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Mantenimiento: cuando los exoesqueletos reducen las dificultades en el trabajo

Xavier Biseul
11 agosto 2021

Los exoesqueletos permiten llevar a cabo tareas especialmente duras, como mover cargas pesadas, con total seguridad. En el sector del mantenimiento, este concepto abre todo un mundo de posibilidades y la SNCF ya lo ha adoptado.
 
Alien, Avatar o Iron Man, las películas de género están repletas de héroes equipados con exoesqueletos. Los seres humanos así “aumentados” ya no son exclusivos de la ciencia ficción. Los primeros exoesqueletos empezaron a utilizarse por las fuerzas militares en los años 70 y, desde hace algunos años, se han infiltrado en el ámbito industrial.
 
Si recordamos su etimología griega, un exoesqueleto es un esqueleto “exterior”. Se trata, más concretamente, de un aparato motorizado fijado sobre una o varias extremidades del cuerpo humano para devolverle movilidad – en el caso de personas con alguna discapacidad – o para aumentar sus habilidades motoras – en el caso de una persona sin ninguna discapacidad.
 
Las estructuras mecánicas del exoesqueleto van a servir de soporte para determinados movimientos. Las minervas cervicales o los corsés específicos se incluyen, de este modo, en la familia de los exoesqueletos. En aplicaciones industriales, el exoesqueleto va a reforzar los movimientos y las capacidades del trabajo humano.

Los exoesqueletos se infiltran en el ámbito industrial

Un exoesqueleto permite llevar a cabo tareas duras, sin tener que realizar grandes esfuerzos y de manera segura, como mover cargas pesadas; tareas que no es posible automatizar. La industria automovilística utiliza, por ejemplo, exoesqueletos para realizar operaciones físicamente duras, como montajes boca abajo o trabajos en altura. Ford ha equipado para ello a algunos operarios que deben levantar sus brazos con frecuencia para realizar operaciones de montaje (fuente ford.es).
 
En este aspecto, los exoesqueletos se diferencian de los robots industriales. Los primeros solo funcionan cuando están dirigidos por un hombre, mientras que los segundos llevan a cabo movimientos de manera autónoma.
 
En las fábricas del futuro convivirán, en el mismo entorno, operarios tradicionales, operadores “aumentados”, robots industriales encerrados en sus jaulas y “cobots”, es decir, robots colaboradores que comparten el mismo espacio que el ser humano y realizan en su lugar las tareas difíciles, repetitivas, ingratas o peligrosas.

Exoesqueletos pasivos o activos

Existen dos tipos de exoesqueletos. Los exoesqueletos pasivos, no motorizados, se basan en sistemas mecánicos que no van a suprimir la carga, sino equilibrarla mejor. La carga, por ejemplo, se aligerará a nivel de los brazos y de los hombros y se distribuirá a la altura del abdomen o de las piernas.
 
A modo de un corsé gigante, el exoesqueleto permite, por otro lado, prevenir determinadas enfermedades profesionales producidas por la realización de movimientos en falso o por mantener posturas laborales prolongadas.
 
Al permitir fijar una posición: sentada, en cuclillas o de pie, un exoesqueleto pasivo reduce la presión sobre el cuerpo y lucha eficazmente contra los trastornos musculoesqueléticos (TME).
 
Por el contrario, si se utiliza de manera incorrecta, el exoesqueleto puede entrañar riesgos para la salud. En un documento muy completo, el Instituto francés de investigación y seguridad identifica los riesgos(estrés, colisión, riesgos cardiovasculares, nuevas tensiones biomecánicas,etc…) e insta a la vigilancia.
 
Los exoesqueletos activos están, por su parte, en gran medida aún en fase de I+D. Motorizados, pesan como mínimo 15 kg y son hasta tres veces más pesados que los dispositivos pasivos. Aunque pueden transportar cargas de hasta 40 kg, también tienen una limitación por lo que respecta a la autonomía de su batería.

Mejorar las condiciones de trabajo

Como se puede ver, los exoesqueletos pueden acompañar a los técnicos de mantenimiento en un gran número de tareas y mejorar de manera considerable sus condiciones de trabajo.
 
Efectivamente, los técnicos deben transportar frecuentemente piezas pesadas y llevar a cabo manipulaciones repetitivas. Además, a veces deben realizar su trabajo adoptando posturas incómodas para reparar equipos a los que resulta difícil acceder.
 
El proveedor que les da trabajo verá, por su parte, cómo aumenta la productividad de sus trabajadores y cómo se reducen los accidentes laborales. Hacer uso de exoesqueletos puede ser también un factor de atractivo, dado que las dificultades de la profesión desmotivan a muchos jóvenes.

La SNCF, en primera línea

Pionera en este ámbito, la SNCF ha desarrollado, con la startup Ergosanté Technologie, un exoesqueleto para ayudar a sus técnicos de mantenimiento. Presentado en la edición de 2019 de Viva Tech, Shiva Exo – así se llama – tiene como objetivo reducir considerablemente las dificultades del trabajo.
 
Este exoesqueleto pasivo de menos de 7 kg se adapta a todo tipo de morfología y cumple las normas del Instituto francés de investigación y seguridad. Está diseñado para prevenir lesiones en hombros, espalda y codos. Las cargas mecánicas soportadas por el exoesqueleto se redirigen directamente a las caderas.
 

Cuatro años de trabajo

Shiva Exo está adaptado para realizar trabajos con los brazos levantados (bajo un puente, en un foso, etc.) o en una posición inclinada hacia delante, relativos al mantenimiento de piezas y herramientas pesadas (taladro, amoladora, llave de impacto, etc.) de hasta 15 kg.
 
Probado en el centro técnico de Bischheim, cerca de Estrasburgo, este exoesqueleto ha precisado cuatro años de trabajo y 340 estudios ergonómicos según un artículo del diario Le Figaro.
 
Presentado como un exoesqueleto modular, con múltiples posibles usos, Shiva Exo debe ponerse a disposición de los agentes que desarrollan su trabajo en el ámbito del mantenimiento y la logística, pero también de los mecánicos o de los técnicos especialistas en frenos de la SNCF. El grupo ferroviario ha realizado un vídeo de presentación.

Iron Man, cada vez más cerca

El proyecto europeo Robo-Mate también tiene un planteamiento modular, ya que este exoesqueleto está formado por cuatro módulos que pueden combinarse entre sí o utilizarse de manera autónoma.
 
Un módulo destinado al torso, que sostiene las caderas y el busto, un módulo de brazos pasivos que aporta una fuerza de elevación constante, mientras que el módulo de brazos activos aporta una fuerza de elevación variable para las tareas de agarre y posicionamiento. Por último, una interfaz hombre-máquina interactúa con el exoesqueleto y muestra las instrucciones de montaje.
 

Un exoesqueleto para ser veinte veces más fuerte

El futuro de los exoesqueletos que se perfila debería, sin embargo, parecerse más a la armadura de Tony Stark en Iron Man. El exoesqueleto activo que cuenta con una autonomía de ocho horas, Guardian XO Max de Sarcos Robotics, promete que nos hará hasta veinte veces más fuertes. De este modo, un humano podrá mover una carga de 90 kg con la impresión de estar levantando veinte veces menos peso, esto es, 4,5 kg (ver el vídeo de presentación).
 
Guardian XO Max está diseñado para sostener su propio peso. Por motivos de seguridad, sus brazos se controlan mediante palancas. La velocidad de desplazamiento del exoesqueleto también se ha limitado con el fin de evitar gestos bruscos y, por lo tanto, riesgos de lesione.