desarrollo de unidades formativas basadas en experiencias
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Trabajo realizado por:
Eduardo Emiliano Bolaños Andrade
Dirigido por:
Francisco Javier Mora Serrano
Felipe Muñoz La Rivera
Máster en:
Ingeniería Estructural y de la Construcción
Barcelona, mayo 2021
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental.
TRA
BA
JO F
INA
L D
E M
ÁST
ER
Desarrollo de unidades formativas basadas
en experiencias de realidad virtual para la
prevención de riesgos laborales en trabajos
con excavación.
Máster
Título
Autor
Tutor
Especialidad
Departamento
Fecha
DECA. Ingeniería Civil y Ambiental
Ingeniería Estructural y de la Construcción
Desarrollo de unidades formativas basadas en experiencias
de realidad virtual para la prevención de riesgos laborales en
trabajos con excavación.
EDUARDO EMILIANO BOLAÑOS ANDRADE
Francisco Javier Mora Serrano
Felipe Muñoz La Rivera
Ignacio Valero López
Construcción
Mayo 2021
Eduardo Emiliano
Bolaños Andrade Master Ingeniería Estructural y de la
Construcción
Desarrollo de unidades formativas basadas en experiencias de realidad virtual
para la prevención de riesgos laborales en trabajos con excavación. página 1
Resumen
El sector de la Arquitectura, Ingeniería y Construcción (AIC) sigue liderando los índices de
accidentabilidad con relación a otras industrias, del total de los accidentes mortales
relacionados al trabajo, el 30% son en el sector AIC, siendo así que un accidente mortal
ocurre cada 10 minutos. La metodología tradicional existente para formación en
prevención de riesgos laborales no ha logrado su objetivo de disminuir estos índices, es
por esto que se busca alternativas de educación efectivas y eficientes, para que los
trabajadores generen mayor conciencia ante los peligros en la zona de construcción.
En la buscada de esta alternativa de enseñanza, se ha visto a la realidad virtual como una
buena opción para generar un aprendizaje inmersivo, interactivo y practico. El propósito
de este trabajo es crear una herramienta de realidad virtual realista, que permita evaluar
los conocimientos de los trabajadores del sector, en reconocer factores de riesgo
presentes en zonas y actividades de peligro. La herramienta se basa en una unidad
didáctica guía, desarrollada en este mismo proyecto, capaz de ayudar a los formadores
en el proceso de enseñanza y su posterior evaluación. Esta experiencia virtual, se la creo
en el motor de videojuegos Unity 3D, usando un lenguaje de programación C#, simulando
una obra de construcción con un edificio en proceso de construcción, zonas de
excavaciones y demás elementos, recreando un entorno apegado a la realidad. Se realiza
la evaluación de la experiencia a los trabajadores de diferentes campos del sector AIC,
mediante un cuestionario de satisfacción subjetiva, y los resultados se analiza en función
al test no paramétrico de Kruskal Wallis.
Palabras clave: Formación en Prevención de Riesgos Laborales, Realidad Virtual, Industria
AIC, Unity 3D.
Eduardo Emiliano
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Abstract
The Architecture, Engineering and Construction (AEC) sector continues to lead the
accident rates in relation to other industries, of the total of fatal accidents related to
work, 30% are in the AIC sector, being thus a fatal accident occurs every 10 minutes. The
existing traditional methodology for training in occupational risk prevention has not
achieved its objective of reducing these rates, which is why effective and efficient
educational alternatives are sought, so that workers generate greater awareness of the
dangers in the construction zone.
In the search for this teaching alternative, virtual reality has been seen as a good option
to generate immersive, interactive and practical learning. The purpose of this work is to
create a realistic virtual reality tool that allows evaluating the knowledge of workers in
the sector, in recognizing risk factors present in dangerous areas and activities. The tool
is based on a guide didactic unit, developed in this same project, capable of helping
trainers in the teaching process and its subsequent evaluation. This virtual experience
was created in the Unity 3D video game engine, using a C # programming language,
simulating a construction site with a building under construction, excavation areas and
other elements, recreating an environment attached to reality. An evaluation of the
experience of workers from different fields of the AIC sector is carried out by means of a
subjective satisfaction questionnaire, and the results are analyzed based on the non-
parametric Kruskal Wallis test.
Keywords: Training in Occupational Risk Prevention, Virtual Reality, AEC Industry, Unity
3D.
Eduardo Emiliano
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Agradecimientos
Primero quiero agradecer a Dios por todas las bendiciones recibidas, y la fortalece que
me ha brindado para afrontar estos años tan difíciles de pandemia, y poder culminar esta
etapa de la mejor manera.
A mis tutores de tesis, Javier Mora y Felipe Muñoz, por su soporte, dedicación, paciencia,
esfuerzo y tiempo, dedicado semana a semana para brindarme su conocimiento e
impulsarme para lograr el objetivo de este proyecto. Gracias por confiar en mí y darme
la oportunidad de trabajar en el Centro Internacional de Métodos Numéricos en la
Ingeniería (CIMNE), sobre todo en las etapas finales de este proyecto.
A mi familia, Marco, Merce, Teresita y Conene quienes son el motor de mi vida, gracias
por todo el apoyo que me brindan siempre y la confianza que depositan en mi para poder
alcanzar mis metas, sin su ayuda nada de esto habría sido posible. A mi Aquilitos quien
me ha guiado durante este año difícil siendo mi fortaleza y mis ganas de seguir adelante.
Finalmente me queda agradecer a mis compañeros y amigos del master, que se han
convertido en una verdadera familia para mí, de los que he aprendido mucho y me han
enseñado a ser mejor profesional y mejor persona. A todos ustedes muchas gracias.
