Aperfeiçoamento em Saúde, Segurança e Procedimentos de Trabalho em Distribuidoras de Energia Elétrica Utilizando Sistemas Vestíveis

Resumo – No contexto das concessionárias de distribuição de energia, aprimorar as práticas de segurança no trabalho é fundamental, pois é uma atividade de alto risco e ainda ocorrem fatalidades. Para evitá-los, padronização de processos, treinamento constante e controle rígido são as ações tipicamente adotadas. No entanto, tais ações são limitadas por sua forte dependência da iniciativa humana. Este projeto de pesquisa propõe aplicar o conceito de trabalhador conectado inteligente usando tecnologias de detecção vestíveis para prevenir, antes do quase-acidente, as ações/condições inseguras definidas na pirâmide DuPont. A detecção de parâmetros como fisiológicos (por exemplo, ECG, PPG, SpO₂, etc.), físicos (por exemplo, aceleração, força do campo elétrico, localização etc.) e ambientais (por exemplo, intensidade e temperatura UV) são aplicados a equipamentos de proteção individual (PPE’s) e alimentar um aplicativo móvel e uma plataforma de análise em nuvem para gerar status de condicionamento físico individual ativo (em tempo real) e reativo (offline). Como resultado, os acidentes podem ser ainda mais evitados devido à adição de uma nova camada remota de supervisão; procedimentos de segurança aprimorados por meio da coleta e processamento de dados; e desempenho operacional aprimorado devido ao aumento da conectividade.

Palavras-chave: Sensores vestíveis, trabalhador conectado inteligente, Internet das coisas, saúde e segurança, procedimentos de trabalho.

INTRODUÇÃO

A atividade profissional inerente à prestação do serviço de distribuição de energia elétrica é intrinsecamente de alto risco [1]-[4], razão pela qual é importante enfatizar as práticas de segurança do trabalho [5]. Essas ações são baseadas em um tripé que consiste em padronização de processos, treinamento constante e supervisão rígida em atividades de risco [6]. Porém, todas essas ações dependem fortemente da iniciativa humana, com o agravante de serem realizadas por milhares de pessoas em suas atividades diárias [7].

A Organização Internacional do Trabalho (OIT) estima que, anualmente, 313 milhões de trabalhadores se envolvem em acidentes ocupacionais causando lesões graves e afastamentos do trabalho, compreendendo mais de 350.000 mortes, enquanto 162 milhões de pessoas ocorrem doenças relacionadas ao trabalho, levando a quase 2 milhões de mortes [8]. Portanto, investir em segurança e saúde ocupacional reduz custos econômicos e humanos diretos e indiretos. No cenário brasileiro, ocorre um acidente a cada 49 segundos em média e uma morte a cada 3h 43min 42s para trabalhadores com carteira assinada (ou seja, apenas 56% do total de trabalhadores). O custo direto é de U$ 125/s para o Instituto Nacional do Seguro Social (INSS), totalizando U$ 21,05 bilhões de 2012 a 2018. O setor de energia é o quarto maior em número de ocorrências [9]. Assim, ações que contribuam para a preservação da vida também ajudarão a reduzir custos operacionais, indenizações por danos com ou sem afastamento e aumentar a percepção pública de clientes, parceiros e investidores.

Hoje em dia, devido a uma estreita relação entre incidentes como quase-acidentes e acidentes reais, os sistemas de gerenciamento de quase-acidentes são frequentemente apresentados como a abordagem para garantir a segurança no local de trabalho [10]. No entanto, devido aos recentes avanços em direção a IIOT (i.e., Industrial Internet of Things), mineração de dados, big data, análise de dados, machine & deep learning, entre outros, é uma tendência emergente buscar soluções que apliquem tecnologias de sensoriamento vestíveis para preservar vida em locais de trabalho perigosos e para monitoramento do estado de saúde [11]-[14]. Um dos principais motivos é a capacidade de monitorar continuamente os parâmetros associados a um indivíduo, o que, portanto, resulta em oportunidades para aprimorar a cultura de segurança, padronizar procedimentos e controlar sua execução. Setores como esportes, saúde, petróleo e gás, mineração e outros também têm um enorme potencial para tirar proveito dessa tecnologia.

