BIONIC: Sensores personalizados para la evaluación de riesgos y entrenamiento de trabajadores mayores

Los modelos de evaluación de riesgos laborales se basan en determinar el riesgo asociado a la realización de tareas, considerando valores de referencia medios para las capacidades funcionales de los trabajadores. Así, estos modelos no suelen considerar capacidades específicas de individuos, siendo poco efectivos al prevenir situaciones de riesgo en poblaciones como trabajadores mayores, reincorporados después de una lesión, o personas con discapacidades leves. Ajustar de forma más precisa el binomio capacidad funcional-demanda de puesto, requeriría de información directa sobre posturas, desplazamientos, giros articulares o manejo de cargas, realizadas en el desempeño diario del trabajador. Comparando estos registros con las capacidades reales, se obtendría un nivel de riesgo más representativo de la situación real del trabajador. El proyecto europeo BIONIC se centra en definir un sistema de sensores corporales (BSN) para monitorizar al trabajador, con el fin de obtener de manera precisa el nivel de riesgo asociado a cada una de las tareas que realiza. Así, se pretende mejorar la protección frente a trastornos músculos esqueléticos, con un ajuste más dinámico entre capacidades y demandas, sobre todo en personas mayores de 45 años. Este artículo presenta el proceso seguido para definir las especificaciones del sistema BIONIC, realizado bajo un enfoque de diseño centrado en el usuario, con la participación tanto de usuarios finales (trabajadores) como intermedios (profesionales de salud ocupacional y evaluación de riesgos). De este modo se pretende definir un sistema que genere información valiosa para empleado y empleador, sin que el trabajador sienta invadida su privacidad.
Main Author: 
Alberto
Ferreras Remesal
Instituto de Biomecánica de Valencia
España
Co-authors: 
Juan Fernando
Giménez Pla
Instituto de Biomecánica de Valencia
España
Raquel
Marzo Roselló
Instituto de Biomecánica de Valencia
España
Raquel
Ruiz Folgado
Instituto de Biomecánica de Valencia
España
Introducción: 

Solo la mitad de los trabajadores europeos de entre 55 y 64 años de edad siguen trabajando actualmente, con fuertes diferencias de género y regionales. Para luchar contra las consecuencias del cambio demográfico, que ejerce una presión considerable sobre los sistemas de seguridad social, muchos países de la UE ya han aumentado la edad oficial de jubilación y, a menudo, también han restringido las posibilidades de jubilación anticipada. Esto solo se puede lograr si el trabajo se hace más sostenible para una fuerza laboral que envejece, en términos de buenas condiciones de trabajo, bienestar físico y mental, y equilibrio entre la vida personal y laboral. Sin embargo, las condiciones de trabajo en muchos sectores implican unos riesgos elevados en aspectos como la carga física (posturas, fuerzas, repetitividad) o mental. Estos riesgos se incrementan y se hacen más evidentes cuando afectan a la plantilla de mayor edad.

Para conseguir que las condiciones de trabajo sean adecuadas a las  particularidades de los trabajadores, es necesario evaluar los riesgos a los que se exponen, y cómo estos afectan de manera individual a cada persona en función de sus características (capacidades, preferencias, estilo de trabajo, etc.). Este análisis permitiría ajustar las condiciones de trabajo de manera personalizada, optimizando los recursos, facilitando la intervención de médicos y ergónomos y permitiendo que los propios trabajadores participaran de manera activa en la mejora de sus condiciones de trabajo.

En la actualidad los modelos de evaluación de riesgos laborales se basan en determinar el riesgo asociado a la realización de tareas, considerando valores de referencia medios para las capacidades funcionales de los trabajadores. Así, estos modelos no suelen considerar capacidades específicas de individuos, siendo poco efectivos al prevenir situaciones de riesgo en poblaciones que se alejan del perfil medio, tales como trabajadores mayores, reincorporados después de una lesión, o personas con discapacidades leves.

Asimismo, tanto la evaluación como la intervención suelen realizarse de manera vicaria y diferida. Por un lado, los ajustes y adaptaciones de los puestos de trabajo suelen basarse en medidas indirectas y parciales, en vez de datos tomados de manera continua y que tengan relación con el perfil real de los trabajadores. Por otro lado, el elevado lapso de tiempo entre la evaluación y la intervención reduce la efectividad de las medidas, y no facilita que el propio trabajador sea consciente de los problemas y se implique en la resolución de los mismos.

Ajustar de forma más precisa el binomio capacidad funcional-demanda de puesto, requeriría de información directa sobre posturas, desplazamientos, giros articulares o manejo de cargas, realizadas en el desempeño diario del trabajador. Comparando estos registros con las capacidades reales, se obtendría un nivel de riesgo más representativo de la situación concreta del trabajador. Asimismo, sería preciso que esta medición se realizase de manera continuada, proporcionando información en tiempo real, de manera que se incrementen tanto la objetividad de la evaluación, como la adherencia del trabajador a las medidas a adoptar.

Por último, para que la mejora en la salud sea global, es importante considerar no sólo el impacto de las actividades laborales, sino también aquellas que se realizan fuera del trabajo, posibilitando que el trabajador pueda poner en práctica actividades saludables en diferentes entornos (trabajo, hogar, actividades de la vida diaria...).