Eduardo Emiliano
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Índice de Contenidos
Resumen ................................................................................................................................................... 1
Abstract .................................................................................................................................................... 2
Agradecimientos ....................................................................................................................................... 3
Glosario/Acrónimos ................................................................................................................................... 9
Motivación .............................................................................................................................................. 10
Capítulo I: Introducción .......................................................................................................................... 11
1.1 Objetivo General ..................................................................................................................................... 12
1.2 Objetivos Específicos ............................................................................................................................... 12
1.3 Metodología de la investigación ............................................................................................................. 12
Capítulo II: Estado del Arte....................................................................................................................... 15
2.1 Industria de la construcción.................................................................................................................... 15
2.1.1 Particularidades del sector AIC........................................................................................................ 16
2.1.2 Nuevos Paradigmas tecnológicos del sector. ................................................................................. 18
2.1.2.1 Metodología BIM ...................................................................................................................... 19
2.1.2.2 Realidad Extendida ................................................................................................................... 21
2.1.2.3 Construcción 4.0 ....................................................................................................................... 24
2.2 Seguridad y Salud en la industria ............................................................................................................ 25
2.2.1 Índices de accidentabilidad en el sector AIC .................................................................................. 28
2.2.2 Principales causas de accidentes .................................................................................................... 29
2.2.3 Cultura de Seguridad ....................................................................................................................... 34
2.3 Formación en PRL en el sector de la construcción ................................................................................ 35
2.3.1 Marco Normativo ............................................................................................................................. 36
2.3.2 Convenio General del Sector de la Construcción (CGSC) ............................................................... 39
2.3.3 Ciclos de Formación ......................................................................................................................... 39
2.3.4 Fundación Laboral de la Construcción (FCL)................................................................................... 43
2.3.5 Estrategias de formación ................................................................................................................. 44
2.3.6 Eficacia y Eficiencia de la Formación. .............................................................................................. 45
2.4 La realidad virtual aplicada a la formación en PRL. ............................................................................... 46
Capítulo III: Unidad Didáctica ................................................................................................................... 50
3.1 Justificación ............................................................................................................................................. 50
3.2 Definición ................................................................................................................................................. 51
3.3 Contenidos ............................................................................................................................................... 51
3.4 Metodología ............................................................................................................................................ 52
3.5 Guía de la Unidad Didáctica Propuesta .................................................................................................. 52
Capítulo IV: Diseño de la propuesta .......................................................................................................... 57
4.1 Justificación ............................................................................................................................................. 57
4.2 Objetivos Formativos .............................................................................................................................. 58
4.3 Criterios de Diseño .................................................................................................................................. 59
4.3.1 Realismo ........................................................................................................................................... 59
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4.3.2 Autoaprendizaje ............................................................................................................................... 59
4.3.3 No linealidad e interactividad .......................................................................................................... 60
4.3.4 Gamificación ..................................................................................................................................... 60
4.3.5 Grado de orientación ....................................................................................................................... 60
4.3.6 Usuario final ..................................................................................................................................... 61
4.4 Hardware y Software............................................................................................................................... 61
4.5 Escenario de la simulación ...................................................................................................................... 62
4.6 Selección de accidentes a simular .......................................................................................................... 62
4.6.1 Actividades y áreas de interacción del sitio de construcción ........................................................ 63
4.7 Sistemas de Protección ........................................................................................................................... 66
4.7.1 Equipos de protección Individual (EPI) ........................................................................................... 66
4.7.2 Equipos de Protecciones Colectivas (EPC) ...................................................................................... 67
4.8 Herramienta propuesta de realidad virtual ........................................................................................... 68
Capítulo V: Creación de la experiencia virtual .......................................................................................... 72
5.1 Fases de trabajo ...................................................................................................................................... 72
5.2 Creación del proyecto en Unity .............................................................................................................. 74
5.3 Creación de escenas ................................................................................................................................ 75
5.3.1 Menú Inicial ...................................................................................................................................... 75
5.3.2 Escena de la Obra de Construcción ................................................................................................. 77
5.4 Creación del Canvas ................................................................................................................................ 83
5.4.1 Puntero ............................................................................................................................................. 83
5.4.2 Panel de Resultados ......................................................................................................................... 83
5.4.3 Panel de tiempo ............................................................................................................................... 84
5.5 Implementación de las animaciones ...................................................................................................... 84
5.5.1 Trabajadores..................................................................................................................................... 84
5.5.2 Maquinas en movimiento ................................................................................................................ 88
5.6 Personaje Principal .................................................................................................................................. 90
5.7 Trabajador Entrada.................................................................................................................................. 91
5.8 Actividades y zonas de Interacciones ..................................................................................................... 93
5.9 Pausa ......................................................................................................................................................102
5.10 Resultado Final ....................................................................................................................................103
5.11 Copilar para Pc.....................................................................................................................................104
Capítulo VI: Evaluación de la simulación creada ...................................................................................... 107
6.1 Metodología ..........................................................................................................................................107
6.2 Cuestionario para la evaluación ...........................................................................................................108