Para conseguir isso, uma combinação de sensores embutidos em dispositivos vestíveis (por exemplo, luvas, capacetes, jaquetas, etc.) fornece um conjunto de dados brutos, como inércia, campos magnéticos e elétricos, orientação, aceleração, frequência cardíaca, pressão arterial , entre outros, para permitir, por exemplo, abordagens baseadas em inteligência artificial (IA) para realizar a classificação de atividades [15]–[21] que, em tempo real, podem identificar contextos como andar, ficar parado, correr, cair, ficar dentro/fora de um carro ou elevador, presença de campo elétrico, tontura, sonolência, ansiedade, doença, estresse, uso de drogas etc. adotando soluções IIOT. Em outras palavras, as informações são trocadas e exibidas localmente entre operadores de campo e centros de operações; podem ser acionados alarmes para identificação de perigos e estado de saúde precário; listas de verificação e atividades de acompanhamento em tempo real fornecidas; e mais. Isso significa que novas camadas de supervisão são adicionadas para melhor desempenho e aumento dos indicadores de segurança e eficiência operacional.

Este artigo propõe uma abordagem alternativa para gerenciar a segurança e a saúde no trabalho por meio de um sistema baseado em um aplicativo móvel e uma análise de nuvem, que está vinculada a dispositivos vestíveis que monitoram os eletricistas em atividades de campo e geram status de condicionamento físico individual ativo (tempo real) e reativo (offline). O sistema proposto tem dois objetivos básicos. A primeira é voltada para a centralização de todos os procedimentos de segurança e gestão das Análises Preliminares de Risco (PRA) por meio da classificação das atividades. A segunda está relacionada ao monitoramento remoto dos sinais vitais dos profissionais durante a execução de suas atividades para levantamento de suas condições clínicas e adequação às tarefas durante sua execução. Tais controles incidirão, antes do quase-acidente, sobre as ações/condições inseguras que ocorrem constantemente e não são devidamente informadas, atendendo a um dos grandes problemas que atualmente convive com as atividades rotineiras desses profissionais. Por fim, o conceito de ter trabalhadores conectados com dispositivos de detecção embutidos vestíveis transformam a plataforma em uma verdadeira solução de IIoT, doravante referida como o trabalhador conectado inteligente.

QUASE-ACIDENTES vs. SISTEMAS DE GERENCIAMENTO DE AÇÕES/CONDIÇÕES INSEGURAS

Um quase acidente pode ser definido como uma condição perigosa em que o seguinte evento pode levar a um acidente. As empresas geralmente contam com sistemas de relatórios de quase-acidentes como um dos melhores indicadores de potencial de acidentes. Dados históricos mostraram que, antes da maioria dos acidentes realmente ocorrer, um conjunto de quase-acidentes ocorre [10].

O conceito de promover reduções de quase-acidentes para mitigar o número e a gravidade de acidentes e fatalidades é realizado pela pirâmide de Bird [22]. Embora seja uma abordagem clássica, ainda é aplicada ao setor de distribuição de energia e muitos outros. No projeto de um sistema de gerenciamento de quase-acidentes, ações sistêmicas são executadas no quase-acidente considerando quatro aspectos importantes para a perda de controle, a saber: informação, investigação, análise e revisão do processo [23]. Assim, as análises são direcionadas para extrair informações de quase-acidentes, investigar as causas e efeitos, analisar formas de mitigar a reincidência e, por fim, rever processos se necessário. No dia a dia, no entanto, é um desafio executar efetivamente essa abordagem, especialmente porque é comum que os trabalhadores ignorem repetidamente o relato de quase-acidentes, pois nenhuma lesão, doença, dano ou perda realmente ocorreu [10].

Um ato inseguro ou uma condição insegura, por outro lado, pode ser definido como um ato/condição que se desvia de uma forma segura esperada, ou de um procedimento padrão, expondo o trabalhador a riscos maiores (ou seja, probabilidade de perda, lesão ou outra circunstância adversa). É típico que um ou mais atos/condições inseguros resultem em um quase acidente, mas pode escalar para um acidente ou até mesmo uma fatalidade.

