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El uso de exoesqueletos en procesos productivos industriales de automoción puede reducir hasta en un 60% el esfuerzo muscular de los trabajadores

El CIAC explora el uso de exoesqueletos para prevenir lesiones en la industria del automóvil

Laia Banús07/05/2019

Los exoesqueletos son estructuras externas adaptadas a la anatomía humana que potencian sus capacidades. Cada vez más, tienen mayor presencia en la industria en general y en el sector del automóvil, en concreto. El CIAC, Clúster de la Indústria d’Automoció de Catalunya ha estado observando y probando este avance destinado a mejorar y facilitar las tareas físicas de los trabajadores haciéndolas más seguras y eficientes. Para mostrar de primera mano a sus asociados las posibilidades que ofrecen estas estructuras, el CIAC organizó una jornada para presentar un proyecto pionero en el sector para introducir los exoesqueletos en la industria de la automoción, desarrollado junto Nissan, Meleghy Automotive, Eurecat, SGS y la UPC.

Algunas tareas de la cadena de producción presentan una serie de riesgos para la salud del trabajador debido a la repetitiva manipulación manual de cargas y posiciones mantenidos fuera de la zona de confort.

El proyecto del CIAC, ‘Introducción de los exoesqueletos en los procesos productivos industriales de la automoción’ fijará las especificaciones técnicas a nivel ergonómico que deben tener estos exoesqueletos con el fin de dar respuesta a las necesidades definidas por los miembros del clúster. Se trata de la única iniciativa desarrollada hasta ahora para evaluar la viabilidad de esta tecnología disruptiva en la industria de la automoción que cuenta con el apoyo de la Administración y que, sin duda, supone una revolución y un reto para las empresas del sector.

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La directora general de Industria, Maite Villarroya, y el presidente del CIAC, Josep Maria Vall, se probaron exoesqueletos durante la presentación del estudio. A la izquierda, Josep Nadal, Clúster Manager del CIAC, acompañados por uno de los proveedores de exoesqueletos presentes.

La jornada, organizada en Centre de Formació Professional d’Automoció – CFPA de Martorell (Barcelona), contó con la presencia de la directora general de Industria de la Generalitat de Catalunya, Matilde Villarroya, la directora del Institut Català de Seguretat i Salut Laboral, Elena Juanola, y del presidente de CIAC, Josep Maria Vall.

Durante la inauguración del acto, el presidente del CIAC remarcó que las personas “son el activo más importante de nuestras empresas y nuestra principal motivación para llevar a cabo este proyecto”. Por ello, la ratio de accidentes laborales debe ser 0, “si no, no se puede llegar a la excelencia”. Y siguió: “Estamos muy satisfechos de liderar este proyecto tan innovador para el sector. Desde el CIAC somos conscientes de que algunos trabajos de la cadena de producción presentan una serie de riesgos para la salud del trabajador, debido a la repetitiva manipulación manual de cargas y posiciones mantenidas fuera de la zona de confort. Vamos por buen camino para intervenir y ofrecer una solución para esta afectación con la introducción de exoesqueletos en estos procesos”. Josep Maria Vall también explicó que para definir este proyecto “nos hemos basado en la información que nos han trasladado más de 40 empresas socias del Clúster en relación a la actividad industrial para la que consideran necesaria el uso de un exoesqueleto. De hecho, estas mismas compañías ya nos han comunicado su interés por utilizar esta tecnología disruptiva”.

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El público asistente pudo probarse los exoesqueletos expuestos.

Por su parte, Elena Juanola advirtió que “los nuevos modelos de producción conllevan nuevos riesgos”, factor muy sobresaliente en la industria del automóvil, donde la ergonomía es crítica. En este sentido, los exoesqueletos son una “novedad que nos llama a la puerta para combatir los riesgos ergonómicos”, pero deben ser modelos que se puedan adoptar a todos los trabajadores y proporcionar una mejora sustancial de los puestos de trabajo con soluciones ergonómicas.

Durante su intervención, Matilde Villarroya puso la jornada como ejemplo de los resultados positivos que resultan de la colaboración público-privada. Resaltó la importancia del sector del automóvil representado por CIAC, “un sector resiliente que ofrece ocupación de calidad”. El proyecto de los exoesqueletos del clúster es muestra, según la directora general de Industria, que la tecnología integrada en el factor humano da “resultados excelentes” y demuestra cómo la tecnología puede mejorar no solo la producción industrial sino también a sus trabajadores.

