Aunque los exoesqueletos no se consideran EPI, son tecnologías de apoyo personal que pueden reducir la carga de trabajo físico disminuyendo el riesgo de trastornos musculoesqueléticos

Trabajando con exoesqueletos en la Construcción. Riesgos y medidas de prevención en la seguridad y salud en el lugar de trabajo

José Ignacio Argote Vea-Murguía, Ingeniero Consultor08/09/2021

Los exoesqueletos de protección aún no son la corriente principal, pero son una tendencia creciente en la industria de la construcción para dar apoyo físico en tareas donde se adoptan posturas mantenidas y forzadas como, por ejemplo, posturas estáticas con brazos por encima de los hombros, manipulación de peso sostenido o manejo de cargas, que se desarrollan durante gran parte de la jornada laboral. Un buen ejemplo puede ser la empresa leonesa Telice, especializada en la realización de trabajos e instalaciones en el sector del ferrocarril, que en 2019 realizó pruebas piloto con exoesqueletos pasivos de US Bionics en el tendido de catenaria y en la sustitución de canaleta de comunicaciones.

En el sector construcción según la sexta oleada del European Working Conditions Survey (EWCS), los trastornos musculoesqueléticos que declaran los trabajadores son los siguientes: dolor de espalda: 52 %; en las extremidades superiores 54 %; y en las extremidades inferiores: 41%.

Los trastornos musculoesqueléticos en la Construcción

Los trastornos musculoesqueléticos son el problema de salud relacionado con el trabajo más prevalente entre la población activa de la Unión Europea afectando a cerca de tres de cada cinco trabajadores y siguen siendo el problema de salud más común en Europa, que sufren trabajadores de cualquier tipo de trabajo y sector. En particular en el sector construcción, según el estudio de la Agencia Europea para la Seguridad y la Salud en el Trabajo⁽¹⁾ basado en los resultados de la sexta oleada del European Working Conditions Survey (EWCS), en el sector de la construcción el porcentaje de trabajadores que declaran diferentes trastornos musculoesqueléticos en el periodo de 12 meses anterior a la encuesta son los siguientes: dolor de espalda: 52%; en las extremidades superiores 54%; y en las extremidades inferiores: 41%.

Los exoesqueletos pueden reducir la carga de trabajo físico, como el levantamiento de cargas pesadas, lo que disminuye el riesgo de trastornos musculoesqueléticos. Diseñar y organizar el lugar de trabajo de forma ergonómica no siempre es posible, por ejemplo en lugares temporales de trabajo. En estos casos, los exoesqueletos pueden ayudar a compensar estas faltas.

Aunque actualmente la legislación europea no califica a los exoesqueletos como Equipos de Protección Individual (EPI), los exoesqueletos son, sin duda, tecnologías de apoyo personal que asisten de forma mecánica al cuerpo que pueden reducir la carga de trabajo físico, disminuyendo el riesgo de trastornos musculoesqueléticos y la penosidad en muchos tipos de trabajos.

Exoesqueletos ocupacionales: clasificación y certificación

Aunque no existe una definición común de exoesqueleto, en los documentos de Agencia Europea para la Seguridad y la Salud en el Trabajo (EU-OSHA), se cita la propuesta por Liedtke y Glitsch⁽²⁾, que lo definen como un sistema de asistencia personal que afecta al cuerpo de forma mecánica. En un sentido más estricto, los exoesqueletos son dispositivos portátiles que mejoran o soportan la fuerza del usuario. con tecnologías robóticas que modifican las fuerzas internas o externas que actúan sobre el cuerpo.

Debido al gran número de aplicaciones y a las diferentes funcionalidades, todavía no existe una definición común. En los textos especializados y comunicaciones académicas, existe un acuerdo general de que los exoesqueletos pueden definirse como estructuras mecánicas externas en el cuerpo, y normalmente se clasifican como sistemas activos o pasivos. Los exoesqueletos activos utilizan actuadores (componentes de accionamiento mecánico) para apoyar los movimientos humanos. La mayoría utilizan motores eléctricos, aunque también se utiliza accionamiento de tipo neumático. La acción de estos actuadores se controla por medio de un programa informático que procesa la información que recibe de los sensores durante el funcionamiento.

La empresa leonesa Telice, especializada en la realización de trabajos e instalaciones en el sector del ferrocarril, en 2019 realizó pruebas piloto con exoesqueletos pasivos de US Bionics en el tendido de catenaria y en la sustitución de canaleta de comunicaciones. Crédito imagen: Iván Rivera, director de Innovación en Telice.

En los exoesqueletos con sistemas pasivos los movimientos del usuario generan la energía almacenada y solamente se utilizan las fuerzas de restauración de muelles, amortiguadores u otros materiales para apoyar el movimiento humano. Además, las fuerzas se redistribuyen para proteger regiones específicas del cuerpo. El cambio en el rendimiento del usuario no se debe a una fuerza física adicional, sino a la capacidad de mantener posiciones agotadoras durante un período de tiempo más largo, por ejemplo, en condiciones de trabajo por encima de la cabeza.