Em termos de saúde e segurança ocupacional, prevenir atos/condições inseguras em vez de quase-acidentes é uma mudança de paradigma de incidente para prevenção de riscos. Em sentido prático para sistemas de gestão, implica adicionar um novo nível à base da pirâmide de Bird pela qual, portanto, cede à pirâmide de DuPont^TM.

Na Pirâmide de DuPont^TM, sabe-se que:

• A proporção de ações/condições inseguras, quase acidentes, lesões, casos de afastamento e fatalidades segue uma lógica estatística (ou seja, de cima para baixo aumenta aproximadamente 10 vezes em cada nível);
• As perdas são consequências de esquecimento, condições inseguras, erros de planejamento, má avaliação de riscos e outros; compreendendo incidentes comportamentais e técnicos;
• Quanto menor a base da pirâmide (ou seja, número de ações ou condições inseguras), menor o topo;
• A probabilidade de perdas aumenta com uma cultura de segurança reativa – as práticas são revisadas e aprimoradas somente após os acidentes já ocorridos – e diminui com uma cultura de segurança proativa – as práticas são aprimoradas constantemente.

A Figura 1 apresenta a curva DuPont-Bradley^TM que mostra como a transformação da cultura de segurança contribui para alcançar níveis de desempenho de segurança de classe mundial em ambientes corporativos [24]. Observe que há correlação direta entre a força cultural da organização e o desempenho de segurança. A evolução de uma cultura de segurança do estágio 1 ao 4 é buscada impulsionando as empresas para melhorias contínuas em regras e procedimentos, reconhecimento individual e supervisão do cuidado da equipe. Uma cultura de segurança bem-sucedida incentiva a interdependência e o empoderamento das pessoas, ao mesmo tempo em que visa melhorar a qualidade do serviço, a produtividade e os lucros [25].

Dispositivos de detecção vestíveis desempenham um papel importante em permitir maior maturidade cultural. Ao adotá-los, vários benefícios podem ser alcançados, como: relatórios completos podem ser gerados automaticamente a partir de mecanismos de análise de dados em bancos de dados de saúde para solicitar melhorias contínuas. Sensores embutidos fisiológicos, físicos e ambientais podem gerar riscos de alarme para auxiliar na preservação da vida e promover o reconhecimento individual. A vigilância remota e in loco persistente pode permitir maiores níveis de cuidado e interdependência da equipe. Em suma, tudo isso apresenta um enorme potencial para reduzir o número e a gravidade de incidentes, acidentes e fatalidades.

Fig. 1. Etapas de uma cultura de segurança por meio da curva de DuPont^TM-Bradley Curve^TM e como a tecnologia vestível pode ajudar a alcançar maior maturidade cultural.

Os dispositivos Vestíveis Aplicados a eletricistas de distribuição de energia

A tecnologia vestível já é conhecida há muitos anos onde tem sido aplicada massivamente com produtos para o mercado consumidor [13], [26]. É comum vermos relógios de pulso inteligentes que realizam medições de sinais fisiológicos simples como batimentos cardíacos, por exemplo.

O estado da arte da inteligência computacional da tecnologia vestível é baseado em técnicas de redes neurais artificiais, como K-Neighbours – KNN, Convolutional Neural Networks – CNN e Deep Recurrent Neural Network – DRNN [20]. No entanto, o presente artigo se concentra no uso de transgressões a contextos de sensores vestíveis como informações para apoiar aplicativos de segurança e saúde no trabalho, em vez de realizar estudos comparativos e de precisão entre algoritmos de reconhecimento de padrões.

Sensoriamento vestível aplicado a eletricistas de distribuição de energia trazem uma novidade [27], que seria: determinar o conjunto de funcionalidades para alcançar efetivamente os benefícios da gestão de saúde, segurança e procedimentos e lidar com as particularidades desses ambientes perigosos é um desafio. As subseções a seguir discutem esses assuntos, destacando o uso de sensores vestíveis para detecção de quase acidentes e apresentando o conceito de trabalhador conectado inteligente.

