En la construcción civil moderna, los jefes de proyecto controlan los presupuestos, planifican las obras y presentan ofertas en licitaciones con una precisión de hasta el último dólar. Sin embargo, cuando se trata de las materias primas que impulsan estos proyectos —tierra, arena, grava y escombros—, muchas obras siguen utilizando métodos de medición propios del siglo pasado.
En resumen
Las básculas tradicionales basadas en el peso y los métodos de estimación manual provocan importantes pérdidas económicas en las obras debido al «peso del agua» impredecible, la compactación de los materiales y los restos no detectados que quedan en los contenedores. Te mostramos cómo la transición a la tecnología de escaneo LiDAR 2D elevada de Loadscan elimina las disputas de facturación y ahorra a los contratistas hasta 250 000 dólares por escáner, al sustituir las conjeturas por una precisión de volumen en movimiento certificada por el sector de ±1 %.
Mientras que una planta de fabricación mide su producción al milímetro, los proyectos de movimiento de tierras suelen basarse en estimaciones a ojo, recuentos manuales de cucharas o conversiones matemáticas de peso en báscula a volumen para hacer un seguimiento de millones de metros cúbicos de material.
Según nuestra experiencia, esta discrepancia entre cómo se presupuestan los materiales (por volumen) y cómo se controlan (por peso o estimaciones) puede provocar pérdidas económicas graves, retrasos en los proyectos y disputas de facturación.
Analicemos las razones principales por las que en las obras les cuesta tanto medir con precisión el volumen de carga de los camiones, y cómo nuestro moderno escaneo volumétrico está cambiando las reglas del juego en los movimientos de tierra de obra civil.
El dilema de la conversión de peso a volumen es una trampa de humedad
La mayoría de los materiales de construcción se compran y venden por peso para cumplir con la normativa de transporte por carretera, pero los diseños de ingeniería civil y los planos de excavación se elaboran en volumen cúbico (m³ o yd³). Para convertir el peso en volumen se necesita un factor de conversión estándar de la densidad aparente que, en realidad, no tiene nada de estándar, y eso lo entendemos.
- El problema de la humedad: materiales como la tierra, la arena y la arcilla actúan como esponjas. Cuando llueve, el agua que absorbe el producto añade un peso considerable a la carga sin que cambie su volumen físico. Si una obra paga a los subcontratistas o proveedores por peso, normalmente están pagando un recargo por el «peso del agua», además del producto real que se entrega.
- El caso de Fulton Hogan: Durante un gran programa de rehabilitación y recubrimiento de un vertedero en Melbourne, la empresa de obras civiles Fulton Hogan calculó inicialmente que la carga útil de los camiones era de 21 metros cúbicos, basándose en el peso. Tras instalar un escáner de volumen de carga Loadscan (LVS), descubrieron que el volumen real de material por carga era, en realidad, de solo 17 metros cúbicos. El peso restante era solo agua, lo que significa que, antes de pasar al escaneo volumétrico, estaban pagando de más por cuatro metros cúbicos de material inexistentes por camión.
Esto es lo que se conoce como «trampa de humedad»: el agua pesa muchísimo, pero no ocupa más espacio físico cuando se absorbe. Si calculas el volumen basándote en el peso del camión, obtendrás una cifra falsamente inflada. Estás pagando un sobreprecio por comprar y transportar el «peso del agua», en lugar del producto real y útil.
El abultamiento y la compactación dinámicos son problemas constantes en las obras de construcción
La tierra y los áridos nunca se comportan de forma constante; su densidad y volumen aumentan o disminuyen según cómo los manejes. Un metro cúbico de tierra que está en el suelo no sigue siendo un metro cúbico cuando lo desentierras, ni tampoco lo es cuando lo apisonas.
El factor de aumento de volumen: el material sin remover de una cantera «con taludes» se expande (aumenta de volumen o se esponja) a medida que el aire entra en los espacios entre las partículas una vez que se ha excavado y se ha cargado a granel en la caja de un camión.
El factor de compactación: cuando el camión descarga esa tierra suelta en la obra y los rodillos pesados la compactan para construir una carretera o unos cimientos, el aire sale expulsado. Esto hace que el material se encoja
Estos factores son «dinámicos» porque cambian constantemente según el tipo de material, los niveles de humedad y la fuerza con la que la cargadora apisona el material en la cuchara. Si una cantera o una obra de ingeniería civil se basa en tablas genéricas y estáticas de los libros de texto para calcular estas cifras, siempre se equivocarán. De hecho, incluso las estimaciones topográficas fallan, ya que se basan en levantamientos avanzados con drones y mapas digitales del terreno que solo captan los volúmenes «in situ»; no pueden tener en cuenta con precisión las variaciones de compactación y volumen durante el transporte del material. Por ejemplo, en un proyecto de limpieza de un deslizamiento de tierra de 29 000 m², el Ayuntamiento de Hawkesbury descubrió que las estimaciones generadas por drones diferían significativamente de la realidad del transporte en camión precisamente por esta razón, por lo que necesitaron los datos del Loadscan LVS para determinar el volumen real a granel transportado.
