Exoesqueletos: ¿se volverán más comunes en las obras de construcción?

Un trabajador prueba el exoesqueleto Cray X de German Bionic en una obra.

El trabajo de construcción puede ser duro para el cuerpo. Los trastornos musculoesqueléticos (TME) son la principal causa de enfermedades relacionadas con el trabajo en el sector.

En Estados Unidos, los TME relacionados con el trabajo son un 16% más altos en la construcción que en todas las industrias juntas. Afecta a unos 44 millones de trabajadores en la Unión Europea (UE) y le cuesta a la economía europea unos 240.000 millones de euros (US$262.700 millones).

Por lo tanto, proporcionar a los trabajadores una solución portátil que reduzca la tensión en sus articulaciones durante tareas manuales repetitivas y, en algunos casos, aumente su fuerza parece un paso obvio.

Una posible solución es un exoesqueleto. Ya existe una variedad de opciones disponibles de diferentes fabricantes, quienes en muchos casos lo han adaptado desde un entorno médico para crear un caso de uso para entornos industriales.

Pero ver un exoesqueleto en una obra en construcción sigue siendo muy raro. Si bien algunos contratistas han probado la tecnología y su prevalencia está creciendo lentamente, el crecimiento es más lento que en otras industrias como la manufacturera. Y pocos contratistas han invertido todavía en exoesqueletos como solución para su fuerza laboral en general.

Es necesario equilibrar las ventajas con las desventajas

Los estudios que examinan el uso de exoesqueletos en la construcción son igualmente raros. Y esto podría ser parte de la razón por la cual la adopción ha sido lenta hasta ahora.

Algunos han descubierto beneficios para la salud y la productividad. Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de EE.UU. realizaron un estudio que demostró que los exoesqueletos diseñados para disminuir la carga en la columna disminuyeron el trabajo, la fatiga y la carga. Otros han descubierto que los exoesqueletos son capaces de disminuir las molestias en los hombros.

Mientras tanto, Lockheed Martin, que desarrolló un exoesqueleto para los trabajadores de la Marina de los EE.UU. involucrados en el uso de herramientas pesadas para tareas como pulir con chorro de arena, remachar y eliminar el exceso de metal, aumentó su productividad entre dos y 27 veces.

Y en una industria con escasez de habilidades y una fuerza laboral que envejece, los exoesqueletos y exotrajes podrían abrir oportunidades laborales a trabajadores que de otro modo no habrían podido realizar físicamente ciertas tareas esenciales.

Pero también existe el riesgo de que se produzcan efectos adversos no deseados.

Un estudio realizado en Francia en 2017 (Froment, N. The use of exoskeletons on Construction sites) encontró que un dispositivo que ayudaba a los usuarios con cargas superiores generaba un esfuerzo adicional para el usuario al obligarlo a contrarrestar la resistencia si quería mover los brazos por debajo del rango previsto. 

Y el mismo estudio, que encontró un beneficio para la columna, también descubrió que el aumento de la presión en el pecho debido al uso del dispositivo podría afectar a los trabajadores con afecciones preexistentes como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). Los CDC también advirtieron sobre la posibilidad de que se produzcan heridas por presión o nervios comprimidos debido a dispositivos mal colocados.

También hay desafíos más prácticos. Por mucho que los exoesqueletos puedan proteger a los trabajadores que realizan ciertas tareas repetitivas o mientras intentan mantener posturas incómodas, su volumen adicional también podría presentar desafíos de movimiento en otras circunstancias, o incluso problemas de seguridad si su peso adicional hace que los usuarios pierdan el equilibrio. Y podrían resultar incómodos o calientes si se usan durante períodos prolongados de tiempo.

Esto se debe en parte al hecho de que la mayoría de los exoesqueletos producidos hasta ahora no están diseñados específicamente para la construcción, lo que puede limitar su eficacia.

Y luego está el costo. Equipar a un número significativo de trabajadores con exoesqueletos y luego mantenerlos tiene el potencial de resultar costoso.

Los exoesqueletos y exotrajes suelen costar miles de dólares, los más baratos superan los US$1.000. Esto podría resultar difícil de vender en una industria que históricamente se ha resistido bastante al cambio.

Finalmente están las cuestiones regulatorias. “Como la tecnología es relativamente nueva y actualmente no existen regulaciones específicas que regulen su uso en la construcción, algunas empresas dudan en adoptar exoesqueletos”, dice Ali Golabchi , científico de investigación e innovación de la Universidad de Alberta en Canadá.

