Simulador realidad virtual de planes de evacuación

Este proyecto consiste en la creación de una herramienta formativa orientada al personal responsable de evacuación de emergencia. Se desarrollaran escenas de realidad virtual para simulación de planes de protección y evacuación. Concretamente para la simulación se han elegido edificios de la UPCT modelados en 3D. De esta manera se entrenan y evalúan los protocolos de evacuación en caso de emergencia, uso de las instalaciones contra incendios, recorridos de evacuación, organización y guía de los ocupantes, etc. El trabajador podrá interactuar mediante un simulador de realidad virtual inmersiva utilizando gadgets (gafas RV – mandos RV) y una plataforma de simulación que les permitirá caminar, correr y moverse libremente sin límites de espacio dentro de un mundo virtual. El simulacro o entrenamiento se puede realizar de forma segura en representaciones virtuales de los espacios que están en uso y sin necesidad de evacuar la zona. Además, permite entrenar situaciones de emergencia que serían imposibles de reproducir en la vida real (situaciones de alto riesgo como incendios y explosiones), por lo que supone un complemento ideal a los simulacros tradicionales.Posteriormente se obtiene un feedback sobre su actuación, mediante un informe que analiza cada ejercicio, ayudando a mejorar su gestión de la prevención de riesgos laborales y de las emergencias en el centro de trabajo.
Autor principal: 
Álvaro
Macián Morales
Universidad Politécnica de Cartagena
España
Coautores: 
Gustavo Adolfo
Salcedo Eugenio
Universidad Politécnica de Cartagena
España
Introducción: 

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. 

La realidad virtual se ha convertido en una herramienta útil en el campo de la seguridad, actualmente se comienza a utilizar 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 orientada al personal responsable de evacuación de emergencia aplicando la tecnología de Realidad Virtual Inmersiva. Esta herramienta permitirá entrenar y poner a prueba los planes de protección y evacuación mediante simulaciones virtuales. Concretamente, para la simulación se han elegido edificios de la UPCT modelados en 3D.

De esta manera se entrenan y evalúan los protocolos de evacuación en caso de emergencia, uso de las instalaciones contra incendios, recorridos de evacuación, organización y guía de los ocupantes, etc.

El trabajador podrá interactuar mediante un simulador de realidad virtual inmersiva utilizando gadgets (gafas RV – mandos RV) y una plataforma de simulación que les permitirá caminar, correr y moverse libremente sin límites de espacio dentro de un mundo virtual.

El simulacro o entrenamiento se puede realizar de forma segura en representaciones virtuales de los espacios que están en uso y sin necesidad de evacuar la zona. Además, permite entrenar situaciones de emergencia que serían imposibles de reproducir en la vida real (situaciones de alto riesgo como incendios y explosiones), por lo que supone un complemento ideal a los simulacros tradicionales.

Posteriormente se obtiene un feedback sobre su actuación, mediante un informe que analiza cada ejercicio, ayudando a mejorar su gestión de la prevención de riesgos laborales y de las emergencias en el centro de trabajo.

Metodología: 

Para el desarrollo del simulador se deben tener en cuenta los siguientes elementos:

  1. Contenido formativo.
  2. Modelado 3D del entorno virtual.
  3. Simulación de situaciones de emergencia.
  4. Feedback inmediato e individualizado.
  5. Gadgets de realidad virtual.

1.Contenido formativo.

El objetivo de esta herramienta es formar, mediante simulaciones de realidad virtual, a los responsables de seguridad (Equipo de Intervención EI y Equipo de Alarma y Evacuación EAE) del edificio del CIM de la Universidad Politécnica de Cartagena en el plan de autoprotección y emergencias del edificio. Paralelamente, permitirá analizar y evaluar dichos planes.

El Equipo de Intervención, EI, es un conjunto de trabajadores del edificio, con preparación y formación específica en emergencias, que les capacita para actuar en cualquier nivel de emergencia, acudiendo inmediatamente al lugar del suceso con los medios de intervención disponibles.

El Equipo de Alarma y Evacuación, EAE, es un conjunto de trabajadores del edificio responsables de realizar acciones encaminadas a asegurar una evacuación total y ordenada de su sector y a garantizar que se ha dado la alarma. Prepararán la evacuación, comprobando que las vías de evacuación sean seguras, dirigirán el flujo de personas por las vías de evacuación hacia el Punto de Reunión, controlando las posibles ausencias y asegurando la evacuación de todas las áreas de actividad afectadas por la situación de emergencia.

La simulación permitirá al usuario entrenar los protocolos de emergencia, uso de señales y equipos de emergencia y vías de evacuación.

ACTUACIONES EN CASO DE EMERGENCIAS

1. Avisar al conserje y/o equipo de evacuación.

2. Avisar a sus compañeros.

EN CASO DE FUEGO, USE EL EXTINTOR (Si sabe manejarlo)

1. Nunca actúe solo. Avise antes de actuar a otras personas.

2. Busque el extintor más cercano y el más apropiado, dependiendo del tipo de fuego.

3. No utilice extintor de CO2 directamente sobre las personas.

4. Descolgar el extintor de la pared.

5. Comprobar que tiene presión (en el manómetro que hay junto al asa).

6. Tirar de la anilla de seguridad para desbloquear la maneta que acciona el chorro.

7. Coger la manguera del extintor dirigida hacia la base del fuego.

8. Presionar la maneta que acciona el chorro, rociar bien el origen de las llamas, moviendo rápido y en zigzag la mano. Compruebe que quedan extinguidas.