6.3 Resultados..............................................................................................................................................109
6.4 Discusión de Resultados........................................................................................................................113
Capítulo VII: Conclusiones y Futuras líneas de investigación. ................................................................... 116
Referencias ........................................................................................................................................... 118
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Anexos
Anexo A. Códigos para el Análisis causal de accidentes. .......................................................................... 124
Anexo B. Modelos de evaluación de la formación en PRL. ....................................................................... 126
Anexo C. Recursos educativos para prevención de riesgos. ..................................................................... 127
Anexo D. Fichas de accidentes reales. .................................................................................................... 128
Anexo E. Comparativa entre sketch up y revit ......................................................................................... 130
ANEXO F. Proyectos anteriores creados.................................................................................................. 131
Anexo G. Unity 3D ................................................................................................................................. 133
1. Ventanas de Unity ...............................................................................................................................133
Anexo H. Scripts .................................................................................................................................... 135
1. Script. Resolution.....................................................................................................................................135
2. Script. Quality ..........................................................................................................................................137
3. Script. Sound ............................................................................................................................................139
4. Script. Menu Principal .............................................................................................................................140
5. Script. Panel de Resultados .....................................................................................................................141
6. Script. Tiempo ..........................................................................................................................................142
7. Script. Ruta Trabajadores ........................................................................................................................144
8. Script. Trabajadores Movimiento ...........................................................................................................145
9. Script. Car Wheel .....................................................................................................................................147
10. Script. Car Engine ..................................................................................................................................148
11. Script. Dialogue Manager .....................................................................................................................150
12. Script. Puntero Cambio .........................................................................................................................151
13. Script. Detector .....................................................................................................................................153
14. Script. Decision Preguntas ....................................................................................................................155
15. Script. Pausa ..........................................................................................................................................157
16. Script. Resultados ..................................................................................................................................158
17. Script. Carga ...........................................................................................................................................159
Anexo I. Cuestionario de Evaluación ....................................................................................................... 161
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Índice de Figuras
Figura 1. Metodología de la investigación. .............................................................................................. 13 Figura 2. Participación de sectores económicos en el PIB de Ecuador en el periodo 2000 – 2018. ............ 15 Figura 3. Estadísticas sobre actividades I+D. ............................................................................................ 16 Figura 4. Principales características de la industria AIC. ............................................................................ 17 Figura 5. Ciclo de vida del modelo BIM. ................................................................................................... 19 Figura 6. Flujo de trabajo modelo CAD vs modelo BIM . ........................................................................... 20 Figura 7. Dimensiones del BIM................................................................................................................ 21 Figura 8. Clasificación de los dispositivos de VR. ...................................................................................... 22 Figura 9. Realidad mixta usada en instalaciones MEP. .............................................................................. 23 Figura 10. Procesos de cambio de la Revolución. .................................................................................... 24 Figura 11. Ideas Sobre construcción 4.0. .................................................................................................. 25 Figura 12. Índices de incidencia de accidentes en los sectores económicos. ............................................. 27 Figura 13. Número de fallecidos en accidentes de trabajo en todas las industrias hasta el año 2018. ...... 27 Figura 14. Modelo de causalidad de Bird................................................................................................ 30 Figura 15. Relación de las causas más comunes con gravedad de los accidentes. ..................................... 31 Figura 16. Índice de contenidos del primer ciclo de formación en PRL ..................................................... 40 Figura 17. Clasificación de los contenidos para formación en PRL. ........................................................... 42 Figura 18. Esquema de las horas de cada formación del convenio. ......................................................... 42 Figura 19. Tarjeta Profesional de la construcción. .................................................................................... 43 Figura 20. Centros de prácticas preventivas de la Fundación Laboral de la construcción. ......................... 44 Figura 21. Serious game para seguridad en Zanjas. .................................................................................. 47 Figura 22. (a) Sujeto usando la cueva de realidad virtual. (b) Sitio de construcción virtual ....................... 48 Figura 23. Capacitación en seguridad para minas con realidad virtual. ..................................................... 48 Figura 24. Cazador de riesgos utilizado para la evaluación en prevención de riesgos. ............................... 56 Figura 25. Esquema del escenario de la simulación. ................................................................................ 62 Figura 26. Ubicación de las actividades y zonas de peligro de la tabla 10 en la experiencia virtual. ........... 65 Figura 27. Diferencia de texturas posibles en Unity . ................................................................................ 67 Figura 28. Árbol de situaciones de la experiencia virtual. ......................................................................... 70 Figura 29. Flujograma de actividades a realizar en la herramienta virtual. ................................................ 71 Figura 30. Calidad gráfica alta con el uso del software Revit. .................................................................... 72 Figura 31. Flujo de trabajo para la creación de la herramienta virtual. ..................................................... 73 Figura 32. Ventana para la creación de proyectos en Unity. ..................................................................... 74 Figura 33. Escenas creadas en la ventana Project..................................................................................... 75 Figura 34. Menú Inicial. ........................................................................................................................... 76 Figura 35. Menú de Opciones. ................................................................................................................. 77 Figura 36. Interacción de los botones en la ventana On Click. .................................................................. 77 Figura 37. Modelos previos del escenario principal. ................................................................................. 78 Figura 38. Modelo de la zona de excavaciones del diseño final. ............................................................... 79 Figura 39. Edificio sin terminar con las protecciones colectivas. ............................................................... 80 Figura 40. Entorno donde se emplaza el escenario de construcción. ........................................................ 81 Figura 41. Diseño en unity de la oficina al ingreso de la obra. .................................................................. 81 Figura 42. Box Collider de un elemento de protección de la obra. ............................................................ 82 Figura 43. Luces colocadas en la zona de excavación con cimentaciones. ................................................ 82 Figura 44. Panel principal del Canvas. (a) Puntero (b) resultados (c) tiempo. ............................................ 83 Figura 45. Personaje del trabajador de la página de mixamo. ................................................................... 84 Figura 46. Animaciones en la página de mixamo. ..................................................................................... 85 Figura 47. Tipo de animación de los personajes. ...................................................................................... 85 Figura 48. Controlador de la animación de personajes en un solo lugar. .................................................. 86 Figura 49. Script y puntos de la ruta del trabajador usando la carretilla. ................................................... 87 Figura 50. Colliders y script del trabajador con la carretilla....................................................................... 87
