologías tales como LPS+4D. A través de esta memoria se pretende evaluar en forma cualitativa dichas implementaciones, que se comenzó a aplicar en Chile en el Museo de la Memoria. Los resultados obtenidos son un conjunto de descripciones de la forma de realizar la implementación en cada obra estudiada, con esto es posible entregar fortalezas y desventajas de los diferentes planteamientos del uso de LPS+4D y oportunidades en diferentes campos para una implementación de ésta.

Ingeniero Civil / En todo proyecto de ingeniería, el proceso de cómo va evolucionando el trabajo condiciona en parte el éxito del proyecto. A lo largo de los años, la complejidad de los proyectos ha ido en aumento y por lo tanto la cantidad de personas participantes para poder desarrollarlos también ha crecido, fomentado, entre otras razones, por la tecnología existente para poder llevarlos a cabo. Durante el desarrollo del proyecto, la etapa de diseño tiene una mayor relevancia, ya que en ella se produce el mayor intercambio de ideas y modificaciones que condicionan la futura construcción del mismo. Gracias a la tecnología BIM, se puede tener un mejor control del proyecto completo en cada una de sus etapas, teniendo un buen acceso y manejo de la cantidad de información necesaria al nivel que se desee. Se trabaja en base a un modelo virtual con la información del proyecto de cada especialidad, logrando mejorar la manera en que se diseña. En este trabajo de título se proyecta una metodología adecuada para implementar BIM en una empresa de ingeniería de proyectos industriales que comprenda la integración de múltiples disciplinas, con el fin de crear el proyecto en base a un modelo virtual que lo represente y por lo tanto logrando mejorar la coordinación y comunicación de las distintas especialidades que participan, generando de esta manera un flujo de trabajo colaborativo del diseño del proyecto. Para lograrlo se realizó un estudio de documentación existente de diferentes entidades especializadas en esta tecnología, y en forma paralela se documentó el trabajo de una empresa especializada en el rubro especificado. Además, se evidenció el modo de implementación que ha habido en distintos casos nacionales y en diferentes rubros, con tal de identificar tanto buenas prácticas como similitud de errores entre ellos. Con esta información, se realizó una modificación el proceso actual acorde a la implementación y forma de trabajo en base a plataformas BIM, obteniéndose una metodología de trabajo para elaborar modelos en proyectos industriales, enfocado al trabajo conjunto y coordinación durante la etapa de diseño.

