Exoesqueletos: eles se tornarão uma visão mais comum nos canteiros de obras?

Um trabalhador testa o exoesqueleto Cray X da German Bionics em um canteiro de obras.

O trabalho de construção pode ser difícil para o corpo.

As lesões músculo-esqueléticas (LME) são a maior causa de doenças relacionadas com o trabalho no setor.

Nos EUA, as LME relacionadas com o trabalho são 16% mais elevadas na construção do que em todas as indústrias juntas. Afecta cerca de 44 milhões de trabalhadores na União Europeia (UE) e custa à economia europeia cerca de 240 mil milhões de euros (262,7 mil milhões de dólares) .

Portanto , fornecer aos trabalhadores uma solução vestível que reduza a tensão nas articulações durante tarefas manuais repetitivas e, em alguns casos, aumente a sua força, parece um passo óbvio.

Uma solução potencial é um exoesqueleto. Já existe uma série de opções disponíveis de diferentes fabricantes, que em muitos casos o adaptaram de um ambiente médico para criar um caso de uso para ambientes industriais.

Mas a visão de um exoesqueleto em um canteiro de obras ainda é muito rara. Embora alguns empreiteiros tenham testado a tecnologia e a sua prevalência esteja a crescer lentamente, o crescimento é mais lento do que noutras indústrias, como a manufactura. E poucos empreiteiros investiram ainda em exoesqueletos como solução para a sua força de trabalho mais ampla.

As vantagens precisam ser equilibradas com as desvantagens

Estudos que examinam o uso de exoesqueletos na construção são igualmente raros. E isto pode ser parte da razão pela qual a aceitação até agora tem sido lenta.

Alguns descobriram benefícios para a saúde e a produtividade. Os Centros de Controle e Prevenção de Doenças (CDC) dos EUA apontaram para um estudo que mostrou que exoesqueletos projetados para diminuir a carga na coluna diminuíram o trabalho, a fadiga e a carga. Outros descobriram que os exoesqueletos são capazes de diminuir o desconforto nos ombros.

Enquanto isso, a Lockheed Martin, que desenvolveu um exoesqueleto para trabalhadores da Marinha dos EUA envolvidos no uso de ferramentas pesadas para tarefas como jato de areia, rebitagem e retificação de excesso de metal, aumentou sua produtividade entre duas e 27 vezes .

E numa indústria com escassez de competências e uma força de trabalho envelhecida, os exoesqueletos e os exosuits poderiam abrir oportunidades de emprego a trabalhadores que, de outra forma, seriam fisicamente incapazes de realizar determinadas tarefas essenciais.

Mas também existe o risco de efeitos adversos não intencionais.

Um estudo de 2017 na França (Froment, N. O uso de exoesqueletos em canteiros de obras ) descobriu que um dispositivo que auxiliava os usuários com cargas suspensas criava um esforço adicional para o usuário, forçando-o a neutralizar a resistência se quisesse mover os braços abaixo do pretendido. faixa.

E o mesmo estudo que encontrou um benefício para a coluna também descobriu que o aumento da pressão torácica devido ao uso do dispositivo poderia afetar trabalhadores com doenças pré-existentes, como doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC). O CDC também alertou sobre o potencial de feridas por pressão ou nervos comprimidos devido a dispositivos mal ajustados.

Existem desafios mais práticos também. Por mais que os exoesqueletos possam proteger os trabalhadores que realizam certas tarefas repetitivas ou enquanto tentam manter posturas inadequadas, o seu volume adicional também pode apresentar desafios de movimento noutras circunstâncias, ou mesmo preocupações de segurança se o seu peso adicional fizer com que os utilizadores percam o equilíbrio. E podem ser desconfortáveis ou quentes de usar por longos períodos de tempo.

Isto deve-se em parte ao facto de a maioria dos exoesqueletos produzidos até agora não serem concebidos especificamente para construção, o que pode limitar a sua eficácia.

E depois há o custo. Equipar um número significativo de trabalhadores com exoesqueletos e depois mantê-los pode ser caro.

Exoesqueletos e exosuits normalmente custam milhares de dólares, mesmo os mais baratos ultrapassando US$ 1.000. Isso poderá revelar-se difícil de vender numa indústria que historicamente é bastante resistente a mudanças.