Pruebas en curso

Por supuesto, los desarrolladores de exoesqueletos y exotrajes no se quedan quietos. El Apex 2, que estará disponible este verano, ha sido rediseñado para reducir su peso en un 30%. Esto, a su vez, reduce la retención de calor, junto con materiales más transpirables.

Ekso Bionics, cuyo EksoVest anterior costaba alrededor de US$7.000, afirma haber reducido el costo de su modelo Evo actualizado. También ha utilizado comentarios de prueba para hacerlo más delgado y liviano, además de reducir la cantidad de calor que genera para los usuarios.

Mientras tanto continúan otros ensayos y evaluaciones de exotrajes y exoesqueletos para construcción.

En Europa y el Reino Unido, el proyecto Exskallerate tiene como objetivo aumentar la adopción de exoesqueletos en las industrias de la construcción y la fabricación alentando a las empresas constructoras a probar exoesqueletos pasivos de forma gratuita. El proyecto está financiado por InterrReg North Sea Region y cuenta con el apoyo de BE-ST, anteriormente Construction Scotland Innovation Centre.

Y el Centro de Innovación en la Construcción (CIC) de la Universidad de Alberta en Canadá está trabajando para evaluar la tecnología, específicamente en lo que se refiere al trabajo de construcción. Con la tecnología aún en desarrollo, la mayoría de los estudios hasta ahora se han centrado en otras industrias como el sector automotriz.

“Las obras de construcción son entornos dinámicos y las tareas de construcción tienen mayores niveles de complejidad en comparación con muchas otras industrias”, explica Golabchi, que trabaja en la evaluación. “Como resultado, estamos evaluando la tecnología desde diferentes ángulos, desde el uso de varias técnicas de medición que incluyen métricas objetivas (p. ej., actividad muscular, datos de movimiento) y subjetivas (p. ej., comodidad del usuario), hasta la identificación de estrategias adecuadas para una adopción efectiva en un nivel organizacional”.

La universidad está trabajando con socios de la industria y realizando experimentos en sitios de construcción; la mayor parte de la investigación previa sobre exoesqueletos se llevó a cabo en un entorno de laboratorio.

Golabchi ve los exoesqueletos como una solución prometedora para aliviar las exigencias físicas del trabajo de construcción y reducir la tasa de lesiones.

También cree que la evaluación de exoesqueletos debe ser una tarea específica. Considera que las principales aplicaciones de los exoesqueletos en la construcción están relacionadas con la espalda y los hombros, lo que hace que los exoesqueletos de soporte para la espalda sean una solución potencial. Pero advierte que esto no significa que los trabajadores puedan usarlos para superar los umbrales de elevación permitidos.

“Nuestros experimentos muestran que los trabajadores generalmente perciben que los exoesqueletos tienen un impacto positivo en su eficiencia. Sin embargo, se necesitan más estudios a largo plazo para confirmarlo científicamente. Del mismo modo, el impacto de los exoesqueletos en la calidad del trabajo también requiere más investigación”, afirma.

Pero Golabchi sigue siendo optimista sobre el futuro del exoesqueleto en la construcción. “En general, creo que a medida que la tecnología de los exoesqueletos evolucione y estos dispositivos se vuelvan más pequeños, más baratos, más fáciles de usar y más accesibles, los veremos cada vez más en las obras de construcción”, añade.

“La investigación y el desarrollo continuos en este campo conducirán a una mejor comprensión de las necesidades y requisitos de los trabajadores de la construcción, lo que dará como resultado diseños de exoesqueletos más efectivos y cómodos.

8 exoesqueletos y exotrajes de construcción

En la actualidad existe una gran variedad de exoesqueletos y exotrajes diferentes disponibles para empresas constructoras de todo el mundo. Acá una selección de 8 de los modelos más conocidos del sector:

1) Auxivo Carrysuit

La empresa suiza Auxivo ha desarrollado un exotraje pasivo para la parte superior del cuerpo que tiene como objetivo reducir las cargas en las manos, brazos, hombros y espalda al transportar y sostener cargas pesadas. Su marco rígido se extiende desde arriba de los hombros del usuario hasta las caderas y transfiere la carga a estas. La empresa ha probado el proyecto en obras de construcción en Suiza.