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Figura 51. Controlador de animación de los trabajadores en movimiento. ............................................... 88 Figura 52. Maquinaria con movimiento en la obra de construcción.......................................................... 88 Figura 53. Creación de los Wheel Colliders de las ruedas del montacargas. .............................................. 89 Figura 54. Script de giro colocado en la rueda frontal izquierda. .............................................................. 89 Figura 55. (a) Script de movimiento para el montacargas (b) ruta del montacargas. ................................. 90 Figura 56. Controlador de primera persona asignado al personaje. .......................................................... 91 Figura 57. Configuración del scritp de tiempo. ......................................................................................... 91 Figura 58. Trabajador en la entrada a la obra de construcción. ................................................................ 92 Figura 59. Cuadros de dialogo del trabajador de la entrada. .................................................................... 92 Figura 60. Representación de las zonas de interacción en el escenario principal. ..................................... 93 Figura 61. Panel de pregunta principal. .................................................................................................... 93 Figura 62. Configuración de un botón para ejecutar toda la lógica de la experiencia. ............................... 94 Figura 63. Configuración del script para cambiar el puntero y abrir el panel de pregunta. ...................... 101 Figura 64. Scripts del “controlador de escena”....................................................................................... 102 Figura 65. Lógica de los botones de pregunta para la sumatoria de puntos. ........................................... 102 Figura 66. Script del Panel Pausa. .......................................................................................................... 103 Figura 67. Script del Panel de resultado final. ........................................................................................ 103 Figura 68. Configuración de los ajustes del proyecto. ............................................................................. 104 Figura 69. Ajustes de la imagen inicial del ejecutable. ............................................................................ 105 Figura 70. Ventana de creación del ejecutable del proyecto. ................................................................. 105 Figura 71. Flujo de la experiencia virtual. ............................................................................................... 106 Figura 72. Escala de evaluación de la encuesta según calificación Likert. .............................................. 107 Figura 73. Promedio de los resultados según la categoría de experiencia. ............................................ 113 Figura 74. Primer proyecto creado en unity. ......................................................................................... 131 Figura 75. Imágenes del segundo proyecto creado con vehículos y trabajadores. .................................. 132 Figura 76. Imágenes del tercer proyecto creado. ................................................................................... 132 Figura 77. Ventanas de Unity 3D. ........................................................................................................... 133 Figura 78. Ventana del animador. .......................................................................................................... 134
Índice de Tablas
Tabla 1. Comparativa entre las realidades extendidas. ................................................................................... 21 Tabla 2. Variación en los índices de incidencia en los principales sectores económicos .............................. 29 Tabla 3. Resumen de factores involucrados en 100 accidentes ..................................................................... 32 Tabla 4. Principales riesgos asociados a las actividades en construcción. ...................................................... 33 Tabla 5. Puestos de trabajo y oficios estipulados en el Convenio General del Sector de la Construcción. . 40 Tabla 6. Resumen de aplicaciónes de realidad virtual para la formacion en la construccion. ...................... 49 Tabla 7. Guía de la unidad didáctica propuesta. .............................................................................................. 53 Tabla 8. Técnicas de enseñanza y su relación con la propuesta de realidad virtual. ..................................... 60 Tabla 9. Tipos de accidentes y escenarios de peligro para la simulación virtual. ........................................... 63 Tabla 10. Actividades y zonas de peligro simuladas en la experiencia. .......................................................... 64 Tabla 11. Tipos de equipos de protección personal. ....................................................................................... 66 Tabla 12. Elementos de Protección Colectiva obtenidos de la cámara de precios. ....................................... 67 Tabla 13. Ficha descriptiva de la herramienta virtual. .................................................................................... 70 Tabla 14. Características del sistema. ............................................................................................................... 74 Tabla 15. Actividades y Zonas de peligro simuladas con su panel de respuestal. .......................................... 95 Tabla 16. Preguntas del cuestionario adaptado de Olsson ...........................................................................108 Tabla 17. Demografía de los participantes. ....................................................................................................109 Tabla 18. P-valor y decisión para cada problemática, según valoración de frecuencia e importancia. ......110 Tabla 19. Análisis General del nivel de conformidad de cada planteamiento. .............................................111 Tabla 20. Análisis por segregación grupal con el p valor y la decisión de cada planteamiento. .................112
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Glosario/Acrónimos
AIC Arquitectura Ingeniería y Construcción
CAD Computer-Aided Design
BIM Building Information Modeling
CAVE Entorno Virtual Asistido por Computadora
CIMNE Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería
CGSC Convenio General del Sector de la Construccion
EPC Equipos de Protección Colectiva
EPI Equipos de Protección Individual
FCL Fundación Laboral de la Construcción
I+D Investigación y Desarrollo
INE Instituto Nacional de Estadística
INSHT Instituto Nacional de Salud e Higiene en el Trabajo
LOE Ley de Ordenación de la Edificación
LPRL Ley de Prevención de Riesgos Laborales
MEP Mechanical, Electrical & Plumbing
MITRAMISS Ministerio de Trabajo, Migraciones y Seguridad Social
OIT Organización Internacional del Trabajo
OSHA Administración de Seguridad y Salud Ocupacional
PIB Producto Interno Bruto
PRL Prevención de riesgos laborales
RA Realidad Aumentada
RD Real Decreto
RM Realidad Mixta
RV Realidad Virtual
TPC Tarjeta Profesional de la Construcción
UX Experiencia de Usuario
XR Realidad Extendida
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Motivación
Los problemas en formación en prevención de riesgos laborales y la dificultad de
automatizar los procesos, ha llevado a que los índices de accidentabilidad en España del
sector AIC se mantengan en aumento desde el 2013, valores que se presentan también
a nivel mundial. Estudios previos indican que una de las principales causas de estos
índices elevados es la poca capacitación que se da para actividades de peligro como son
las que se realizan en zonas de excavación.
En España, para acreditar la formación adquirida y poder desenvolverse en el campo
laboral se necesita obtener la tarjeta profesional de la construcción, esta tarjeta se
obtiene con un curso formativo mínimo de 8 horas. Generalmente estas clases son poco
didácticas y siguen la metodología de enseñanza tradicional, el uso de recursos como
presentaciones de power point, textos, fotografías, videos, fichas, es común y no ha
mejorado con el tiempo.
Hoy en día, el uso del BIM y la realidad virtual puede ayudar a mejorar este sistema de
enseñanza de riesgos en el sector AIC, integrando mayor dinamismo y practicidad, para
interiorizar mejor los conocimientos.
Pensando en esta problemática y viendo el potencial que la tecnología de realidad virtual
nos ha traído a esta nueva era, propongo crear una herramienta que ayude en la
formación para la prevención de riesgos laborales y cree mayor conciencia en los peligros
que se presentan a la hora de realizar trabajos en la construcción, dándole un especial
enfoque a los relacionados con obras con excavaciones. Una herramienta que permita al
usuario evaluar de forma inmersiva sus conocimientos, introduciéndolo a un entorno
virtual, donde podrá interactuar y mirar en primera persona lo que puede ocasionar el
no estar correctamente preparado para las actividades reales, buscando así reforzar el
aprendizaje de las aulas.
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Capítulo I: Introducción
La industria AIC, es un sector complejo, dinámico y extenso que aporta
considerablemente al PIB de cada país, y brinda oportunidades de empleo para millones
de personas en todo el mundo, sin requerir mano de obra calificada [1]. Sin embargo, las
actividades del sector presentan el mayor índice de siniestralidad lo que representa un
problema que se debe resolver, según la Organización Internacional del Trabajo [2]. Se
conoce también que el personal vinculado a la industria AIC tiene una probabilidad de 3
a 4 veces mayor de sufrir accidentes mortales en relación con otras industrias, esto se
debe las condiciones laborales en las que se desarrollan los trabajos [3].
En los últimos años, buscando mejorar la eficiencia en materia de seguridad de los
trabajadores en las horas, se ha hecho hincapié en proporcionar una adecuada formación
a los trabajadores [4]. Actualmente se están utilizando métodos tradicionales para la
formación en prevención de riesgos, se está enseñando a identificar riesgos, con
conceptos de escritorio mediante fuentes de papel[5]. Estos enfoques de enseñanza no
reflejan el campo real de una obra de construcción y dificultan captar correctamente los
conocimientos que se desean transmitir [6]. Es por esto varios investigadores están
optando por la aplicación de la realidad virtual para la formación de los trabajadores,
creando escenarios inmersivos más realista y enfocado la enseñanza a trabajos
específicos, motivando a los estudiantes a aprender sobre los riesgos que se pueden
presentar en sus zonas de trabajo [7] . Algunos incluso han sugerido que el uso de la
tecnología de realidad virtual puede ser "el futuro de la formación" [8]. Las limitadas y
sencillas herramientas para evaluar sobre los riesgos en la construcción, hacen que en
los altos puntajes que obtienen en estos test, no se vea reflejado el poco conocimiento
que los trabajadores poseen de los riesgos [9].