Fusão de sensores para reconhecimento de contexto

Os dispositivos de detecção vestíveis, por meio de sensores primários, podem monitorar aspectos fisiológicos (por exemplo, ECG, PPG, SpO₂ etc.), físicos (por exemplo, aceleração, força do campo elétrico, localização etc.) e ambientais (por exemplo, intensidade UV e temperatura) parâmetros. Portanto, sensores primários são aqueles que medem uma quantidade específica para permitir a identificação de anormalidades no estado de saúde, segurança do ambiente/trabalho e execução de procedimentos. Neste trabalho, qualquer situação/evento/condição que possa levar a um incidente é doravante denominada de contexto. Os contextos são criados por meio da coleta de dados e quantidades de processamento medidas por sensores primários, a fim de gerar status de aptidão individual em tempo real (ou seja, condição pessoal segura, alerta ou perigosa) para todas as atividades que envolvem perigos e riscos.

A tradução de dados brutos para contextos requer a coleta de dados de um único ou da combinação de dois ou mais sensores primários. Um contexto para detecção de frequência cardíaca alta, por exemplo, pode ser emitido se um valor de 90 batimentos por minuto for atingido e persistir por determinado período. Para fazer isso, apenas um único sensor óptico de frequência cardíaca pode ser usado [11]. Um contexto para detecção de queda, por outro lado, pode ser identificado se um padrão de rotação angular e uma aceleração acentuada forem atendidos. Portanto, um giroscópio e um acelerômetro são necessários para este último [17]. Em resumo, essa combinação de sensores para fornecer informações e reconhecimento define o conceito de fusão de sensores para reconhecimento de contexto [16], [18], [19].

Existem vários modelos e marcas de dispositivos sensores, cada um com funções diferentes. Mesmo um smartphone pode ser considerado um sensor vestível se mantido junto ao corpo e acomodado dentro de algum compartimento, como mochila, bolso da calça ou outro. Mesmo utilizando um smartphone, é possível realizar a fusão de sensores para reconhecimento de contexto utilizando apenas seus sensores internos como acelerômetro, magnetômetro e giroscópio. Isso significa que, mesmo que não seja possível saber ao certo, um smartphone pode estar a qualquer momento classificando contextos do cotidiano das pessoas por meio de aplicativos específicos que foram instalados.

O trabalhador conectado inteligente

O trabalhador conectado inteligente proposto fornece monitoramento e alertas contínuos de conformidade de saúde, segurança e procedimentos, localmente, no gateway e no centro de operação de distribuição remota, identificando condições/eventos que podem prejudicar um trabalhador. Para fazer isso, o trabalhador usa dispositivos sensores para medir parâmetros fisiológicos, físicos e ambientais que monitoram e relatam continuamente situações perigosas, alertas ou status de segurança para um supervisor interno e para um sistema de supervisão localizado no centro de operações de distribuição. Tudo isso é possível através da capacidade de comunicação e processamento de smartphones comuns, que coletam dados brutos de um conjunto de sensores, processam esses dados para identificar ações em andamento e acionam mensagens de alerta de ações inseguras se uma ou mais ações de saúde, segurança ou os status do procedimento (ou seja, consciência do contexto) são encontrados fora do padrão. Bluetooth 5.0 é usado como link de comunicação entre um aplicativo de smartphone e os sensores, e 4G/3G/Wi-Fi conecta o smartphone a uma nuvem da internet com banco de dados, análise de dados e supervisão. A Figura 2 mostra uma visão geral do sistema proposto.

Fig. 2. Visão geral da aplicação de detecção em coisas e vestíveis, o Trabalhador Conectado Inteligente [16]

A proposta do trabalhador conectado inteligente é projetada para centralizar todos os procedimentos de segurança e gerenciamento do APR e monitorar os sinais vitais dos profissionais durante a execução de suas atividades. O fluxo de trabalho para o sistema proposto consiste em:

1. Monitoramento de saúde: relógios inteligentes equipados com sensores foram usados para prevenir uma variedade de possíveis acidentes, monitorando e alertando os supervisores sobre contextos inadequados quando os limites foram ultrapassados. Em seguida, o monitoramento da frequência cardíaca e da recuperação da frequência cardíaca, temperatura corporal, pressão arterial, níveis de fadiga e um indicador de pânico (ou seja, fugir de uma ameaça potencial) foram considerados com base em dados brutos ou de fusão de sensores. Além disso, caso surja alguma mensagem de alerta de saúde e um médico do trabalho preste atendimentos que não requeiram afastamento do trabalho, o supervisor pode evitar previamente expor o trabalhador a atividades de maior risco, como atividade em altura, com partes energizadas etc.
2. Monitoramento de Segurança: capacetes, botas e luvas inteligentes equipados com sensores e identificação por QR-code podem parear cada EPI a um determinado trabalhador durante uma jornada de trabalho e monitorar a presença/ausência do equipamento durante os procedimentos. Além disso, o aplicativo para smartphones mostra automaticamente os registros de exames e exames do EPI e alerta o trabalhador e o sistema de supervisão na nuvem caso o EPI correspondente esteja desatualizado.
3. Execução dos Procedimentos: os smartphones fornecem instruções passo a passo, e um conjunto de sensores monitora sua execução. O trabalhador pode interagir com seu smartphone, seguir instruções automatizadas, registrar imagens de dispositivos não conformes e receber ajuda de um especialista remoto para concluir tarefas, se necessário. O monitoramento proposto verifica se as etapas estão sendo seguidas, que incluem sensor de proximidade instalado em um EPI para avaliar se os trabalhadores da equipe estão imediatamente próximos, próximos ou distantes uns dos outros. Assim, um alerta pode ser acionado para tarefas que foram projetadas para serem executadas por dois ou mais trabalhadores simultaneamente, e não apenas por um, por exemplo. Os monitores de campo elétrico fornecem um alerta sobre a presença de campos elétricos e indicam as partes energizadas são encontradas onde não deveriam estar. Sensores de barômetro indicam se a atividade está sendo executada em altura e, uma mensagem de alerta é acionada caso o trabalhador esteja exposto a risco de queda.

4. Atribuições de Trabalho: quando um trabalhador faz login no aplicativo móvel, seu supervisor é notificado simultaneamente. O supervisor pode atribuir trabalhos do sistema e o trabalhador recebe as atribuições em um smartphone. O acompanhamento de ordens de serviço a fazer, em curso e concluído pode ser gerido através da nuvem de internet com base num sistema visual bastante conhecido para gerir o trabalho à medida que este avança ao longo de um processo, nomeadamente o método Kanban.

5. Análise de Desempenho: um mecanismo de análise pode analisar o desempenho dos pares e recomendar ações corretivas se os níveis de desempenho ficarem abaixo das expectativas.

6. Auditoria de Incidentes/Acidentes: Uma câmera corporal é acoplada ao capacete do eletricista para transmissão ao vivo da execução dos procedimentos de trabalho para uma equipe de supervisão no centro de operações de distribuição para assistência e suporte, se necessário. Além disso, sempre que um contexto de ação insegura é encontrado em um dos vários sensores, o intervalo de tempo entre t-10 segundos a t+1 minuto é automaticamente selecionado do banco de dados como evidência para investigação posterior.

Estudo de Caso: empresa de distribuição de energia elétrica real 

As funcionalidades propostas para trabalhadores inteligentes conectados foram construídas para atender aos requisitos de uma concessionária de distribuição de energia elétrica brasileira. Esses requisitos surgiram como alternativa para reduzir riscos e mitigar perigos incentivados por um relatório contratado de sistemas de segurança de classe mundial que sugeria ações para fortalecer as práticas e a cultura de segurança de colaboradores próprios e externos. A Tabela I apresenta um resumo das causas dos acidentes de trabalho de janeiro de 2017 a junho de 2018 e possíveis soluções para uma maior prevenção.

Neste cenário, surgiram oportunidades de aplicação de soluções IIOT no contexto de trabalhadores inteligentes conectados, e uma instrução de trabalho contendo 20 tarefas básicas para trabalhos em redes aéreas de distribuição foi considerada para o estudo de caso. As tarefas básicas são apresentadas na Tabela II.Em última análise, a partir da Tabela II, todas as etapas do procedimento PPTB8 foram solicitadas para serem monitoradas porque ele foi visto como um bom ponto de partida para uma avaliação entre risco e retorno. As etapas monitoradas no PPTB8 são: (1) Solicitação de ordem de serviço em nuvem; (2) Execução de serviço via aplicativo para smartphones; (3) Monitoramento de parâmetros fisiológicos; (4) Monitoramento de indicadores de pânico; (5) Monitoramento da atividade cardíaca; (6) Encerramento do serviço via aplicativo para smartphones; (7) Reconhecimento de ocorrências; (8) Risco de choque elétrico fora do procedimento; (9) Uso de equipamentos de EPI; (10) Condições climáticas para trabalho; (11) Travamento de escadas; (12) Atividade em altura; (13) Uso de detector de ausência de tensão; (14) Risco de choque elétrico após teste de ausência de tensão; (15) Risco de choque elétrico após o aterramento; (16) Encerramento do serviço via aplicativo para smartphones; (17) Reconhecimento automático de ocorrências; (18) Fechamento da ordem de serviço na nuvem.