Metodología: 

El proyecto europeo BIONIC (https://bionic-h2020.eu/) se centra en definir un sistema de sensores corporales (Body Sensor Network - BSN) para monitorizar al trabajador, con el fin de registrar esfuerzos, posturas, movimientos corporales y variables fisiológicas, obteniendo a partir de los mismos y de manera precisa, el nivel de riesgo asociado a cada una de las tareas que realiza. Así, se pretende mejorar la protección frente a trastornos músculo-esqueléticos, con un ajuste más dinámico entre capacidades y demandas del puesto de trabajo, sobre todo en personas mayores de 45 años.

El objetivo general del proyecto es desarrollar una plataforma holística, no invasiva, autónoma y con garantía de privacidad para el trabajador, que proporcione alertas de riesgo en tiempo real y entrenamiento persuasivo continuo, facilitando el diseño de intervenciones en el lugar de trabajo adaptadas a las necesidades y los niveles de capacidad física del empleado de mayor edad.

Algunas de las claves del sistema que se está desarrollando incluyen:

  • Modularidad y versatilidad, de manera que pueda aplicarse en diferentes entornos y situaciones. Durante el desarrollo del proyecto se van a llevar a cabo pilotos específicos con trabajadores mayores en los sectores de la construcción y la industria.
  • Facilidad y comodidad de uso: el sistema ha de estar integrado en la ropa de trabajo (o de diario) y se podrá comunicar con elementos de uso común, tales como los teléfonos inteligentes (smart phones).
  • Desarrollo de una interfaz centrada en la usabilidad y la accesibilidad, en la que las estrategias de gamificación se ajusten a las necesidades y preferencias de los trabajadores de mayor edad. De esta manera se pretende asegurar la implicación del trabajador, para que sea protagonista en la prevención de los riesgos para la salud, tanto en el trabajo como en entornos lúdicos y de tiempo libre (no laborales).
  • Asegurar que el usuario del sistema tiene el control total sobre los datos que se recogen y cómo se utilizan. Los aspectos de privacidad y seguridad han de ser factores clave que aseguren la aceptación del sistema en base tanto al valor y comodidad que proporciona, como a la confianza que genera.

El sistema BIONIC estará formado por los siguientes elementos:

  • El sistema de sensores corporales (BSN) que permitirán la monitorización continuada de diferentes aspectos: posturas, movimientos, fuerzas, actividad, o factores ambientales.
  • El sistema de procesamiento de la información, que incluye un chip de inteligencia artificial (AI). Este chip recopilará los datos en crudo (raw data) generados por el sistema de sensores, los procesará y los enviará a una aplicación alojada en el móvil del usuario. De esta manera se podrá generar informes personalizados sobre las actividades realizadas por el trabajador, su exposición a riesgos ergonómicos, una valoración funcional de sus capacidades, o las condiciones de trabajo reales. Del mismo modo, el chip de IA permite personalizar el equipo a las funcionalidades del usuario, estableciendo valores umbrales particulares para cada trabajador.
  • Las aplicaciones de usuario, en las que se obtendrá la información relevante, actividades, y recomendaciones. Se han previsto tres apps:
    • La app para trabajadores incluirá recomendaciones tales como actividades para el control postural y la prevención de enfermedades, la recuperación de lesiones, o avisos basados en las actividades realizadas.
    • La app para gestores y técnicos incluirá información agregada sobre las condiciones de trabajo y los riesgos ergonómicos, y propondrá recomendaciones de diseño y organizativas para mejorar la seguridad, el confort y la productividad.
    • La app para médicos permitirá acceder a los riesgos de cada trabajador y a los desajustes basados en su capacidad funcional, facilitando la generación de actividades específicas para la mejora de la salud.

La primera fase para el desarrollo de BIONIC incluye la definición de las funciones del sistema, así como de los requisitos y necesidades de los usuarios finales (trabajadores mayores) e intermedios (médicos y técnicos) .Del mismo modo, se va a definir la configuración de los escenarios de uso del sistema, para desarrollar los proyectos piloto de aplicación en el ámbito de la construcción y la producción industrial (fabricación en cadena). La metodología empleada en esta primera fase del proyecto es la siguiente:

  • Cuestionario específico para priorizar las funciones del sistema, incluyendo tanto el nivel de importancia como el grado de dificultad asociado a su desarrollo.
  • Grupos de discusión con técnicos y usuarios para refinar las funciones del sistema (requisitos funcionales) y desarrollar las preferencias y necesidades de los usuarios (requisitos no funcionales tales como la usabilidad o la ergonomía,).
  • Talleres específicos con los usuarios intermedios y finales de las empresas de construcción y fabricación industrial en las que se van a desarrollar los proyectos piloto, con el fin de definir casos de uso específicos del sistema para cada sector.

Una vez completada esta primera fase, las siguientes etapas implican el desarrollo técnico del sistema (sensores, modelos de análisis, gestión de datos, interacción con el usuario y desarrollo de las apps), así como la validación del sistema completo en condiciones de uso reales (en los sectores de la construcción e industrial).