Los exoesqueletos no dan superpoderes

Cristina Royo, coordinadora del Servicio de Prevención Mancomunado de Eurecat, una de las personas implicadas en el proyecto desde su inicio, hizo una introducción a los exoesqueletos y al proyecto de su introducción, junto a Josep Nadal, Cluster Manager del CIAC. Royo explicó todas las dificultades con las que se encontraron al arrancar la iniciativa, que centró su hoja de ruta en los dispositivos de apoyo a espalda y extremidades superiores en trabajos que obligan a tener los brazos en alto, con o sin peso, o la carga de pesos que necesiten la flexión de las piernas. Como explicó Cristina Royo, en los videos comerciales de estos exoesqueletos parece que otorguen capacidades extraordinarias. “Hay que ser consciente de lo que conlleva usar un exoesqueleto. No da superpoderes: supone beneficio, descanso, alivio de peso, supone activar otros flujos musculares, pero poderes no da. Si una persona tiene una patología la puede cuidar, pero naturalmente no va a ser la solución ni para esta patología ni para evitar ese riesgo”. Eso sí, permiten un apoyo de brazos, con menor esfuerzo para el trabajador y limitando las malas posturas. “Ha habido también un análisis profundo de las limitaciones y de los daños colaterales que podría provocar el uso de los exoesqueletos”, explicó Royo.

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Cristina Royo, coordinadora del Servicio de Prevención Mancomunado de Eurecat.

Fue clave el acompañamiento de las empresas y de las administraciones, como el Institut Català de la Salut, clave en un dispositivo que todavía carece de normativa y reconocimiento institucional. “Ni siquiera hay consenso en qué tipo de homologación tiene, si es un EPI, equipo médico, de trabajo y fue complejo determinar en algún momento deberá haber un respaldo de una entidad que cualifique esta mejora”.

Cristina Royo también quiso destacar que no todos los exoesqueletos sirven para todos los puestos de trabajo ni todos los modelos del mercado para todas las empresas. “Hay que analizar exhaustivamente qué se necesita en cuanto a requerimientos y los daños colaterales que puedan provocar porque no se pueden crear nuevos riesgos por poner una ayuda. Hay que poner las pautas para un correcto uso del mismo y no poner expectativas que realmente excedan de su capacidad”.

Las experiencias en Nissan y Meleghy

Lluís Sellarés, Production Engineering Manager de Nissan y Lorenzo Llera, director de Operaciones de Meleghy, tomaron la palabra para explicar la experiencia en primera persona en cuanto a incorporar exoesqueletos en una línea de producción de automoción.

Meleghy, con presencia en Alemania, República Checa y Barcelona, está especializada en estampar, sondar y pintar por cataforesis. Ellos, junto Nissan, SGS y Eurecat desarrollaron este proyecto. “Los fabricantes tenemos procesos difícilmente automatizables, o bien por el elevado coste o bien por la dificultad técnica a la que van asociadas las deficiencias económicas”, explicó Llera. Hace dos años, tuvieron la oportunidad de participar en este proyecto pionero del CIAC para compartir los resultados con el resto de socios las conclusiones de estos estudios y favorecer la implantación de los exoesqueletos en el sector.

Lluís Sellarés, por su parte, hizo la distinción entre exoesqueletos activos —con asistencia neumática o eléctrica— y pasivos —con componentes sólo mecánicos—. El proyecto del cluster, en concreto, se centra en los pasivos, que a su vez se distingue en tres tipos: sustentación de brazos por encima de hombro; lumbares, que ayudan al operario a flexionar la espalda más de 45º; y los de piernas, que permiten al operario quedarse en una posición semisentada. En el caso de Nissan, se han centrado en el uso de los exoesqueletos de brazos.

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Lluís Sellarés, Production Engineering Manager de Nissan.

Sellarés quiso, además, destacar un dato importante: “En Europa, cada año, hay un total de 40 millones de bajas debidas a problemas ergonómicos, que suponen un total de pérdidas 240.000 millones de euros. Es decir, lo que aquí se nos viene será una ola muy grande y en breve veremos el uso intensivo de estos aparatos en las diversas industrias”. También quiso enfatizar que “desde el minuto 0 hemos hecho partícipes del proyecto a nuestros operarios porque sin su participación, validación ni sus comentarios no hay proyecto de exoesqueletos que triunfe”.