O SISTEMA DE GERENCIAMENTO DE AÇÕES/CONDIÇÕES INSEGURAS PROPOSTO COM BASE EM SENSORES VESTÍVEIS

O projeto também visa desenvolver um aplicativo que funcione em nuvem, que centralize todos os procedimentos de segurança do trabalho, disponibilizando essas informações de forma rápida e fácil para os eletricistas, por meio de smartphones. Está associado a um conjunto de sensores, compostos por elementos vestíveis, que monitoram, em tempo real, as condições fisiológicas e operacionais do eletricista, funcionando como uma “caixa preta” de atividades.

Os requisitos do sistema são incorporar medições de campo feitas por sensores vestíveis, como: irradiação UV, temperatura corporal e ambiente, eletrocardiograma (ECG), pressão arterial, altura acima do nível do solo, geolocalização, etc., para que os dados coletados sirvam como aplicativos para gerenciamento de ordens de serviço, lista de verificação de atividades, gerenciamento de EPI e EPC via identificação por radiofrequência (RFID), gravação de imagem e vídeo, mensagens de alarme/alerta, etc. Isso requer um gateway para coleta, processamento e comunicação, que pode ser realizado por um aplicativo móvel comunicando-se com uma rede corporativa no ambiente de nuvem da internet. Nesse cenário, é possível obter benefícios de revisões de gerenciamento de saúde mais refinadas, com gerenciamento automatizado de EPI e EPC de armazém e gerenciamento de ordens de serviço em tempo real. Por fim, tudo isso pode ser realizado e integrado aos sistemas tradicionais de gerenciamento de riscos. A Figura 3 ilustra o ambiente proposto.

Fig. 4. Ambiente digital para o sistema de trabalhador conectado inteligente proposto.

O sistema proposto pode ser definido como hardware agnóstico, ou seja, outros sensores primários ou sistemas podem ser integrados, independentemente de seu fabricante. Para isso, foram escolhidos dados relevantes para serem monitorados considerando diversos aspectos, como riscos, perigos, dados históricos de incidentes e acidentes, custos de aquisição/fabricação de hardware etc. Foram escolhidos os seguintes sensores inteligentes: sensor inercial com 9 graus de liberdade (Degrees of Freedom – DoF), que combina acelerômetro, magnetômetro e giroscópio; humidade relativa; pressão atmosférica; temperatura ambiente; presença de campo elétrico; ECG; fotopletismografia (PPG); temperatura corporal; pressão arterial (BPT); e todos os sensores internos de um smartphone atualizado, que somam ao GPS; Bluetooth (BLE); e outros. A Figura 4(a) mostra o detector campo elétrico inteligente proposto como dispositivo vestível com o objetivo de identificar riscos de choque elétrico. Além disso, mede-se umidade relativa, temperatura ambiente, pressão atmosférica e inércia. Muitas vezes é instalado na cabeça ou no braço (ou seja, embutido no capacete ou na luva) do eletricista, emite alerta sonoro na presença de potencial elétrico e se comunica com um aplicativo móvel por BLE 5.0. A Figura 4(b) mostra o Smart Node proposto como um sensor vestível com o objetivo de identificar proximidade. Além disso, mede umidade relativa, temperatura ambiente, pressão atmosférica e inércia. Muitas vezes, é incorporado em equipamentos como luvas, botas e ferramentas e se comunica com um aplicativo móvel por BLE 5.0. A Figura 4(c) mostra pulseira inteligente proposta como um dispositivo usado para medir parâmetros fisiológicos e contextos de atividade física. É necessariamente instalado no pulso do eletricista e se comunica com um aplicativo móvel por BLE 5.0. A Figura 4(d) mostra a câmera corporal inteligente proposta como um sensor vestível para permitir suporte remoto em tempo real e armazenar esses dados para o serviço de auditoria inteligente automatizado. Muitas vezes é instalado no capacete do eletricista para registrar atividades de campo e se comunicar com um aplicativo móvel por BLE 5.0, mas os dados são armazenados adequadamente apenas ao conectá-lo a uma estação de acoplamento.