Es por esto que esta investigación plantea crear una herramienta de realidad virtual para
evaluar los conocimientos de los trabajadores del sector AIC, en la identificación de
riesgos laborales, en un entorno simulado de una obra de construcción muy apegada a la
realidad con zonas de excavaciones.
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1.1 Objetivo General
Desarrollar una herramienta formativa basada en experiencias de realidad virtual para
evaluar los conocimientos en prevención de riesgos laborales en una obra de
construcción con excavaciones para personal relacionado al sector AIC.
1.2 Objetivos Específicos
● Elaborar una unidad didáctica guía para la formación en prevención de riesgos
laborales que incluya actividades didácticas y la inclusión de la herramienta creada
como evaluación virtual.
● Generar un entorno de construcción realista que sea un apoyo para las
capacitaciones prácticas de los trabajadores en prevención de riesgos.
● Crear paquetes en Unity que simulen actividades de riesgos para adaptarlos a
cualquier modelo de realidad virtual.
● Validar la herramienta creada mediante una encuesta de experiencia de usuario
aplicada a personal del sector AIC.
● Enseñar a los trabajadores las actividades de peligro y las zonas de riesgo que
pueden causar accidentes en una obra de construcción con excavaciones con el
uso de una herramienta virtual.
1.3 Metodología de la investigación
La metodología que se utilizara para la investigación de este trabajo está basada en la
propuesta por Peffers [10], quien define un proceso para la investigación en ciencias del
diseño (DSRM). Esta metodología se divide en 5 etapas: (1) Identificación del problema y
motivación, (2) define los objetivos de una solución, (3) diseño y desarrollo, (4)
demostración, y (5) evaluación. La Figura 1. muestra la metodología adaptada a esta
investigación.
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ETAPAS DEL PROCESO ESCENARIO ACTIVIDAD
HERRAMIENTA
(1)Identificación de
problemas observados y motivaciones
Identificar los problemas de la formación tradicional y las nuevas tendencias de enseñanza en la industria.
Analizar particularidades de la industria AEC y sus índices de accidentabilidad.
Analizar la implementación de gamificación y realidad virtual para la formación de los trabajadores en PRL.
(2)Definir objetivos de una potencial
solución
Revisión de Literatura
Analizar las causas de los altos índices de accidentabilidad en la industria AEC, la deficiencia en la
formación de los trabajadores ante los peligros, la influencia
que tienen estos y la implementación de realidad virtual y gamificación para mitigar estos problemas.
Utilizar una herramienta tecnológica de realidad virtual para evaluar la
formación en PRL y reforzar el aprendizaje de las aulas.
(3)Diseño y
Desarrollo
Estadísticas y fichas técnicas.
Definir actividades y zonas de peligro para implementar
Softwares de diseño 3DGeneración del escenario principal y elementos
estáticos.
Plataformas de videojuegos
Implementación de interacciones, gamificación y elementos dinámicos.
Diseño y desarrollo de la propuesta formativa para
evaluar los conocimientos de los trabajadores.
(4)Demostración
Unity 2020SketchUp 2019
Diseño de experiencia aplicada
Ordenadores Testeo de aplicación
Implementación del diseño en plataformas de videojuegos.
(5)Evaluación
Encuestas de evaluación.
Análisis de puntajes obtenidos.
Verificación de Efectividad y funcionalidad del modelo con profesionales de la industria
Aplicación a profesionales del sector y estudiantes mediante
ordenadores o gafas de Realidad Virtual.
Iter
ació
n
Figura 1. Metodología de la investigación. Elaboración: Propia
En una primera etapa, se realizó una revisión de la literatura para conocer los índices de
accidentabilidad en el sector y las posibles causas, junto con la identificación de las
particularidades que presenta el sector AIC. Para identificar estos índices fue necesaria
una busque en los informes de accidentabilidad de España y estadísticas mundiales de
accidentes en la construcción. Además, se investigó la normativa pertinente a la
formación en PRL laborales en el territorio Español y la manera en que se imparte las
capacitaciones en la actualidad, vinculando estas con los índices de accidentabilidad en
el sector. Posteriormente, partiendo de las problemáticas presentes en la formación, se
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para la prevención de riesgos laborales en trabajos con excavación. página 14
procedió a investigar las nuevas tendencias y mejoras en la educación en prevención de
riesgos mediante la implementación de nuevas tecnologías.
En la segunda etapa, se planteó la solución a la problemática determinada mediante la
creación de una herramienta de realidad virtual para evaluar los conocimientos sobre
identificación de riesgos en un escenario de una obra de construcción realista con zonas
de excavaciones, además se creó la guía de una unidad didáctica asociada a la
herramienta virtual para facilitar el uso de los capacitadores a la hora de impartir las
formaciones.
En la etapa tercera, se definió las características de realismo, gamificacion,
autoaprendizaje, de la experiencia virtual para que cumpla con los objetivos formativos
planteados en esta etapa. Considerando estas características se detalló el escenario, y los
elementos que este debe tener para generar inmersión por parte del usuario, se
especificaron las actividades y las zonas de peligro que estarían presentes junto con sus
soluciones para mitigación o eliminación de los riesgos.
En las dos últimas etapas, se procedió a la creación de la experiencia en el programa Unity
2020 siguiendo los parámetros planteados en la etapa 3, para luego evaluar su
funcionalidad y su efectividad, realizando pruebas en PC y encuestas posteriores al uso
de la herramienta, con personas relacionadas al sector AIC. Estos resultados permiten
sacar las conclusiones de la investigación y plantear las futuras líneas de investigación.
Cabe señalar que esta estructura es una simplificación del desarrollo real del trabajo con
el objeto de facilitar su descripción, dado que en la práctica todas las etapas estuvieron
mucho más solapadas entre ellas, con revisión bibliográfica durante todo el proceso y
rediseños de la aplicación durante su implementación, por ejemplo.
