La tecnología ha avanzado hasta tal punto que permite interactuar con un mundo virtual creado por ordenador. Se puede definir la realidad virtual como la representación de objetos del mundo real a través de medios electrónicos simulando las percepciones sensoriales de forma que el usuario las tome como reales.
La realidad virtual inmersiva es aquella que se da en un ambiente tridimensional creado por un ordenador, siendo una interfaz humano-máquina avanzada que permite experimentar de manera multisensorial, una simulación computarizada de manera interactiva y en tiempo real en la cual los usuarios pueden interactuar a través de cascos, guantes y otros accesorios para el cuerpo. Consta de equipamientos, instalaciones, software, hardware y aplicaciones diseñadas para tal fin.
Si bien la tecnología de realidad virtual existe hace más de cincuenta años, hace sólo cinco bajó sus costos y se hizo más accesible. De esta forma, ya se ve un alcance masivo de esta tecnología, sobre todo en videojuegos. Sin embargo, existen provechosas ventajas en el área laboral que aún no han sido exploradas, en especial en cursos de capacitación y entrega de conocimiento efectivo en el área de seguridad.
La realidad virtual se ha convertido en una herramienta útil en el campo de la seguridad, actualmente se comienza a utiliza como herramienta para la formación empresarial a partir del aprendizaje inmersivo. Esta tecnología proporciona la posibilidad de entrar en escenarios virtuales con la máxima sensación de realidad. Además, el desarrollo de gadgets como guantes y gafas genera una sensación de realismo total, o una plataforma por la que nos podemos desplazar libremente por un escenario virtual ofreciendo más realismo.
El objetivo principal es el desarrollo de una herramienta formativa sobre los riesgos derivados en instalaciones eléctricas, concretamente en un centro de transformación eléctrica aplicando la tecnología de Realidad Virtual Inmersiva. Esta herramienta permitirá entrenar a los trabajadores en las técnicas y procedimientos de trabajo de maniobras de conexión y desconexión teniendo en cuenta los riesgos a los que están expuestos y las medidas preventivas que deben adoptar para evitarlos.
Este proyecto consiste en una herramienta formativa sobre los riesgos derivados en instalaciones eléctricas, concretamente en un centro de transformación. Se utiliza la realidad virtual para simular los riesgos eléctricos a los que están expuestos los trabajadores que realizan técnicas y procedimientos de trabajo de maniobras de conexión/desconexión.
Además, se evalúan las principales medidas preventivas a adoptar por el personal técnico en la planificación, organización del trabajo y maniobras en las instalaciones. Se desarrolla un escenario de realidad virtual inmersiva, entendiendo por ésta la sensación de estar dentro de un ambiente virtual y poder interactuar con los elementos existentes mediante la estimulación de nuestros sentidos visuales, táctiles y auditivos. Mediante gadgets (gafas HTC VivePro y guantes RV) el trabajador interactúa dentro de un centro de transformación eléctrica realizando maniobras en interruptores y seccionadores de tableros de media tensión.
Se simulan los riesgos eléctricos (cortocircuito, arco eléctrico, incendio o explosiones en equipos e instalaciones) generados por maniobras incorrectas, errores en las conexiones y manipulación inadecuada los equipos eléctricos de medida. Dispondrá de elementos virtuales para evaluar la seguridad laboral como son: guantes aislantes, banqueta aislante, pértiga aislante, cascos, detectores de ausencia de tensión, pantalla facial, chaqueta ignífuga y extintores.
Para el desarrollo del simulador se han tenido en cuenta los siguientes elementos:
- Contenido formativo.
- Modelado 3D y programación del entorno virtual.
- Feedback inmediato e individualizado.
- Gadgets de realidad virtual.
1.Contenido formativo.
Esta herramienta tiene como objetivo formar, a los trabajadores que realizarán tareas de mantenimiento y control en subestaciones eléctricas MT/BT. Este tipo de locales son potencialmente peligrosos por el tipo de tensiones tratadas.
Muchos de los accidentes eléctricos que ocurren en Media Tensión se deben principalmente a un exceso de confianza o falta de calificación del trabajador. Como consecuencia de esto, podemos afirmar que la mayoría de estos accidentes pueden ser evitados con un adecuado entrenamiento y calificación.