(a) Detector de campo elétrico inteligente

(b) Smart Node

(c) Pulseira inteligente

(d) Câmera corporal inteligente

Fig. 4. Os dispositivos vestíveis propostos.

Testes, Resultados E Oportunidades

O cronograma de testes de validação dos contextos implementados ocorreu em quatro rodadas. Para avaliação de funcionalidades e correção de erros, a primeira e segunda rodadas de testes de campo foram realizadas na Universidade de São Paulo (USP), nas dependências do laboratório de pesquisa ENERQ/USP, em ambiente controlado. A terceira e quarta rodadas de testes de campo foram realizadas nas dependências da empresa, sendo a terceira na cidade de Mogi das Cruzes, São Paulo, e a quarta na cidade de Vitória, no Espírito Santo. Dois eletricistas foram disponibilizados pela empresa para realizar os testes e fornecer feedbacks. Engenheiros e técnicos de operação e segurança também acompanharam a execução e validaram a proposta desta pesquisa. A Figura 5 mostra alguns destaques dos testes de validação de contexto, exibindo (a) a equipe de teste, (b) a luva com o Smart Node proposto, (c) os eletricistas preparando o ARP para a execução das atividades, (d) o trabalho em altura, e (e) mensagem de alerta de risco de choque elétrico após teste de ausência de tensão.

Fig. 5. Testes de validação de contexto: (a) teste de eletricistas; (b) luva com o Smart Node proposto; (c) preparação para trabalho em altura; (d) testes de trabalho em altura; (e) mensagem de alerta de risco de choque elétrico.

Os itens avaliados na validação e homologação do contexto de saúde e segurança foram apresentados anteriormente. Em resumo, as aplicações geradas foram: monitoramento e gerenciamento de indicadores de saúde do eletricista; monitoramento e gestão de indicadores de segurança do trabalho; acompanhamento e gestão da execução dos procedimentos; atribuição e gerenciamento inteligente de ordens de serviço; auditoria automatizada inteligente de incidentes e acidentes; equipamentos automatizados, EPI e gerenciamento de ferramentas.

Como resultado dos quatro testes de campo, os contextos listados atenderam com sucesso a todas as características propostas. O sistema proposto monitorou de forma automática e interativa as atividades e procedimentos executados pelas equipes de campo, estabelecendo parâmetros de gestão e monitoramento que criaram uma maior cultura de segurança do trabalho ao mesmo tempo em que acompanham e suportam o cumprimento dos procedimentos padrão em tempo real. Do ponto de vista operacional e de segurança, foi realizado: padronização e revisão de todos os procedimentos de segurança do trabalho; criação de um repositório único, gerenciável para seu acesso; criação de um mecanismo central de gestão do APR; criação de contexto para cada atividade de campo; controle automático da eficiência da equipe por tempo por processo; gestão centralizada dos EPI, sua validade e adequação à atividade; controlo automático do cumprimento dos procedimentos de segurança; geolocalização; registrar as ações do eletricista para acompanhamento, treinamento e proteção legal. Do ponto de vista da saúde ocupacional, foi realizado: gerenciamento centralizado dos dados fisiológicos dos eletricistas; acompanhamento dos principais sinais vitais do eletricista; classificação de quedas e acidentes; grau de exposição aos raios ultravioleta; temperatura ambiente; tontura; pedômetro e calorias; detecção de gestos, movimentos e transporte; medição do nível de estresse; e medição da tendência da pressão arterial. Ao final, pode-se concluir que inovação e maior amadurecimento na gestão de saúde e segurança do trabalho podem ser vistas como uma prova de conceito, como se ainda houvesse espaço para melhorias. Tais melhorias, no entanto, não prejudicam a aplicabilidade proposta e os benefícios potenciais correspondentes.

