Los exosuits, o exoesqueletos utilizados dentro de la industria de la construcción están maduros para el crecimiento, dice Dan Kara, que hasta diciembre dirigió la investigación centrada en la robótica en ABI Research, una firma de investigación de negocios de tecnología.
ABI Research predice que solo el mercado de los exoesqueletos robóticos alcanzará los 1.800 millones de dólares en 2025, frente a los 68 millones de 2014. Este año se venderán unos 6.000 trajes, principalmente para rehabilitación. Para 2025, ABI espera que haya unos 2,6 millones en el mercado.
Aunque varias empresas fabrican trajes con exoesqueleto para la construcción y la fabricación, su avance en el campo de la construcción es todavía limitado y pocas empresas de construcción, si es que hay alguna, los han adoptado. Mientras tanto, los constructores pueden seguir de cerca a los fabricantes que están poniendo a prueba los trajes robóticos para determinar cómo pueden traducirse en su uso dentro de la industria de la construcción.
Los exosuits son armazones metálicos dotados de músculos motorizados para multiplicar la fuerza del usuario. También llamados exoesqueletos, la estructura metálica de los trajes robóticos refleja en cierto modo la estructura esquelética interna del usuario.
El traje hace que los objetos levantados se sientan mucho más ligeros, y a veces incluso sin peso, reduciendo las lesiones y mejorando el cumplimiento de la normativa.
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Y el sector de la construcción adoptará estos exosuits robóticos con o sin motor en gran número, al menos según un análisis.
Una de las razones por las que los trajes robóticos están listos para ser adoptados por los constructores es la caída de sus precios, dice Kara. Por ejemplo, dos tipos de trajes, el Chairless Chair y el EksoWorks Vest, se venden por unos 5.000 dólares cada uno, mucho menos que el tipo de trajes de cuerpo entero que ayudan a caminar a los paralíticos.
Del proyecto militar estadounidense a la sanidad y más allá
Desarrollados por primera vez por el ejército, los exoesqueletos han ido pasando de la sanidad a las industrias manufacturera y agrícola, donde los empleados también transportan y transfieren cargas pesadas y se mueven de forma repetitiva. En el ámbito sanitario, los trajes ayudan a las víctimas de derrames cerebrales a recuperar la fuerza de sus extremidades o incluso a los paralíticos a caminar o utilizar sus brazos.
Alrededor de 1965, General Electric comenzó a desarrollar el Hardiman, un gran exoesqueleto de cuerpo entero diseñado para aumentar la fuerza de los usuarios por un factor de 25 para ayudarles a levantar objetos pesados. El proyecto, patrocinado por el Ejército y la Marina de Estados Unidos, buscaba una máquina que pudiera ayudar a mover cargas o equipos. El exoesqueleto pesaba 1.500 libras y estaba formado por dos trajes, uno unido al operador y otro externo que transportaba objetos.
El gran peso de la máquina, así como los problemas para ponérsela y quitársela, hicieron que el desarrollo del exosuit se paralizara durante un tiempo.
Pero alrededor del año 2000, los trajes robóticos con exoesqueleto se volvieron cada vez más accesibles para los usuarios del sector sanitario. Una de las primeras aplicaciones, Lokomat, se utiliza para la rehabilitación de la marcha en pacientes con derrames cerebrales y lesiones de la médula espinal, que llevan el traje mientras caminan en una cinta de correr.
Alrededor de 2015, los trajes se abrieron paso en las aplicaciones industriales.
Por ejemplo, Ekso Bionics anunció una expansión en la industria de la construcción y otras industrias por igual con el exoesqueleto industrial Ekso Works. El traje permite al usuario ser capaz de levantar herramientas eléctricas como si no pesaran nada, según Ekso.
Image Credit: EksoBionics
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Los exoesqueletos pueden ser pasivos -es decir, sin el uso de actuadores, motores o baterías para ayudar a levantar o transportar- o activos, que utilizan actuadores para ayudar en estas actividades.
Típicamente para su uso en las industrias de la construcción y la fabricación, los sistemas pasivos son populares, ya que estos trajes son menos costosos y los actuadores no son necesarios para aliviar al usuario del exoesqueleto de una carga o peso corporal.
Este exoesqueleto industrial de Ekso Works, por ejemplo, tiene una estructura sin motor, lo que significa que es un traje pasivo sin actuadores ni motores. Se puede usar todo el día, según Ekso.
«A diferencia de los exoesqueletos construidos con anterioridad, que sólo podían utilizarse durante un tiempo limitado debido a la duración de la batería, esto podría suponer un cambio de juego», afirma Ekso.
Menos lesiones
En la construcción, la industria manufacturera, la agricultura y otras industrias que están adoptando las estructuras robóticas, los exotrajes aumentan el movimiento humano para permitir una mayor fuerza de levantamiento y para mejorar la producción en tareas repetitivas como ponerse en cuclillas, agacharse o caminar, dice Kara.
Los que lleven los exotrajes también serán menos propensos a sufrir lesiones graves por accidentes o exceso de trabajo. Los sobreesfuerzos de los trabajadores cuestan a las empresas estadounidenses unos 15.000 millones de dólares anuales en indemnizaciones, añade Kara.
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Y los trabajadores de la construcción acumulan más que su cuota de lesiones por sobreesfuerzos. De hecho, tienen una de las tasas más altas de trastornos musculoesqueléticos per cápita, según la Oficina de Estadísticas Laborales. Este tipo de lesiones reducen el número de años que los trabajadores de la construcción pueden realizar su trabajo y pueden incluso causar lesiones permanentes.
Tipos de exoesqueletos para trabajadores de la construcción
En los últimos años, los desarrolladores se han centrado en proyectos de exoesqueletos más pequeños y especializados que se dirigen a una parte concreta del cuerpo, aunque también se utilizan trajes de cuerpo entero.