Costo: 1.690 francos suizos (US$1.868,70)

2) Bioservo Ironhand

Un exoesqueleto que funciona con baterías específicamente para la mano, que según la empresa sueca Bioservo puede ayudar a los trabajadores de la construcción con tareas laborales repetitivas o que requieren mucho agarre. El sistema consta de un guante que cubre los cinco dedos y una espalda eléctrica que se usa como mochila o bolso de cadera. Se activa cuando los usuarios comienzan a mover las manos para realizar una tarea, utilizando sensores en la palma y los dedos. Tira de los tendones artificiales de los dedos para fortalecer el agarre de los usuarios y una función de ‘Asistencia inteligente’ aprende a esperar que los operadores utilicen el guante y adapta el sistema de control para proporcionar una fuerza natural.

Costo: 6.500 € (US$7.275)

3) Ekso Bionics Evo

Un exoesqueleto pasivo de elevación de la parte superior del cuerpo cuyo objetivo es eliminar lesiones de cuello, hombros y espalda, además de aumentar la productividad y reducir la fatiga. El nuevo exotraje reemplaza al EksoVest y promete un menor costo, menos calor y mayor comodidad. También desacopla las estructuras de soporte del hombro izquierdo y derecho que, según Ekso Bionics, aumenta la flexibilidad en el torso o la cintura del usuario. Proporciona de 4,8 a 15 libras (2,2 a 6,8 kg) de asistencia de elevación por brazo.

Costo: Desconocido

4) German Bionic Cray X

German Bionic ha desarrollado el exoesqueleto Cray X, un dispositivo alimentado por batería con un marco de fibra de carbono que proporciona 66 libras (30 kg) de soporte de elevación. El exotraje de la parte superior del cuerpo va desde los hombros hasta las caderas y los muslos. También ha sido diseñado para ser resistente al polvo y al agua según IP54. Ganó la distinción “Lo mejor de la innovación” en la categoría de dispositivos portátiles de los Premios a la Innovación CES 2023 en enero de este año.

Costo: Modelo de suscripción desde US$499 al mes

5) HeroWear Apex 2

Un traje pasivo que pesa 3 libras (1,3 kg), que según HeroWear puede aliviar 75 libras (34 kg) de tensión en la espalda de un usuario. El fabricante afirma que puede reducir la fatiga y la tensión muscular hasta en un 40% durante movimientos físicamente exigentes. Utiliza principalmente materiales blandos y se basa en asistencia elástica.

Costo: US$1299 (para un traje individual), o tan solo US$1099 (para pedidos al por mayor)

El exoesqueleto Herowear Apex 2 (Imagen: Herowear)

6) Hilti EXO-S y EXO-01

Hilti ofrece exoesqueletos pasivos cuyo objetivo es aliviar la tensión en hombros y brazos durante trabajos de instalación elevados. El EXO-01 está actualmente disponible en el Reino Unido y pesa 4,4 libras (2 kg). El nuevo EXO-S está disponible para el mercado norteamericano y se lanzará en el Reino Unido a finales de este año. Entre las tareas para las que Hilti considera útil el exoesqueleto se encuentran: instalar conductos de aire aéreos, equipos y tuberías de ventilación, colgar placas de yeso y sujetar cables y conductos aéreos. Lanzó el exoesqueleto después de desarrollar una asociación tecnológica con la empresa de tecnología médica Ottobock.

Costo: US$1,399 (para EXO-S)

7) Levitate Airframe

Un exoesqueleto pasivo que transfiere el peso de los brazos desde los hombros, el cuello y la parte superior de la espalda hacia la parte exterior de las caderas. Levitate Technologies, con sede en San Diego, afirma que puede reducir los niveles de esfuerzo hasta en un 80%.

Costo: US$2.500 

8) Sarcos Guardián XO

El Guardian XO, aún inédito, de la empresa de robótica Sarcos es un exoesqueleto industrial de cuerpo completo. Puede amplificar la fuerza de un operador en un factor de hasta 20 y transportar una carga útil máxima de 200 libras (90 kg). Sarcos también afirma que un sistema de control altamente sensible permite a los operadores ejecutar movimientos de prevención de caídas, mientras que un modo de manos libres les permite bloquear los brazos del traje y completar tareas diestras que requieren manos humanas mientras transportan una carga pesada.

Costo: Desconocido