Em termos de benefícios, esta proposta pode oferecer o seguinte. (a) Científico: banco de dados analítico para acompanhar o eletricista em suas atividades de campo; qualificação mais efetiva do pessoal quanto ao cumprimento dos procedimentos de segurança e saúde ocupacional por meio de monitoramento e suporte ativos. (b) Tecnológico: uso de tecnologias inovadoras de sensores vestíveis para lidar com perigos e riscos específicos no local de trabalho; uso de dispositivos de comunicação para fornecer avaliação em tempo real local e remotamente; desenvolvimento de aplicações informáticas, com definição de contextos para cada grupo de atividades. (c) Econômico: redução do índice de acidentes e quase-acidentes, periculosidades e paralisações, por meio da sistematização de todas as atividades; redução do retrabalho nas atividades de campo; redução do risco de passivos trabalhistas e processos judiciais por meio da constante conscientização na execução de procedimentos; aumento da produtividade e gestão dos índices de desempenho individual. (d) Social: preocupação com o bem-estar dos trabalhadores e suas famílias; redução dos impactos sociais na perda de vidas humanas; melhoria da imagem da empresa, através da divulgação deste trabalho; repercussão positiva entre colaboradores e investidores. Alguns outros benefícios do sistema proposto podem incluir a redução da experiência necessária por meio do uso do smartphone para acessar procedimentos de lista de verificação, tutoriais e suporte remoto; redução de trabalhadores fatigados por meio do monitoramento da condição fisiológica e emissão de alertas de não conformidades; melhoria na resposta de emergência devido à avaliação automática de perigos; comunicação persistente entre os membros da equipe e com centros de operação de distribuição (DOC); redução nos custos de despacho e gerenciamento de serviços de campo através do uso do GPS com uma distribuição espacial mais eficiente das equipes de manutenção de campo; mais informações e automação para auditoria através do uso de câmeras corporais e fusão de sensores. Entre outros, o aumento do nível de conscientização pode auxiliar drasticamente nas chamadas melhorias contínuas amplamente conhecidas em sistemas de gerenciamento de procedimentos de saúde, segurança e trabalho, como OHSAS 18001 e ISO45001.

Como trabalho futuro, este projeto de pesquisa cria oportunidades para uma ampla variedade de aplicações que podem atrapalhar a maneira como as empresas lidam com riscos e perigos. A Figura 6 mostra as interações entre pessoas, procedimentos e supervisão onde as novas tecnologias podem fortalecer a cultura de segurança, aproveitando a realidade aumentada, gamificação, inteligência computacional, gerenciamento de despacho e serviço de campo etc.

Fig. 6. Os recursos potenciais do trabalhador conectado inteligente.

CONCLUSÕES

Este artigo ilustra a construção de um sistema que permite o gerenciamento online do ciclo de trabalho das atividades do eletricista de campo e o monitoramento de indicadores de segurança e saúde do trabalho por meio de sensores vestíveis, possibilitando a identificação automática de incidentes. Entre as principais características estão a segurança no trabalho, com a geração de indicadores relevantes para a gestão das operações de campo; medicina do trabalho, registrando dados fisiológicos de eletricistas quando em atividade de campo, para serem integrados no prontuário, e; procedimentos de trabalho, com gerenciamento de atividades garantindo execução correta e eficiente.

O trabalhador conectado inteligente proposto é uma plataforma agnóstica de hardware que também pode ser aplicada a uma ampla gama de nichos da indústria, por exemplo, mineração, petróleo e gás, construção civil, transporte, telecomunicações etc. Visa alcançar maior eficiência operacional, segurança no local de trabalho, reduzindo os custos associados a incidentes de saúde e segurança.

Com a aplicação dessa tecnologia na construção desse sistema, pode-se afirmar que as concessionárias de distribuição de energia passarão a integrar um conjunto de informações até então desconhecidas das áreas multidisciplinares, que não haviam sido mensuradas antes sobre o trabalho dos eletricistas, contribuindo para a abertura de um novo nicho a ser explorado e, consequentemente, promovendo uma grande transformação no setor.

Reconhecimentos

Os autores agradecem à EDP São Paulo & EDP Espírito Santo, Brasil, por fornecer as informações e apoio técnico e financeiro para a realização deste trabalho.

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