En la etapa de diseño de un proyecto de ingeniería civil se busca lograr resultados satisfactorios, obteniendo la mayor utilidad posible a menor costo. Durante mucho tiempo se han utilizado estimaciones empíricas y teóricas que no están acordes con los tiempos modernos ni con los análisis rigurosos de proyectos. Así, es imperativo implementar modelos matemáticos que tengan en cuenta los aspectos financieros, técnicos y económicos para que en la evaluación de capital y decisiones de inversión se tengan en cuenta las relaciones costo-beneficio.
Para la elaboración y puesta en marcha efectiva de un proyecto deben llevarse a cabo ciertas etapas, a las cuales se denomina ciclo de vida del proyecto. Sin embargo, en la actualidad estas diferenciaciones no se realizan de manera adecuada y se desvirtúan los objetivos en el camino. Esto provoca que las etapas no sean claramente diferenciables y que la distribución del capital disponible no sea adecuada; en estas condiciones no se puede elaborar un plan de acción adecuado. Existen varias teorías acerca de los ciclos de vida; la gran mayoría coinciden en sus etapas principales: conceptualización, diseño, construcción y entrega; éstas a su vez pueden tener un sinnúmero de etapas intermedias, dependiendo del proyecto.
Algunos afirman que el proyecto puede estructurarse hasta cierta etapa; por ejemplo, en las construcciones de hace algunos años se acostumbraba que el proyecto finalizaba la construcción, pero las nuevas teorías modernas establecen un seguimiento a las obras después de su construcción para verificar su adecuación y funcionamiento en el largo plazo; inclusive esta etapa puede durar más de cinco años, dependiendo del tipo de construcción.
Según las necesidades de la compañía y el capital disponible, se deben establecer cuáles son las variables más importantes en el desarrollo conceptual y cuál es el método de optimización matemático más adecuado según sea el caso. Se definen entonces unas propuestas de optimización que pueden ser costo-beneficio, o solo costo, según sea el caso; se tienen entonces: la maximización del beneficio neto, la función objetivo según Melchers, la función objetivo según Rackwitz, el análisis de sistemas, la probabilidad de retorno, y los costos financieros. Lo más importante para realizar cualquiera de estos análisis es la disponibilidad y veracidad de la información. Si la información no es correcta o no se conoce con el tiempo de antelación adecuado, es muy difícil estructural un plan de inversión de capital en cualquier proyecto.
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