Para realizar de forma segura estas tareas el trabajador debe seguir las normas y procedimiento específico para cada maniobra y así evitar accidentes.
También se hace especial hincapié en las 5 reglas de oro para trabajar en instalaciones de este tipo.
Imagen 1. Cinco reglas de oro.
1. Desconectar, corte visible o efectivo
Antes de iniciar cualquier trabajo eléctrico sin tensión debemos desconectar todas las posibles alimentaciones a la línea, máquina o cuadro eléctrico. Prestaremos especial atención a la alimentación a través de grupos electrógenos y otros generadores, sistemas de alimentación interrumpida, baterías de condensadores, etc.
2. Enclavamiento, bloqueo y señalización
Se debe prevenir cualquier posible re-conexión, utilizando para ello medios mecánicos (por ejemplo candados). Para enclavar los dispositivos de mando no se deben emplear medios fácilmente anulables, tales como cinta aislante, bridas y similares. Y se señalizará claramente que se están realizando trabajos.
3. Comprobación de ausencia de tensión
En los trabajos eléctricos debe existir la premisa de que, hasta que no se demuestre lo contrario, los elementos que puedan estar en tensión, lo estarán de forma efectiva.
Siempre se debe comprobar la ausencia de tensión antes de iniciar cualquier trabajo, empleando los procedimientos y equipos de medida apropiados al nivel de tensión más elevado de la instalación.
4. Puesta a tierra y en cortocircuito
Este paso es especialmente importante, ya que creará una zona de seguridad virtual alrededor de la zona de trabajo.
En el caso de que la línea o el equipo volviesen a ponerse en tensión, bien por una realimentación, un accidente en otra línea (fallo de aislamiento) o descarga atmosférica (rayo), se produciría un cortocircuito y se derivaría la corriente de falta a Tierra, quedando sin peligro la parte afectada por los trabajos.
5. Señalización de la zona de trabajo
La zona dónde se están realizando los trabajos se señalizará por medio de vallas, conos o dispositivos análogos. Si procede, también se señalizarán las zonas seguras para el personal que no está trabajando en la instalación.
De igual importancia será el conocimiento sobre el material de seguridad para estas instalaciones y practicar su uso correcto:
- Pértiga de salvamento, permite efectuar un salvamento con el mínimo riesgo para el salvador.
-Guantes dieléctricos, protegen al usuario de descargas eléctricas.
-Pantalla facial de seguridad, protege la cara del usuario de quemaduras eléctricas.
-Banqueta aislante, aísla al usuario de la tierra.
Imagen 2. Materiales de seguridad.
Además, pondrán experimentar virtualmente como se manifiestan los posibles riesgos al usar incorrectamente los equipos. Se pueden producir cortocircuitos, rotura de equipos e incendios.
Cuando ocurre una falla eléctrica en Media Tensión, se producen arcos eléctricos muy importantes debido al alto nivel de corriente de corto circuito generalmente utilizado, creando un efecto térmico, desprendimiento de materiales fundidos, nubes de gases y plasma. El trabajador queda expuesto a serias quemaduras, tanto externas como internas, por el paso de la corriente eléctrica a través de su cuerpo, generando daño a órganos y tejidos. De hecho, los pulmones y vías respiratorias pueden sufrir quemaduras de consideración, siendo generalmente la principal causa de muerte.
1. Modelado 3D del entorno virtual y programación.
Los modelos virtuales de la instalación y los equipos eléctricos deben ser lo más semejante posible a la realidad para lograr mayor inmersión en las escenas virtuales y que el entrenamiento sea efectivo.
El escenario elegido es un PFU(Centro de Transformación Prefabricado), centro de superficie de maniobra interior y utilización de redes de distribución eléctrica en Media Tensión (MT) hasta 36 KV, pudiendo contener hasta 2 transformadores de 1000 kVA con ventilación natural.
Se componen de dos elementos principales:
- Equipo eléctrico interior.
- Edificio prefabricado de hormigón.
Imagen 3. Elementos principales de PFU.