Finalmente, há questões regulatórias. “Como a tecnologia é relativamente nova e atualmente não existem regulamentações específicas que regem seu uso na construção, algumas empresas hesitam em adotar exoesqueletos”, diz Ali Golabchi , cientista de pesquisa e inovação da Universidade de Alberta, no Canadá.

Testes em andamento

É claro que os desenvolvedores de exoesqueletos e exosuits não ficam parados. O Apex 2, que estará disponível neste verão, foi redesenhado para reduzir seu peso em 30%. Isso, por sua vez, reduz a retenção de calor, juntamente com materiais mais respiráveis.

A Ekso Bionics, cujo EksoVest anterior custava cerca de US$ 7.000, afirma ter reduzido o custo de seu modelo Evo atualizado. Ele também usou feedback de teste para torná-lo mais fino e leve, além de reduzir a quantidade de calor que gera para os usuários.

Enquanto isso, continuam outros testes e avaliações de exosuits e exoesqueletos para construção.

Na Europa e no Reino Unido, o projecto Exskallerate visa aumentar a adopção de exoesqueletos nas indústrias da construção e da indústria transformadora, incentivando as empresas de construção a testar gratuitamente exoesqueletos passivos. O projeto é financiado pela InterrReg North Sea Region e apoiado pelo BE-ST, antigo Construction Scotland Innovation Centre.

E o Centro de Inovação em Construção (CIC) da Universidade de Alberta, no Canadá, está trabalhando para avaliar a tecnologia, especificamente no que se refere a trabalhos de construção. Com a tecnologia ainda na sua infância, a maioria dos estudos até agora se concentrou em outras indústrias, como o setor automotivo.

“Os canteiros de obras são ambientes dinâmicos e as tarefas de construção apresentam níveis de complexidade mais elevados em comparação com muitos outros setores”, explica Golabchi , que está trabalhando na avaliação.

“Como resultado, estamos avaliando a tecnologia através de diferentes ângulos, desde o uso de várias técnicas de medição, incluindo métricas objetivas (por exemplo, atividade muscular, dados de movimento) e subjetivas (por exemplo, conforto do usuário), até a identificação de estratégias adequadas para adoção eficaz em um nível organizacional.”

A universidade está trabalhando com parceiros da indústria e realizando experimentos em canteiros de obras, sendo que a maior parte das pesquisas anteriores em exoesqueletos ocorreram em ambiente de laboratório.

Golabchi vê os exoesqueletos como uma solução promissora para aliviar as demandas físicas dos trabalhos de construção e reduzir o índice de lesões.

Ele também acredita que a avaliação dos exoesqueletos seja específica para cada tarefa. Ele vê as principais aplicações dos exoesqueletos na construção como relacionadas às costas e aos ombros, tornando os exoesqueletos de suporte para as costas uma solução potencial. Mas ele alerta que isso não significa que os trabalhadores possam usá-los para ultrapassar os limites de elevação permitidos.

“As nossas experiências mostram que os trabalhadores geralmente percebem que os exoesqueletos têm um impacto positivo na sua eficiência. No entanto, são necessários mais estudos de longo prazo para confirmar isso cientificamente. Da mesma forma, o impacto dos exoesqueletos na qualidade do trabalho também requer mais pesquisas”, afirma.

Mas, no geral, Golabchi continua otimista quanto ao futuro do exoesqueleto na construção. “No geral, acredito que à medida que a tecnologia do exoesqueleto evolui e estes dispositivos se tornam mais pequenos, mais baratos, mais fáceis de utilizar e mais acessíveis, iremos vê-los cada vez mais nos estaleiros de construção”, acrescenta.

“A pesquisa e o desenvolvimento contínuos no campo levarão a uma melhor compreensão das necessidades e exigências dos trabalhadores da construção, resultando em designs de exoesqueletos mais eficazes e confortáveis.

8 exoesqueletos de construção e exosuits

Existe agora uma variedade de diferentes exoesqueletos e exosuits disponíveis para empresas de construção em todo o mundo. A International Construction reuniu 8 dos modelos mais conhecidos do setor:

1) Auxivo Carrysuit

A empresa suíça Auxivo desenvolveu um exosuit passivo para a parte superior do corpo que visa reduzir as cargas nas mãos, braços, ombros e costas ao carregar e segurar cargas pesadas. Sua estrutura rígida se estende desde os ombros do usuário até os quadris e transfere a carga para os quadris. A empresa testou o projeto em campo em canteiros de obras na Suíça.