Debido a cuestiones técnicas, los exoesqueletos activos tienen poca relevancia práctica debido fundamentalmente al peso, la estructura mecánica, el soporte de la batería y el diseño de la mecánica del accionamiento. Por el contrario, algunos exoesqueletos pasivos ya están disponibles comercialmente y se están aplicando en la Construcción y en otras industrias.

Teniendo en cuenta la parte del cuerpo donde aplican los exoesqueletos pueden clasificarse en tres grupos:

Exoesqueletos para la parte superior del cuerpo para redistribuir las fuerzas corporales aplicadas en las extremidades superiores y en el torso. Lo que implica que otras regiones del cuerpo, como la cadera o las piernas, soporten cargas adicionales.
Exoesqueletos de la parte inferior del cuerpo son capaces de transferir fuerzas al suelo y así reducir la carga sobre el sistema musculoesquelético.
Exoesqueletos de cuerpo entero que ofrecen apoyo a la parte superior e inferior del cuerpo al mismo tiempo.

Actualmente la legislación europea no recoge ni una norma de diseño técnico o procedimiento de certificación que permita considerar o comercializar Los exoesqueletos como Equipos de Protección Individual (EPI). Su aplicación práctica de los exoesqueletos está fuertemente relacionada con la certificación específica y puede definirse como una ayuda técnica como resultado de las disposiciones de la Directiva de máquinas de la Unión Europea (2006/42/CE). Los sistemas activos pueden definirse con más detalle con la regulación internacional de robots y dispositivos robóticos (ISO 10218-1:2011) y los requisitos de seguridad para robots de cuidado personal (ISO 13482:2014). Y también puede considerarse un dispositivo médico de acuerdo con la correspondiente Directiva europea (93/42/CEE), para utilizarlos con fines de rehabilitación o para aplicaciones médicas, o para hacer uso de ellos en el ámbito de la inclusión

Evaluación de riesgos laborales con exoesqueletos

Los riesgos potenciales de los exoesqueletos en los entornos de trabo están relacionados con su diseño y funcionalidad. Los sistemas activos pueden incluir defectos mecánicos y técnicos. Es también factible que los exoesqueletos puedan aumentar el riesgo de lesiones durante un resbalón, un tropiezo o una caída, aunque su influencia se evalúa actualmente como baja cuando se usan exoesqueletos para la parte superior del cuerpo en trabajos a nivel del suelo.

Dependiendo de la construcción y el peso del exoesqueleto, puede verse restringida la libertad natural de movimiento de los trabajadores dificultando el restablecimiento del equilibrio a través de movimientos de compensación en caso de caída. Además, deben tenerse en cuenta las posibles colisiones entre un exoesqueleto y el equipo de trabajo, otros equipos y maquinaria.

El exoesqueleto EXO-O1 desarrollado por Grupo Hilti en colaboración tecnológica con Ottobock SE & Co, es de tipo pasivo y no precisa de alimentación eléctrica. Mediante la técnica mecánica de tracción de cable, las bandejas para brazos transmiten el peso de los brazos a las caderas, de este modo, se reduce el pico de carga de la musculatura y se descargan los hombros hasta un 47% Crédito imagen: Grupo Hilti.

En caso de emergencia, los edificios deben ser evacuados rápidamente para garantizar la seguridad y la salud de todos los empleados. Por lo tanto, la rápida extracción de un exoesqueleto resulta fundamental. Los diseñadores también deben considerar las situaciones en las que los trabajadores pueden estar solos.

Un aspecto importante que también recoge el citado documento EU-OSHA, es el relacionado es la dificultad de aceptación e incluso el rechazo del trabajadores para utilizar exoesqueletos desarrollo de sus tareas, citando recientes publicaciones⁽³⁾, que analizan las barreras para la aceptación y utilización de la tecnología vestible señalando que el dispositivo no solo debe ser seguro, cómodo, útil y utilizable, sino que también es sumamente importante, que debe ser deseable para el usuario final, es por ello aconsejable, recurrir a un enfoque de diseño centrado en el usuario para implicar a los usuarios (empresas y trabajadores) directamente en el proceso de diseño del exoesqueleto.

EU-OSHA (2020). Prevention of musculoskeletal disorders in the construction sector: examples from the INAIL incentive schemes
Liedtke, M., Glitsch, U. (2018). Exoskelette – Verordnung für persönliche Schutzausrüstung. sicher ist sicher, 3, 110–113, en EU-OSHA (2020). Occupational exoskeletons: wearable robotic devices to prevent work-related musculoskeletal disorders in the workplace of the future
Jacobs, J. V., Hettinger, L. J., Huang, Y.-H., Jeffries, S., Lesch, M. F., Simmons, L. A., Verma, S. K., & Willetts, J. L. (2019). Employee acceptance of wearable technology in the workplace. Applied Ergonomics, 78, 148–156. https://doi.org/10.1016/j.apergo.2019.03.003