Resultados: 

Durante la primera fase del proyecto se han valorado las principales funciones que ha de incluir el sistema, así como los requisitos y necesidades de los usuarios intermedios y finales. Una vez refinada esta información, las funcionalidades y requerimientos esenciales del sistema son los siguientes:

  • Uso continuado: El sistema ha de estar preparado para ser utilizado todo el día.
  • Flexibilidad:
    • Modularidad. El BSN tiene ha de incluir cuatro subsistemas principales: Cabeza, tronco, miembros superiores y piernas. Estos módulos han de medir principalmente posturas y movimientos, aunque también han de estimar fuerzas y esfuerzos. Accesorios adicionales (por ejemplo, pulseras de actividad) pueden ser incorporados al sistema para medir otros parámetros como (ritmo cardíaco, respiración, etc.).
    • Adaptable a usuarios finales.
    • El sistema ha de ser capaz de ser utilizado en el trabajo (versión completa) y en casa (versión ligera).
    • Compatible con ropa estándar y de trabajo (incluidos los EPIs).
    • Configurable fácilmente por el usuario.
  • Seguridad:
    • El sistema debe almacenar y compartir de forma segura los datos de usuario; seguridad de datos y privacidad durante las transmisiones inalámbricas.
    • Los trabajadores (usuarios finales) son los propietarios de los datos recopilados.
    • Retroalimentación e información privada.
  • Técnicamente potente:
    • Análisis de datos y cálculo de parámetros de alto nivel, con una cantidad mínima de sensores.
    • Sistemas de comunicación robustos en entornos difíciles.
    • Preciso
    • Información y realimentación en tiempo real.
  • Aceptado por el usuario. Los criterios para una alto grado de aceptación han de incluir:
    • Usabilidad (facilidad de aprendizaje, facilidad de uso y datos fáciles de interpretar), teniendo en cuenta el perfil de los usuarios (personas mayores con potenciales limitaciones físicas y nivel tecnológico bajo).
    • Sistema discreto (no intrusivo, no visible, con realimentación e información solo perceptible por el usuario).
    • Configurable: adaptable a las necesidades, preferencias y capacidades de los usuarios finales.
    • Información relevante que suponga un beneficio significativo para el usuario.
    • Asegurar la privacidad.
Conclusiones: 

El proyecto Europeo BIONIC tiene como objetivo desarrollar una plataforma que evalúe en tiempo real y de forma personalizada el impacto del trabajo en la salud de trabajadores mayores, permitiendo el diseño de intervenciones en el lugar de trabajo que incluyan adaptaciones de la planificación y la producción.

Durante la primera fase del proyecto se han definido las principales funcionalidades del sistema, priorizadas por su importancia, aceptación y facilidad de desarrollo. Asimismo se han elaborado los requisitos de los usuarios finales (trabajadores mayores) e intermedios (técnicos y médicos) con el fin de conseguir un sistema que incluya una alta usabilidad y una elevada aceptación por parte de los usuarios. Los aspectos que se han identificado como clave son la modularidad, la posibilidad de configuración, la facilidad de uso y la privacidad.

Una vez completada esta primera fase, las siguientes etapas implican el desarrollo técnico de BIONIC (sensores, modelos de análisis, gestión de datos, interacción con el usuario y desarrollo de las apps), y la validación del sistema completo en condiciones de uso reales, en el ámbito de la construcción y la producción industrial.

Agradecimientos: 

Este proyecto está coordinado por DKFI (Deutsches Forschungszentrum fur Kunstliche Intelligenz GMBH). Participan un total de 11 socios de 4 países (Alemania, España, Holanda, Grecia).

Este proyecto ha recibido financiación del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea a través del contrato Nº 826304.

Referencias bibliográficas: 
  • Página web del proyecto BIONIC: https://bionic-h2020.eu/
  • Encuesta Europea de Condiciones de Trabajo (2015): https://www.eurofound.europa.eu/surveys/european-working-conditions-surveys/sixth-european-working-conditions-survey-2015
  • González, J.; Rodríguez, E.; Oriol, M. (2017): “Serious Games on Health and Safety for Mobile Learning”. Fundación Laboral de la Construcción, Madrid (Spain). Proceedings of INTED17 Conference, 6th-8th March 2017, Valencia, Spain. Pages: 5804-5812.
  • Tortosa, L.; Ferreras, A.; García-Molina, C.; Page, A. (2000). The ERGODIS/IBV method - A computer aided system for ergonomic assessment and fitting of workplaces to disabled workers. In: Ergonomic software toolsin product and workplace design (Landau, K., ed.). Institut für Arbeitsorganisation. Stuttgart, 2000. 
  • Piedrabuena, A.; Ferreras, A.; Castelló, P.; García, C.V.; Oltra, A.; Galvez, J.A.; Tortosa, L.; Page, Á. (2008) Recommendations for ergonomic design of workplaces and machinery in construction. En: Contemporary Ergonomics 2008. Editorial: Taylor & Francis. Editor/es: BUST, P.D.. Pag.: 179-184 de 793 págs.