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Capítulo II: Estado del Arte
Este capítulo aborda la investigación sobre el sector AIC, las estadísticas de
accidentabilidad en España, la manera actual en la que se da la formación en prevención
de riesgos, las singularidades del sector y las tecnologías que se están usando
actualmente en el mismo.
2.1 Industria de la construcción
El sector de la Arquitectura, Ingeniería y Construcción (Industria AIC), es relevante para
los países, debido a su aporte al producto interno bruto (PIB) de cada uno, creando un
mayor desarrollo económico y social. La industria representa el 10% del PIB mundial y
genera empleos para alrededor del 7% de la población [11]. En España la construcción
representa un valor próximo al 5% del PIB, mientras que en países de Sudamérica como
es el caso de Ecuador, la construcción se ubica en el tercer lugar Figura 2. de sectores que
aportan al PIB Nacional, con un 8,42% siendo superado solo por la minería y el comercio
generando en el país el 6,1% del total de empleos. [12]
Figura 2. Participación de sectores económicos en el PIB de Ecuador en el periodo 2000 – 2018. Fuente: Banco Central del Ecuador[12].
La industria AIC, está a la cola de la digitalización y necesita ganar productividad, a pesar
del avance en maquinaria pesada, tecnología de drones y la visión por computadora, este
sector ha tardado en innovar. Alfredo Díaz-Araque, experto en “PROPTECH”, dice que la
poca sofisticación tecnológica en las obras deriva en retrasos en el trabajo, presupuestos
perdidos y un mayor riesgo de seguridad laboral. y es por ello, por lo que están surgiendo
nuevas empresas tecnológicas para ayudar a resolver estos problemas [13].
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En la industria, se han producido cambios metodológicos y tecnológicos en los últimos
años. La implementación del BIM (Building Information Modeling), ha abierto la puerta a
la inclusión de tecnologías emergentes en el sector, como drones, impresoras 3D, y
tecnología amigable con el medio ambiente. Esto ha llevado a las empresas a tener la
necesidad de formar a sus trabajadores y personal administrativo en su uso [14].
Según la Encuesta de Actividades de I+D que publico el INE correspondiente al año 2018,
el gasto en Investigación y Desarrollo (I+D) en España aumento en un 6,3% respecto al
año anterior. La Figura 3. muestra el desglose de porcentaje empleado en I+D por rama
de actividad dentro del total de la industria. En ella se puede observar que el sector de la
construcción apenas representa un 1,1% del total del gasto de I+D a nivel nacional [15].
Figura 3. Estadísticas sobre actividades I+D. Fuente: Instituto Nacional de Estadística INE [15].
2.1.1 Particularidades del sector AIC
Las industrias automatizadas se caracterizan por generar en masa productos de alta
calidad, con un tiempo de entrega oportuno, con costos razonables de servicio y bajos
índices de falla, mientras que la industria de la construcción, al no ser automatizada, se
caracteriza por todo lo contrario [16]. Las singularidades de la construcción en ocasiones
presentan inconvenientes para aplicar controles de calidad. La Figura 4 muestra las
principales características de esta industria, las que la hacen única y diferente con los
otros sectores económicos.
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Figura 4. Principales características de la industria AIC. Elaboración: Propia. [16]
La mayoría de proyectos tienen la índole de desarrollarse por etapas, es así que las tareas
y operaciones generalmente son de manera secuencial. En pocas ocasiones se puede
trabajar en etapas de manera conjunta, generalmente sigue un sistema metódico en el
que se necesita terminar un proceso para continuar con el siguiente. Esta particularidad
del sector genera una alta presión de trabajo en cada etapa para completarla con rapidez
y dar cabida a la siguiente, por lo que cada una tiene un corto tiempo de entrega [17]. La
falta de tiempo limita las posibilidades de incorporar métodos de planificación, control y
estudio de los problemas que se van presentando durante el desarrollo de las fases de
trabajo [18].
Generalmente, los procesos de trabajo de cada proyecto se realizan al aire libre, bajo
cualquier condición climática que predomine en el lugar donde se emplace la obra. Esto
dificulta la planificación de las fases de trabajo, ya que están sujetas a perturbaciones o
variaciones que puedan presentarse debido a las condiciones meteorológicas [16].
Cada proyecto de construcción tiene características específicas e irreproducibles,
impidiendo así tener una producción en cadena o automatizada como sucede en otras
industrias, dificultando la organización y el control de los trabajos. La fuerza de trabajo
de la industria constructiva es calificada como “nómada”, debido a que los sitios o lugares
donde se realiza la obra no son permanentes, lo que implica mover el personal de un
Industria
AIC
Nómada
Etapas
Flexible
Variado Mano de
Obra
Alto
riesgo
Intemperie
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lugar a otro dependiendo de la etapa de trabajo en la cual se encuentre el proyecto. Esto
ocasiona que la mano de obra de la industria, tenga que adaptarse cada vez al ambiente
en el que se encuentre y generar nuevas capacidades. La reubicación de las cuadrillas,
también se puede producir dentro de una misma faena, pueden tener movilidades de
tipo horizontal, en la construcción de una vía; o de tipo vertical cuando se trate de un
edificio de altura o excavación [17].
Otra característica importante a destacar de esta industria es que es una actividad
productiva que constituye "una de las ramas económicas de más alto riesgo de
accidentabilidad", incluso en algunos años llega a superar a la industria y a la minería. La
mano de obra intensiva y poco cualificada, es uno de los principales motivos de los riesgos
que suceden en el sector y aumentan los índices de accidentes [19]. Normalmente, se
ocupa en ciertos trabajos mano de obra ocasional o se hace subcontratación por lo que
es muy complicado formar a los trabajadores y controlar la calidad del proyecto, creando
un sistema flexible poco preciso en cuanto se habla de presupuesto, diseño, plazos, etc
[20].
2.1.2 Nuevos Paradigmas tecnológicos del sector.
La etapa actual presenta muchos cambios, que algunos han llamado disrupciones,
cambios tecnológicos notables que han provocado importantes modificaciones en
diferentes industrias en todo el mundo, el sector de la construcción es uno de ellos. La
mayoría de estas mejoras tienen su origen en las nuevas tecnologías de información y
telecomunicaciones [21]. El artículo “Software is eating the world”, publicado por Mark
Andressen en el 2011, hizo referencia al cambio que hoy en día vivimos, indicando cómo
las nuevas tecnologías iban a cambiar de forma profunda y acelerada las diferentes
industrias [22].
