Exoesqueleto industrial robótico: o que é e principais usos

En la industria moderna, donde la productividad y la seguridad deben ir de la mano, el exoesqueleto industrial surge como una solución cada vez más estratégica. Esta tecnología, aún poco conocida por muchos profesionales de planta, ya se está aplicando con éxito en grandes empresas como FCA. Pero, ¿qué es exactamente un exoesqueleto, cómo funciona y por qué su uso ha ganado espacio en los entornos industriales?

A lo largo de este artículo explicaremos cómo el exoesqueleto robótico puede transformar la realidad del trabajo manual pesado, ofreciendo beneficios reales tanto para la salud del trabajador como para los indicadores de desempeño de las empresas.

El exoesqueleto es un equipo wearable, es decir, está diseñado para ser utilizado junto al cuerpo humano con el objetivo de asistir los movimientos, reducir el esfuerzo físico y prevenir lesiones. Funciona como una especie de “armadura inteligente”, absorbiendo parte de la carga que normalmente recaería sobre músculos y articulaciones.

Existen dos tipos principales de exoesqueletos:

• Exoesqueleto robótico**:** equipado con motores, sensores y algoritmos que asisten al trabajador en tiempo real. Reacciona a los movimientos del cuerpo, amplificando la fuerza y reduciendo la sobrecarga.
• Exoesqueleto mecánico**:** no utiliza motores. Funciona mediante resortes, soportes y estructuras ergonómicas que redistribuyen el peso y mejoran la postura.

Estos dispositivos se usan directamente sobre la ropa y se ajustan al cuerpo del trabajador. Su funcionamiento depende de la aplicación: mientras algunos sostienen los brazos durante tareas en suspensión, otros reducen el impacto en piernas y zona lumbar durante actividades de agacharse o levantar peso.

La lógica detrás de esta tecnología es simple: menos esfuerzo físico, menos desgaste, más seguridad y mayor productividad.

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En el entorno industrial, las tareas que requieren levantar los brazos por encima de la cabeza o mantener posturas inclinadas son comunes y pueden provocar fatiga muscular y lesiones, especialmente en hombros y espalda. Estudios de laboratorio con sensores de electromiografía (EMG) han demostrado que la actividad muscular del hombro aumenta significativamente al elevar los brazos, lo cual incrementa el riesgo de lesiones.

La fatiga muscular es un factor crítico en la ocurrencia de lesiones ocupacionales. Investigaciones indican que la fuerza de agarre y el rango de movimiento del codo disminuyen con la fatiga, afectando tanto la eficiencia como la seguridad del trabajador.

El uso de exoesqueletos ha demostrado ser eficaz en la reducción de la actividad muscular durante tareas exigentes. Por ejemplo, un estudio realizado por Bradley Chase, director del laboratorio de ergonomía de la Universidad de San Diego, con el exoesqueleto Levitate Airframe, reveló una reducción estadísticamente significativa del 33% en la actividad muscular del hombro/cuello durante tareas laborales intensas. Esta disminución de la carga muscular puede traducirse en mayor seguridad, confort y productividad para el trabajador.

Además, en entornos industriales reales, como las plantas de John Deere y Toyota en Canadá, el uso de exoesqueletos resultó en reducciones significativas de la actividad muscular en músculos como el deltoides anterior y el bíceps braquial. Estos resultados sugieren que los exoesqueletos pueden ser una intervención práctica para reducir lesiones en hombro sin aumentar las cargas en la zona lumbar.

Por lo tanto, implementar exoesqueletos en el entorno industrial no solo mejora la ergonomía y reduce el riesgo de lesiones, sino que también puede aumentar la eficiencia y productividad de los trabajadores. Al considerar los exoesqueletos como Equipos de Protección Personal (EPP), las empresas pueden ofrecer una solución efectiva para prevenir trastornos musculoesqueléticos, promoviendo un entorno laboral más seguro y saludable.

Existen diferentes modelos de exoesqueletos diseñados para atender demandas específicas de esfuerzo físico y biomecánica.

A continuación, exploramos las tres categorías más comunes:

1. EXOESQUELETOS PARA EXTREMIDADES SUPERIORES

Estos modelos ofrecen soporte para hombros, brazos y espalda en tareas que requieren movimientos repetitivos o la sustentación prolongada de las extremidades superiores.

En general, utilizan sistemas pasivos de resortes o estructuras articuladas que transfieren parte de la carga hacia la espalda o la cadera del usuario. En los modelos robóticos, los sensores detectan el movimiento de los brazos y proporcionan asistencia motorizada en el momento exacto, sin restringir la movilidad.

BENEFICIOS:

• Reducción de la carga en hombros y cuello;

• Menor riesgo de lesiones por esfuerzo repetitivo (LER);

• Aumento de la precisión y estabilidad en los movimientos.

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2. EXOESQUELETOS PARA EXTREMIDADES INFERIORES

Diseñados para ofrecer soporte a piernas, rodillas y región lumbar, estos exoesqueletos son ideales para quienes pasan muchas horas de pie, realizan constantes agachamientos o levantan peso con frecuencia.

Pueden ser pasivos (con bloqueos que fijan el cuerpo en posición de cuclillas sin esfuerzo muscular) o robóticos (con motores que ayudan en los movimientos de subida y bajada). Funcionan como una extensión de las piernas, redistribuyendo el peso corporal y minimizando el impacto sobre las articulaciones.

BENEFICIOS:

• Alivio de la presión sobre rodillas y columna lumbar;
• Prevención de hernias discales y artrosis;
• Disminución de la fatiga durante turnos prolongados.

3. EXOESQUELETOS DE CUERPO COMPLETO

Son los modelos más avanzados y completos, con una estructura que cubre brazos, piernas, columna vertebral y, en algunos casos, hasta el cuello. Se utilizan en tareas altamente demandantes, con un elevado riesgo de sobrecarga física.

La mayoría de estos exoesqueletos son robóticos e integran sensores que monitorean los movimientos corporales en tiempo real, además de motores que actúan sobre múltiples articulaciones. Permiten que el trabajador levante objetos pesados con mínimo esfuerzo, sin comprometer la postura ni la salud.

BENEFICIOS:

• Soporte integral del cuerpo en entornos extremos;
• Mejora significativa de la ergonomía en operaciones de alta complejidad;
• Posibilidad de mantener el rendimiento incluso tras largos periodos de trabajo.

Universal Robots, líder en soluciones colaborativas para la industria, sigue de cerca la evolución de los exoesqueletos y otras tecnologías enfocadas en la ergonomía y la automatización. Si deseas entender cómo combinar cobots y exoesqueletos para transformar la operación de tu empresa, habla con uno de nuestros especialistas.