En el caso concreto de Nissan, las instalaciones de la Zona Franca están basadas en balancinas con tracción con cadena, cosa que provoca que los operarios deban situarse debajo de la carrocería, ‘bajo caja’ y con operaciones en las que pasan bastante tiempo con los brazos levantados por encima del hombro. En las líneas de estas instalaciones hay varios puestos de trabajo ‘grado B’, sistema de Nissan para determinar los grados de ergonomía siendo A el peor y D el mejor, que son los susceptibles a cubrir con estos exoesqueletos.

Al igual que Nissan, Meleghy también tiene una serie de procesos en su planta de tratamiento de superficies y pintura de cataforesis de carga manual, con dificultades ergonómicas no solo de mantener los brazos por encima del hombro sino también de cargar pesos superiores a los 10 kg. Los puestos identificados con dificultades ergonómicas son los de carga y descarga de las líneas, con más de 500 referencias vivas diferentes, embalado posterior y tareas de mantenimiento, matricería y reparación de maquinaria. Además, se suman los procesos de carga de piezas, en el que se manipulan distintos tipos de piezas en dimensiones y tamaños para descargarlas en bastidores, donde se aprecian riesgos de movimientos repetitivos y alturas no óptimas.

En estos puestos de trabajo, la implantación de los exoesqueletos en estudio junto al CIAC, ya ha superado la fase 1 y está a la espera de la 2. Según los datos recogidos en esta primera fase, las expectativas de éxito “son muy altas”, según Lorenzo Llera, y a la espera de la aprobación del Institut Català de Seguretat i Salut Laboral “para poder dotar a nuestros trabajadores con una herramienta que les ayude a minimizar la fatiga músculo-esquelética de los puestos de trabajo descritos”.

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Lorenzo Llera, director de Operaciones de Meleghy.

Conclusiones de la primera fase

Los portavoces de SGS y Eurecat tomaron la palabra para explicar la fase 1 del estudio, iniciado en 2017. Dirigido por la Comisión de Tecnología del CIAC, el proyecto finalizó su primera fase en un entorno controlado con pruebas de electromiografía de superficie monitorizadas y realizadas conjuntamente por la Unidad de eHealth de Eurecat y el Laboratorio de Ingeniería Biomecánica (BIOMEC) de la UPC, para avaluar la activación muscular con el uso de 3 tipos de exoesqueletos y sin ellos, sobre una población activa laboral integrada por 14 trabajadores de Nissan y Meleghy Automotive, 11 hombres y 3 mujeres de entre 25 y 57 años.

De esta primera evaluación se extraen cifras tan interesantes como las que muestra el exoesqueleto de acompañamiento y protección de las extremidades inferiores que, en posiciones mantenidas, reduce en un 60% el esfuerzo muscular en el cuádriceps (recto femoral, vasto interior y exterior), con una disminución significativa también de la activación de los demás músculos de las piernas.

El exoesqueleto de acompañamiento y protección de los hombros, en posiciones mantenidas por encima de esta zona, ha llevado a una reducción de la activación muscular del 15% en la parte posterior y anterior del tronco (erectores cervicales, lumbares y abdominales), mientras que el bíceps, los deltoides y los dorsales también han visto disminuida su activación.

En relación con el exoesqueleto mixto de acompañamiento y protección de hombros y espalda, el resultado ha sido una reducción de la activación muscular de los deltoides, bíceps y dorsales en un 15%, como también una disminución significativa de la actividad muscular de los erectores cervicales (25%) y lumbares (entre el 10 y 15%).

Dados los buenos resultados de esta primera fase, el CIAC y las empresas implicadas llevarán a cabo entre febrero y marzo su segunda y última fase de pruebas de exoesqueletos con trabajadores de Nissan y Meleghy Automotive en su entorno laboral real de producción, con una duración de las pruebas de turnos completos de trabajo, con el objetivo de obtener las conclusiones definitivas. En palabras de Josep Nadal, Clúster Manager del CIAC: “Con las evidencias que hemos obtenido en esta primera fase del estudio y que ahora ampliaremos en una última fase, perseguimos crear y ofrecer una guía de exoesqueletos para las empresas industriales del sector de la automoción que especifique para qué procesos productivos son aptos, entre otras características técnicas”.

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Presentación de las conclusiones de la fase 1 del estudio ante miembros del Clúster CIAC.

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