La industria de la construcción está experimentando un gran desarrollo tecnológico e
innovador, este sector constituye el punto de partida de una extensa cadena de valor
para el crecimiento, el empleo, la competitividad y por lo tanto una estabilidad para la
sociedad. Uno de los mayores retos es que convergemos en una época donde una
generación de ingenieros, arquitectos, contratistas, opta por procedimientos estándares
y convencionales, mientras que nuevas camadas de jóvenes buscan soluciones
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innovadoras que aporten valor agregado [23]. En los últimos años se ha visto la
implementación de diversos avances tecnológicos en la industria AIC, grandes
conglomerados de tecnología cada vez invierten más en buscar soluciones tecnológicas
o adaptar las ya existentes en este sector, las principales tecnologías que se están
incorporando son la metodología BIM, realidad extendida, internet de las cosas,
impresión 3D [24].
2.1.2.1 Metodología BIM
Building Information Modeling (BIM) es una metodología de trabajo colaborativo que
concentra toda la información de un proyecto en un único prototipo virtual susceptible
de ser estudiado a lo largo de su ciclo de vida [25]. Esta metodología está basada en la
creación y gestión de un modelo digital tridimensional (3D) de la construcción,
fundamentado no solamente en la geometría, sino también en la información de la obra,
el cual posibilita la participación de todos los agentes (constructores, arquitectos,
ingenieros, promotores) de manera coordinada para consultar, revisar y editar el modelo
del proyecto [26] .
La gestión de ese modelo digital comprende y es útil durante el ciclo completo de su vida:
su diseño, construcción y su posterior fase de explotación, operaciones o mantenimiento,
llegando incluso a contemplar el posible desmontaje y demolición de la construcción, en
la Figura 5 se muestra las etapas que corresponden a todo el ciclo de vida de un proyecto
de construcción y en las que se ve involucrada la metodología BIM [27].
Figura 5. Ciclo de vida del modelo BIM. Fuente: ADVENSER [28].
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Uno de los principales beneficios de esta metodología es la reducción de los costes y a la
posibilidad de realizar un mayor control de la construcción a lo largo del ciclo completo
del proyecto, siendo además ciertamente significativos los registros documentados en
los ahorros de tiempo. Esta reducción en los costes se da gracias a la reducción en
generación de errores, una mayor eficiencia y precisión en los cálculos, y mejor
comunicación y coordinación entre todos los interesados [29].
Los modelos BIM presentan una gran ventaja frente a las aplicaciones CAD que se han
venido utilizando en los últimos años para el diseño de proyectos, BIM permite imitar un
proceso real de la obra, en donde el propio modelo es el que genera la documentación
pre constructiva, integrando dimensiones como el costo y el tiempo, recogiendo las
modificaciones de obra para que la documentación refleje el estado final y facilite el
mantenimiento posterior, dejando así a un lado el proceso de “lápiz y papel” que ante
cualquier error debían ser modificados y revisados manualmente [30]. La Figura 6
muestra el flujo de trabajo de un modelo BIM versus un modelo CAD, se observa que el
trabajo conjunto los interesados evita realizar la etapa de correcciones y cambios en el
diseño previo a la construcción.
Figura 6. Flujo de trabajo modelo CAD vs modelo BIM [31].
La metodología BIM, requiere de modelos digitales para llevar información relevante en
cada una de las fases del proyecto, la información que estos proporcionen debe ser
necesaria para cumplir con los objetivos que el cliente definió. Estos modelos son
clasificados en diferentes “dimensiones” que están determinadas por el tipo de
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información incorporada a ellos [32]. Estas dimensiones están ampliamente
consensuadas, como es el caso de 4D (tiempo), 5D (coste) o 6D (sostenibilidad y eficiencia
energética); mientras que otras, como el 7D o el 8D, todavía se debate si deben asociarse
a factores como mantenimiento y Seguridad y salud. En nuestro proyecto buscamos
concentrarnos en la dimensión 8D que es la de interés en la prevención de riesgos
laborales. La Figura 7 indica los campos que incluyen en cada una de las dimensiones [27].
Figura 7. Dimensiones del BIM. Fuente: entornobim.org [31].
2.1.2.2 Realidad Extendida
La Realidad Extendida o XR, se refiere a todos los entornos combinados reales y virtuales
y las interacciones hombre-máquina generadas por la tecnología informática y los
dispositivos portátiles dentro de esta se incluyen la Realidad Virtual (VR), la Realidad
Aumentada (AR) y la Realidad Mixta (MR) [33]. La Tabla 1. compara estas 3 realidades en
términos de interactividad, capacidad de mostrar contenidos virtuales y reales.
Tabla 1. Comparativa entre las realidades extendidas [33].
Realidad extendida (XR)
Realidad
Virtual (VR)
Realidad
Aumentada (AR)
Realidad
Mixta (MR)
Contenido Real BAJO ALTO ALTO
Contenido Virtual ALTO BAJO MEDIO
Interactividad BAJO MEDIO ALTO
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Las realidades extendidas proporcionan muchas posibilidades de virtualidad, desde la
aplicación de sencillos sensores hasta crear experiencias inmersivas interactivas. La
inmersión proviene de la industria del cine y significa introducirse por completo en otro
mundo, el usuario se olvida que está en un mundo artificial, y lo vive con los cinco
sentidos dándole la posibilidad de interactuar con el entorno [34].
La realidad virtual mediante el uso de la informática y las interfaces de comportamiento,
genera objetos 3D en un entorno virtual, permitiendo interacciones en tiempo real entre
sí de una forma inmersiva a través de canales sensorio motores [16]. La VR, en las últimas
décadas, ha sido cada vez más utilizada en la industria AIC por su capacidad de crear
entornos virtuales que sumergen al usuario en este mundo, facilitando la comunicación
visual en cualquiera de las etapas del ciclo de vida del proyecto [35].
La experiencia de realidad virtual se la puede experimentar con diferentes dispositivos,
no solo con gafas HMD o con sistemas de proyección de pantalla grande CAVE; los
monitores de computadora o dispositivos móviles también pueden usarse para crear
estas experiencias. A manera general, la Figura 8 muestra una clasificación de los tipos
de dispositivos que podemos utilizar para generar VR, estos pueden ser basados en la
cabeza como un casco o pantalla montada, de tipo estacionario que son los ensamblados
en lugares fijos como monitores o proyectores grandes, y los de tipo mano que son
usualmente los celulares [36].