ACTUACIÓN EN CASO DE EVACUACIÓN

El equipo de Alarma y Evacuación, le indicará qué debe hacer

1. No ponga en peligro su vida.

2. Desaloje inmediatamente las instalaciones, pero no corra. Mantenga la calma.

3. Utilice las salidas y vías de evacuación.

4. Si el humo es abundante camine agachado hacia alguna salida o salida de

emergencia.

5. Cierre todas las puertas a su paso.

6. Si se le prende la ropa, no corra, tírese al suelo y ruede.

7. Ayude a las personas con discapacidades.

8. Durante la evacuación no retroceda a recoger objetos o buscar otras personas.

9. No utilice ascensores.

10. No se detenga en las salidas.

11. Diríjase al punto de reunión establecido. Comunique cualquier incidencia y espere instrucciones.

En lo posible prefijar zonas de riesgo y proceder conforme a ellas. Un incendio, o un suceso semejante, tiene una evolución previsible. En base a ella, cabe identificar unas zonas de riesgo con exigencia de evacuación preferente y por ello establecer un principio de "evacuación progresiva".

-Diferenciar aquellos ocupantes capaces de evacuar por sus medios de aquellos otros con dificultades provenientes de sus propias capacidades (falta de movilidad, impedimentos, etc.). Esta catalogación debe estar realizada con anterioridad (y mantenida actualizada).

-Asegurarse que la evacuación se realiza hacia las zonas previstas y sin riesgo.

-Asegurarse que la evacuación es completa (no existen rezagados u olvidados) y de impedir, y controlar, que nadie pueda volver hacia el foco de riesgo o hacia el siniestro.

En las siguientes imágenes se muestran los planos de las vías de evacuación del edificio.

Imagen 1. Plano de vías de evacuación. Planta Baja.

 

Imagen 2. Plano de vías de evacuación. Planta 1.

 

Imagen 3. Plano de vías de evacuación. Planta 2.

 

Imagen 4. Plano de vías de evacuación. Planta 3.

 

2.Modelado 3D del entorno virtual.

La semejanza entre el edificio virtual y el real debe ser lo más alta posible para que el entrenamiento sea efectivo. El usuario debe reconocer el entorno para poder situarse y orientarse en condiciones de mala visibilidad.

El modelado del edificio se ha realizado a partir de los planos utilizando AutoCAD, software de diseño asistido por computador utilizado para dibujo 2D y modelado 3D.

Posteriormente se ha retocado el modelo 3D y asignado materiales a los diferentes elementos mediante Blender, software dedicado especialmente al modelado, iluminación, renderizado, animación y creación de gráficos tridimensionales.

Imagen 5. Asignación de materiales al modelo 3D en Blender.

 

3.Simulación de situaciones de emergencia.

Para la creación de la escena virtual se utiliza UNITY 3D, software de desarrollo de videojuegos y experiencias interactivas 2D/3D.

El Plan de Actuación en Emergencias detalla los posibles accidentes o sucesos que pueden originar una situación de emergencia.

-Incendio.

-Explosión.

-Amenaza de artefacto explosivo.

 

Se programa la simulación de los diferentes tipos de emergencia. Se definen los puntos de origen y evolución de la emergencia y cómo interactúan con los medios de intervención (extintores, Bies, etc.).

Imagen 6. Señalización y equipos de emergencias virtuales.

 

También se añaden personas virtuales en el interior del edificio, los cuales representan a los alumnos y trabajadores que habrá que evacuar. El usuario podrá interactuar con ellas mediante comandos de voz definidos, como “seguidme” o “parar”, para poder guiar y evacuar a las personas.

 

4.Feedback inmediato e individualizado.

La herramienta reportará un informe con los datos de la simulación realizada por el usuario (tiempos, recorrido, personas no evacuadas, heridos, aplicación del protocolo, …).

 

5.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 7. 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 8. Gafas de realidad virtual HTC VIVE.

 

Resultados: 

A continuación, se muestran imágenes de la simulación y del edificio real. Se puede apreciar un alto grado de realismo al compararlas.

Imagen 9. Fondo del patio virtual.

 

Imagen 10. Fondo del patio real.

 

Imagen 11. Terraza de la cafetería virtual.

 

Imagen 12. Terraza de la cafetería real.

 

Imagen 13. Pasarela virtual.

 

Imagen 14. Pasarela real.

 

Consideramos que el resultado de realismo es suficiente para que el usuario reconozca las diferentes zonas del edificio y se pueda ubicar en su interior.

Finalmente se muestran algunas imágenes de la simulación de un incendio en el edificio y la evacuación de las personas del interior.

Imagen 15. Evacuación de personas en incendio.

 

Imagen 16. Punto de encuentro.

 

Imagen 17. Incendio en martillo este.

Conclusiones: 

Este proyecto muestra la aplicación de la realidad virtual inmersiva como herramienta formativa de prevención de riesgos laborales en los planes de autoprotección.  La simulación de realidad virtual permite entrenar los protocolos del plan de autoprotección consiguiendo una mayor eficiencia en el caso de ocurrir en la realidad reduciendo los tiempos de respuesta.

Además, experimentar la situación de emergencia de manera segura repetidamente mediante simulaciones virtuales prepara al individuo para poder reaccionar y afrontar una situación de emergencia real con un mayor grado de tranquilidad y seguridad.

Paralelamente, las simulaciones en realidad virtual permiten analizar y evaluar dichos planes, ayudando a encontrar deficiencias en su diseño.

Referencias bibliográficas: 

-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/

 

-Plan de autoprotección del edificio de la facultad de ciencias de la empresa.

http://www.upct.es/contenido/servicios/prevencion/docs_pri/PAE%20FCE%20con%20planos.pdf