Con esto en mente, los exoesqueletos actuales se dividen en varias categorías.
- El exosuit de brazo montado
Los exoesqueletos portaherramientas se componen de un brazo cargado con un resorte que sostiene una herramienta pesada en un extremo y está conectado a un exoesqueleto de la parte inferior del cuerpo y a un contrapeso. El peso de la herramienta se transmite al suelo. Estos exoesqueletos suelen ser pasivos y, a veces, contienen una sola articulación, que es suficiente para proporcionar soporte de peso.
Un ejemplo es el EksoZeoG, de Ekso Bionics. El exoesqueleto de brazo montado no se lleva en el cuerpo, sino que los trabajadores controlan el brazo colocando la mano en su extremo. El exoesqueleto ayuda a los trabajadores a utilizar rápidamente las herramientas manuales pesadas para que puedan realizar los trabajos con mayor rapidez, menos fatiga y mejor mano de obra, según Ekso.
- Exosuit de soporte para la espalda
Image Credit: EksoBionics
Los exoesqueletos que ofrecen soporte para la espalda ayudan a los trabajadores cuando se agachan para realizar un levantamiento y, de nuevo, garantizan que están levantando de la manera correcta. Reducen la carga de los músculos de la espalda al agacharse y disminuyen las lesiones por esfuerzo repetitivo. También garantizan que los usuarios mantengan una postura correcta al agacharse para reducir las lesiones musculares.
- Miembro de soporte del brazo
Image Credit: EksoBionics
Algunos trajes son simples brazos que ayudan a los trabajadores a levantar herramientas pesadas, mientras que los exoesqueletos más completos, ofrecen soporte para el hombro o el brazo. El chaleco EksoWorks es un exoesqueleto de soporte para hombros y brazos con un reposacabezas diseñado para aliviar la tensión de trabajar continuamente con herramientas pesadas por encima del nivel de la cintura. No utiliza energía, pero proporciona un soporte ergonómico para la parte superior del cuerpo y los brazos que hace que los objetos parezcan pesar mucho menos de lo que pesan, y permite a un trabajador operar en una postura de línea de fábrica sin fatiga, según los fabricantes del traje.
- Soporte para estar agachado y de pie
Las sillas sin silla son exoesqueletos ligeros que se llevan puestos y apoyan a los usuarios cuando se agachan o están de pie en la misma posición durante largos periodos de tiempo. Se llaman sillas sin silla porque pueden sostener a los usuarios del mismo modo que lo hacen las sillas. También reducen el estrés repetitivo y las lesiones musculares.
Un ejemplo es la silla sin silla de la empresa suiza Noonee, que se bloquea cuando un trabajador tiene que estar agachado o de pie durante periodos prolongados. Reduce la presión sobre la rodilla y el resto de la pierna, dice Noonee.
- Trajes de cuerpo entero
Crédito de la imagen: EksoBionics
Los trajes eléctricos de cuerpo entero proporcionan apoyo y fuerza extra.
Cuando los trabajadores que llevan un exoesqueleto de SuitX se inclinan hacia delante, por ejemplo, los resortes de aire comprimido de la parte posterior del traje eliminan parte de la carga de elevación del usuario. Una unidad para los hombros utiliza un mecanismo de asistencia similar para levantar o trabajar por encima de la cabeza, afirma Homayoon Kazerooni, director ejecutivo de SuitX, de Berkeley (California), que fabrica sistemas de exoesqueleto para las piernas, la espalda y los hombros, así como una versión para todo el cuerpo.
Pruebas en fase inicial
Debido a que los exoesqueletos son relativamente nuevos en la industria de la construcción y la fabricación, los constructores quieren ver cómo les va en las plantas de fabricación que los están probando. Las dos industrias se solapan mucho cuando se trata de estar de pie, agacharse, levantar y mover objetos pesados y hacer movimientos repetitivos.
Los exoesqueletos para la parte inferior del cuerpo ya se utilizan en varias plantas de producción de automóviles del Grupo BMW en Alemania. El exoesqueleto consiste en férulas móviles fijadas a las piernas o al torso y bloqueadas en diferentes posiciones. La estructura de soporte de las piernas puede transformar la bipedestación prolongada en una posición sentada para mejorar la comodidad y la flexibilidad de las condiciones de trabajo, afirma Christian Dunckern, director del sistema de producción, planificación, fabricación de herramientas e ingeniería de planta del Grupo BMW.
El fabricante de automóviles alemán Audi también está utilizando la Silla sin Silla en la planta de producción, aunque Mathias Keil, jefe de métodos de ingeniería industrial de Audi AG, afirma que los exoesqueletos no llevan el tiempo suficiente para evaluar los resultados. Audi también espera que los trajes robóticos sean utilizados más adelante por trabajadores con discapacidades físicas aunque no trabajen directamente en la cadena de montaje, añade.
Trajes la tarea
Algunas empresas de construcción están colaborando estrechamente con los desarrolladores de exotrajes para asegurarse de que éstos satisfacen sus necesidades.
Por ejemplo, en noviembre, Gammon, una empresa de construcción de Hong Kong, anunció que había adquirido 10 exoesqueletos Assist Suit. Gammon realizará pruebas del traje en su obra para los desarrolladores, la filial de Panasonic Atoun Inc. y Shun Hing Systems Integration Co. Ltd. Ltd. La empresa constructora dará su opinión a los desarrolladores con la intención de ayudar a mejorar aún más la seguridad, la eficiencia y la productividad de la construcción.
Kara afirma que el creciente sector de la construcción adoptará este tipo de exoesqueletos en mayor número. Los recientes avances tecnológicos ayudarán a hacer de la obra un lugar más seguro y eficiente.