Aperfeiçoamento em saúde, segurança e procedimentos de trabalho em distribuidoras de energia elétrica utilizando sistemas vestíveis – Parte 2

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.

Tabela I – Acidentes de trabalho em concessionária de distribuição de energia para duas áreas de concessão diferentes de janeiro de 2017 a junho de 2018

Tabela II – Instrução de trabalho com 20 tarefas básicas para redes de distribuição aérea

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.

Figura 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.

Figura 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.

Figura 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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