Custo: CHF 1.690 (US$ 1.868,70)

2) Bioservo Ironhand

Um exoesqueleto alimentado por bateria especificamente para a mão, que a empresa sueca Bioservo afirma poder ajudar os trabalhadores da construção civil em tarefas de trabalho repetitivas ou com muita aderência. O sistema consiste em uma luva que cobre todos os cinco dedos e uma parte traseira usada como mochila ou transporte no quadril. Ele é ativado quando o usuário começa a movimentar as mãos para realizar uma tarefa, por meio de sensores na palma e nos dedos. Ele puxa tendões artificiais dos dedos para fortalecer a aderência dos usuários e uma função “Smart Assist” aprende a esperar que os operadores usem a luva e adapta o sistema de controle para fornecer uma força natural.

Custo: € 6.500 (US$ 7.275)

3) Ekso Bionics Evo

Exoesqueleto passivo de levantamento da parte superior do corpo que visa eliminar lesões no pescoço, ombros e costas, além de aumentar a produtividade e reduzir a fadiga. O novo exosuit substitui o EksoVest e promete menor custo, redução de calor e maior conforto. Ele também desacopla as estruturas de suporte dos ombros esquerdo e direito, o que a Ekso Bionics afirma aumentar a flexibilidade no torso ou na cintura do usuário. Ele fornece 4,8 a 15 libras (2,2 a 6,8 kg) de assistência de elevação por braço.

Custo: Não conhecido

4) German Bionic Cray X

A German Bionic desenvolveu o exoesqueleto Cray X, um dispositivo alimentado por bateria com estrutura de fibra de carbono que fornece 30 kg de suporte de elevação. O exosuit da parte superior do corpo vai dos ombros até os quadris e coxas. Ele também foi projetado para ser à prova de poeira e à prova d’água até IP54. Ganhou a distinção “Best of Innovation” na categoria wearables do CES 2023 Innovation Awards em janeiro deste ano.

Custo: modelo de assinatura a partir de US$ 499 por mês

5) HeroWear Apex 2

Um traje passivo pesando 3 libras (1,3 kg), que a HeroWear afirma poder aliviar 75 libras (34 kg) de tensão nas costas do usuário. O fabricante afirma que pode reduzir a fadiga e a tensão muscular em até 40% durante movimentos fisicamente exigentes. Utiliza principalmente materiais macios e conta com assistência elástica.

Custo: US$ 1.299 (para um terno individual) ou tão baixo quanto US$ 1.099 (para pedidos em grandes quantidades)

El exoesqueleto Herowear Apex 2 (Imagen: Herowear)

6) Hilti EXO-S e EXO-01

A Hilti oferece exoesqueletos passivos que visam aliviar a tensão nos ombros e braços durante trabalhos de instalação suspensos. O EXO-01 está atualmente disponível no Reino Unido e pesa 4,4 libras (2kg). O novo EXO-S está disponível para o mercado norte-americano e será lançado no Reino Unido ainda este ano. Entre as tarefas para as quais a Hilti considera o exoesqueleto útil estão: instalação de condutas de ar suspensas, equipamento e tubagens de ventilação, suspensão de placas de gesso e fixação de cabos e condutas suspensas. Lançou o exoesqueleto após desenvolver uma parceria tecnológica com a empresa de tecnologia médica Ottobock .

Custo: US$ 1.399 (para EXO-S)

7) Levitate Airframe

Um exoesqueleto passivo que transfere o peso dos braços dos ombros, pescoço e parte superior das costas para a parte externa dos quadris. A Levitate Technologies , com sede em San Diego, afirma que pode reduzir os níveis de esforço em até 80%.

Custo: US$ 2.500

8) Sarcos Guardian XO

O ainda não lançado Guardian XO da empresa de robótica Sarcos é um exoesqueleto industrial de corpo inteiro. Ele pode amplificar a força do operador por um fator de até 20 e transportar uma carga útil máxima de 90 kg (200 libras). Sarcos também afirma que um sistema de controle altamente responsivo permite que os operadores executem movimentos de prevenção de quedas, enquanto um modo mãos-livres permite travar os braços do traje e realizar tarefas hábeis que exigem mãos humanas enquanto carregam uma carga pesada.

Custo: Desconhecido