Las maniobras que se realizarán son extracción y cambio de fusibles en las secciones 1.1 y 1.2.
Imagen 4. Sección 1.1 Celdas CGMCOSMOS.
Imagen 5. Sección 1.2. Cuadro de acometida de baja tensión.
Los modelos 3D se han obtenido de la página web https://3dwarehouse.sketchup.com, un repositorio digital gratuito de modelos 3D.
Posteriormente se han retocado los modelos 3D y asignado materiales a los diferentes elementos mediante Blender, software dedicado especialmente al modelado, iluminación, renderizado, animación y creación de gráficos tridimensionales.
Para la creación de la escena virtual se utiliza UNITY 3D, software de desarrollo de videojuegos y experiencias interactivas 2D/3D.
Se programa el comportamiento físico de los diferentes elementos y como el usuario podrá interactuar con cada elemento.
3.Feedback inmediato e individualizado.
La herramienta reportará un informe con los datos de la simulación realizada por el usuario (errores de procedimiento, accidentes, etc.).
2.Gadgets de realidad virtual.
Para poder vivir la simulación de manera inmersiva es necesario el uso de los siguientes gadgets o periféricos de realidad virtual.
- Plataforma de movimiento Virtualizer. Es un periférico de realidad virtual que permite moverse, correr, saltar y agacharse en 360º dentro de un entorno virtual sin limitaciones de espacio y sin moverse del sitio, lo que evita el choque con objetos o paredes en la realidad.
Imagen 6. Plataforma de movimiento VIRTUALIZER.
- Gafas de realidad virtual. Las gafas de realidad virtual HTC VIVE, permiten al usuario experimentar la simulación de manera completamente inmersiva. Utiliza una tecnología de seguimiento personalizado que ofrece un seguimiento de baja latencia de la cabeza a 360°. Realiza un seguimiento en tiempo real del movimiento de la cabeza creando una experiencia natural e intuitiva. El campo de visión es de más de 90 grados horizontales (110 grados en diagonal).
Imagen 7. Gafas de realidad virtual HTC VIVE.
En las siguientes imágenes se pueden comparar los elementos reales y los virtuales. Creemos que se ha alcanzado un alto nivel se semejanza, el cuál facilitará la inmersión.
Imagen 8.Centro de transformación prefabricado de superficie – PFU.
Imagen 9. PFU virtual.
Imagen 10. Interior del PFU.
Imagen 11. Interior PFU virtual.
El operario dispondrá de elementos virtuales para evaluar la seguridad laboral como son: guantes aislantes, banqueta aislante, pértiga aislante, cascos, detectores de ausencia de tensión, pantalla facial y extintores.
Imagen 12. Material de seguridad virtual.
Se simulan los riesgos eléctricos (cortocircuito, arco eléctrico, incendio o explosiones en equipos e instalaciones) generados por maniobras incorrectas, errores en las conexiones y manipulación inadecuada los equipos eléctricos de medida.
Imagen 13. Cortocircuito y explosión en celdas de MT.
Imagen 14. Cortocircuito y explosión en cuadro de acometida de baja tensión.
Este proyecto muestra la aplicación de la realidad virtual inmersiva como herramienta formativa tanto a nivel profesional como de prevención. La simulación de realidad virtual permite entrenar los procedimientos de maniobra consiguiendo una mayor eficiencia y reduciendo los errores.
Además, al experimentar la situación de accidente de manera segura el individuo profundiza sobre el respeto a los riesgos presentes y que errores les puede llevar directamente al accidente y sus graves consecuencias.
Paralelamente, las simulaciones en realidad virtual permiten analizar y evaluar los procedimientos de maniobra y normas de seguridad, ayudando a encontrar deficiencias en su diseño.
-Cómo implementar con éxito un programa de formación con videojuegos en tu empresa.
https://www.game-learn.com/lo-que-necesitas-saber-serious-games-game-based-learning-ejemplos/
- Instalaciones eléctricas en media y baja tensión 7.ª edición 2016. JOSE GARCIA TRASANCOS
-Cinco reglas de oro para trabajar sin tensión.
http://prevencionar.com/2017/12/04/cinco-reglas-oro-trabajos-sin-tension/