Formas de carga irregulares y cargas variables
A diferencia de los productos manufacturados, los materiales a granel sueltos forman montones irregulares y desiguales dentro de la caja del camión. Crean picos, valles y pendientes asimétricas que se desplazan durante el transporte, y se ven muy afectados por los operarios. Los operarios de las palas cargadoras y las excavadoras cargan las cajas de forma diferente según su velocidad, experiencia y turno. Por ejemplo, en el caso práctico de Coops, descubrimos que, en el proyecto de movimientos de tierra del Pimpama Home Focus Centre, de 200 millones de dólares, el contratista (Coops) tenía problemas con las estimaciones manuales de calibración de las cucharas. Los cambios de operador hacían que se cargaran capacidades diferentes en las cucharas, lo que generaba una gran incertidumbre en la carga útil.
Las prácticas de carga incorrectas también aumentan el riesgo de que los camiones vayan descentrados o sobrecargados. Cuando los materiales se cargan de forma desigual en un camión, se produce una distribución asimétrica del peso. Esto ejerce una presión desigual sobre el chasis del camión, acelera el desgaste de los neumáticos, anula las garantías de los mismos y aumenta el riesgo de vuelco.
Las básculas tradicionales no pueden detectar estos contornos físicos de la carga, pero el perfilado 3D con LiDAR señala al instante las cargas desiguales, lo que permite a los responsables formar a los conductores de las palas cargadoras para que den mejor en el «punto óptimo» de carga nominal.
El impuesto oculto del «carryback»
Cuando un camión descarga su carga en la plataforma de descarga, suele quedar arcilla y tierra húmedas o pegajosas adheridas a la base y a las esquinas de la caja del camión. A este material residual se le conoce como «carryback» (o «haul-back»).
Por eso, la compensación retroactiva actúa como un enorme «impuesto oculto» sobre tu presupuesto de explotación:
Pagar por tierra «fantasma»: si usas básculas tradicionales o cuentas los camiones a mano, no hay forma fácil de saber cuánto material se ha quedado atascado en la tolva. Cuando el camión vuelve para cargarse de nuevo, pesas o cuentas esa misma tierra atascada por segunda vez. Al final acabas pagando a los subcontratistas para que transporten el mismo montón de tierra de un lado a otro todo el día.
Reducción de la capacidad de la flota: si el 20 % de la caja de un camión queda bloqueada por barro adherido, la capacidad de carga de ese camión se reduce en un 20 %. Para transportar la misma cantidad total de material, tu flota podría tener que hacer miles de viajes extra e innecesarios.
Gastar dinero y combustible: Conducir con mucho «peso muerto» hace que el motor tenga que esforzarse más, lo que consume más gasóleo, desgasta los neumáticos más rápido y aumenta las emisiones de CO2.
El coste real se hizo evidente en Rodney Aggregates, en Nueva Zelanda, donde los contratistas estaban retirando una capa de recubrimiento húmeda y pegajosa. Al instalar un Loadscan LVS para escanear los camiones vacíos que volvían, descubrieron que los vehículos transportaban hasta 5 metros cúbicos de residuos por carga, lo que representaba entre el 20 % y el 25 % de la capacidad total del camión.
El atasco en la báscula y las ineficiencias del proceso manual
Para obtener pesajes precisos, los camiones tienen que parar y estabilizarse en básculas estáticas, lo que puede suponer, de media, una pérdida de tiempo de hasta 30 segundos por ciclo. En obras civiles de gran actividad, donde se mueven cientos de cargas al día, este cuello de botella puede suponer fácilmente una pérdida de entre 1 y 2 cargas por turno y por camión.
Además, depender de sistemas de registro manuales en papel (encargados de recuento, personas que emiten tickets y registros escritos a mano) es lento, requiere mucho trabajo y es muy propenso a errores humanos y a la pérdida de tickets. La empresa neozelandesa Taylor Bros Transport, con sede en Tauranga, solía rellenar hasta 150 albaranes en papel escritos a mano al día. Al pasar al escaneo automatizado de camiones mediante RFID, eliminaron el papeleo innecesario, lo que permite a los conductores escanear e imprimir los albaranes automáticamente en menos de 30 segundos.
La solución volumétrica para medir con precisión la carga de los camiones
El sector de la construcción civil está dejando rápidamente atrás las estimaciones basadas en el peso para pasar al escaneo volumétrico sin contacto. Mediante el uso de escáneres láser LiDAR elevados, el sistema escanea las cajas de los camiones vacías para crear un perfil de referencia y, a continuación, escanea los camiones cargados mientras están en movimiento.
Al comparar los perfiles en 3D, el software calcula el volumen exacto a granel que hay dentro de la tolva del camión con una precisión certificada por el sector de ±1 %, sin que influyan en absoluto la humedad, la densidad o las variaciones del operario.
Para The Kearney Companies, una empresa de urbanización con sede en Florida, pasar de los albaranes de los proveedores, que «estimaban» 18 yardas, a un escaneo volumétrico exacto les reveló que, en realidad, recibían una media de solo 16,5 yardas por carga. Esta simple corrección operativa les supuso un ahorro de 250 000 dólares por escáner, lo que demuestra que, cuando vendes o compras por volumen, tienes que medir por volumen.