Ingeniero Civil / Dentro de la construcción en Chile se han encontrado diversos problemas, entre los que se destacan: planificaciones deficientes, ya que en la carta Gantt no se logran visualizar las tareas que se desean ejecutar; falta de congruencia entre los compromisos propuestos y los ejecutados en terreno, lo que conlleva a Causas de No Cumplimiento (CNC); y dificultades de comunicación entre los actores del proyecto, ya que se entrega información ambigua lo que conlleva a distintas interpretaciones, a veces contradictorias. El foco de esta investigación se centra en el uso de Last Planner junto a la modelación 4D para mejorar la planificación, reducir la incertidumbre y mejorar comunicación en la construcción de edificaciones. El Sistema Last Planner es una herramienta de Lean Construction, que apunta a lograr un trabajo en equipo y posee distintos niveles de planificación, donde se identifican las restricciones y se tratan de reducir con el fin de ejecutar las tareas a tiempo. La modelación 4D, busca conectar las planificaciones hechas en carta Gantt con su modelo tridimensional, con el fin de visualizarlo en el tiempo, identificando de este modo interferencias, actividades realizadas y programadas. El trabajo se inicia con la recolección de experiencia de personas que han utilizado modelos 4D en la construcción de proyectos. Luego se trabajó en cuatro proyectos entre Julio 2011 y Mayo 2012: dos que utilizaron Last Planner y dos que utilizaron Last Planner-4D. Para el primer grupo de proyectos se hicieron visitas a algunas reuniones de planificación donde se midieron indicadores de la implementación Last Planner en relación a las recomendaciones indicadas en la literatura. Para el otro grupo de proyectos se midieron tres fases: Fase I: Uso de imágenes del modelo 4D, Fase II: Manipulación directa del modelo 4D y Fase III: Utilización de videos del modelo 4D, durante las reuniones de planificación. Para cada una de estas fases se midieron los mismos indicadores de la planificación que el primer grupo de proyectos. El análisis cuantitativo subjetivo medido arroja que, de los proyectos estudiados, los que utilizan Last Planner poseen mejores resultados que los Last Planner-4D. Sin embargo, hay que tener en consideración el entendimiento del Sistema Last Planner, trabajo en equipo, constancia en realizar las reuniones de planificación y análisis crítico del plan propuesto en las reuniones de planificación, parámetros no medidos en la investigación. La incertidumbre medida con los resultados del Porcentaje de Plan Completado (PPC), está directamente relacionada con la planificación, si bien el uso de un modelo 4D ayuda a esclarecer el plan a ejecutar, su uso no es directo con los resultados que se obtengan del PPC. Para cada una de las fases se midió el uso del modelo 4D, mediante la cantidad de veces que se acude al modelo durante la reunión de planificación, para los dos proyectos estudiados, el uso del modelo 4D es de gran ayuda cuando la construcción no era repetitiva, pero una vez llegado a los pisos tipos se pierde interés en el modelo, ya que conocen lo que deben hacer, cómo ejecutarlo, cuántos recursos y tiempo utilizar. Al finalizar cada fase se aplicó una encuesta de satisfacción para medir la comunicación del uso de Last Planner y Last Planner-4D respectivamente. Esta comunicación resulta ser muy satisfactoria, sobre el 75% promedio en todos los casos. Finalmente de acuerdo a los proyectos estudiados, se pudo plantear una propuesta de implementación de Last Planner-4D, para la obra gruesa de edificaciones.

Ingeniera Civil / El presente trabajo busca cuantificar los beneficios del uso de la metodología BIM, acrónimo de Building Information Modeling, en la coordinación de edificios habitacionales. Para conseguirlo, se realiza, en primer lugar un análisis de la situación en Chile, aplicando una encuesta a distintos profesionales del área de la construcción y se compara con una encuesta realizada por CDT el año 2011. Para el cálculo de los beneficios monetarios se seleccionarán cinco proyectos: tres proyectos coordinados con BIM y dos no coordinados, buscando que tengan características similares con el objetivo de realizar una mejor comparación. La información de estos proyectos la suministrarán la Unidad de Coordinación de Proyectos BIM de IDIEM, para el caso de los proyectos coordinados y el Área de Inspección Técnica de IDIEM en el caso de los proyectos no coordinados. En los proyectos coordinados se tienen los Requisitos de Información (RDI) y en los no coordinados las Obras Extraordinarias (OO.EE.). Tanto RDI como OO.EE. se clasificarán de dos maneras, la primera clasificación corresponde a Interferencias e Inconsistencias y la segunda clasificación corresponde a 9 categorías según el problema presentado y su complejidad de resolución, definidas por IDIEM. Con el objetivo de que la diferencia en cantidad de proyectos coordinados con los no coordinados no afecte a los resultados, el ahorro se analiza cada 1000 m2 logrando que los resultados sean comparables. Luego se realiza un análisis de los resultados de los dos tipos de clasificación. En la evaluación de los beneficios se utiliza el indicador Retorno sobre la Inversión. Para el cálculo de éste se toman dos escenarios de costo de BIM; costo de implementación en empresa y costo de coordinación por consultora. Finalmente se realizarán las conclusiones correspondientes.

Implementa un sistema de gestión documental en el área de Seguridad, Salud y Medio Ambiente de una empresa del sector construcción, mediante la utilización de una plataforma de registros y firmas electrónicas. Este estudio aborda el análisis situacional de la empresa, los proyectos implementados anteriormente y se revisa la normativa legal tanto en temas de SST como la de firmas y certificados digitales, y la herramienta desarrollada para la gestión y se analizan los indicadores obtenidos. / Trabajo de suficiencia profesional