Figura 8. Clasificación de los dispositivos de VR. Elaboración: Propia [36].
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La realidad aumentada (RA) es una tecnología que permite integrar objetos virtuales en
el mundo real diferenciándose de la realidad virtual (RV) al no aislar al usuario de su
realidad y sumergirlo en un mundo creado completamente por computadora. La RA logra
combinar objetos virtuales y reales en un mismo ambiente, se la ejecuta interactivamente
en tiempo real, alinea los objetos virtuales con los reales, sin duda es una tecnología que
tiene un gran potencial de implementación [37].
La realidad mixta se define como un espectro de realidad que oscila entre la realidad
pura, que es el entorno sin la intervención de la computadora; y la realidad virtual, que
ya se ve afectada por la computadora. Es decir, la creación de un entorno donde se
observa la superposición de objetos virtuales sobre el campo de visión real de una
persona [38]. La RM se ha visto ya involucrada en la industria de la construcción,
facilitando la visualización de los diseños en el sitio, permitiendo su seguimiento y
detección de problemas constructivos [39]. como se muestra en la Figura 9. Su potencial
también ha sido alcanzado como herramienta educativa, demostrando que mejora las
capacidades espaciales entre los estudiantes [40].
Figura 9. Realidad mixta usada en instalaciones MEP[39].
Estas nuevas tecnologías en la actualidad están siendo implementadas en las diferentes
industrias, en algunas está más desarrollado que en otras, por su facilidad de
implementación y captación de los miembros del sector. Para este trabajo se utilizará
principalmente la realidad virtual, porque se ha visto que tiene mucho potencial en el
campo educativo.
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2.1.2.3 Construcción 4.0
La Construcción 4.0 es un concepto nuevo, que ha surgido de la Cuarta Revolución
Industrial, llamada Industria 4.0, y que se ha extendido recientemente en el sector de la
construcción mostrando una ventana de oportunidades para que el sector pueda realizar
la transformación que viene necesitando desde hace años. Está buscando ver la
construcción como una industria manufacturera, ver a las obras como fábricas y los
procesos constructivos como procesos productivos capaces de ser industrializados [41].
La construcción 4.0 podría incrementar en un 5% a 10% su productividad si hace su
transición tecnológica hacia automatización y manejo de datos [42].
La Figura 10 muestra cómo han sido las revoluciones pasadas, hasta llegar a la que hoy
en día conocemos como cuarta revolución, una era que viene caracterizada por una
transformación digital completa, un mayor enfoque y desarrollo en sostenibilidad, el
intenso aumento del empleo por internet y la automatización e interoperabilidad de los
procesos [43].
Figura 10. Procesos de cambio de la Revolución. Elaboración: Propia.
Los puntos de partida de esta revolución de la industria AIC, se los está viendo plasmados
con las tecnologías ya mencionadas. El BIM es una de las principales herramientas que el
sector tiene para poder dar este gran salto hacia la automatización y digitalización total.
1er. Revolución
Segunda mitad del siglo 18
Creación de la máquina de vapor
2da. Revolución
Finales del siglo 19
Nuevas fuentes de energía, electrificación y la división del trabajo
3ra. Revolución
Segunda mitad del siglo 20
Desarrollo de tecnologías de energía renovable y la electrónica
4ta. Revolución
Inteligencia artificial y digitalización
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También el sector tiene herramientas como el Big Data para analizar de forma masiva la
información y datos, el Cloud para almacenar y compartir información en el internet, el
internet de las cosas que permitirá la interconexión de objetos cotidianos a través de la
red para enviar y recibir datos [44]. La Figura 11 muestra como estas herramientas están
siendo implementadas en la construcción 4.0 y que beneficios le está brindado al sector
AIC, para mejorar la seguridad se está buscando robotizar tareas peligrosas, con el big
data se busca predecir accidentes, con el internet de las cosas el objetivo es medir zonas
peligrosas de gases o polvos.
Figura 11. Ideas Sobre construcción 4.0. Fuente: Instituto tecnológico de Aragón. ITAINNOVA [41].
2.2 Seguridad y Salud en la industria
La seguridad y salud en el trabajo en todas las industrias son componentes vitales para
brindar a los empleados un trabajo digno y decente [45]. La seguridad y salud abarca
todas las actividades necesarias para la prevención de riesgos derivados directa o
indirectamente del trabajo, esta busca la eliminación de los factores y las condiciones que
ponen en peligro la salud del trabajador. A nivel internacional, este tema está regulado
por el convenio 155 de la Organización Internacional del Trabajo (OIT). En España, la ley
básica en materia de seguridad y salud laboral es la establecida en la LEY 31/1995, la Ley
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de Prevención de Riesgos Laborales (LPRL), la cual tiene como objetivo regular la
seguridad y salud de los trabajadores, mediante la aplicación de medidas y actividades
que ayuden a prevenir riesgos [46].
La seguridad y la salud es un proceso que involucra a diferentes interesados, a los
trabajadores en el sitio, a gerentes y supervisores, a personas cercanas, etc. Es por esto
que se debe crear una gestión eficaz de las actividades y la correcta supervisión del sitio
para poder mantener condiciones seguras y saludables [47]. Antes de comenzar a
trabajar en cualquier industria es fundamental tener un conocimiento previo sobre los
riesgos que se puedan presentar y los empresarios deben tener armado un plan para
gestionar los riesgos. La falta de control en temas de seguridad y salud, ocasiona año tras
año accidentes en cada una de las industrias, estos sucesos no solamente afectan
económicamente a las empresas, sino que también representan un costo intangible,
imposible de medir en cifras, de sufrimiento humano hacia las familias de los
perjudicados [48].
En España, aunque se ha logrado una mejora sustancial en la seguridad y salud
ocupacional, todavía existen desafíos grandes para seguir reduciendo los valores de
accidentabilidad en todas las industrias. En todos los sectores productivos, se observa un
lento pero constante aumento del índice de incidencia de los accidentes laborales
(accidentes al año por cada cien mil trabajadores), pero la construcción es el que sector
que destaca, presentando la incidencia más alta, con un crecimiento de alrededor el 30%
desde el año 2013 y 2019 [49]. La Figura 12 muestra los datos de la evolución sectorial
entre 2009 y 2019.
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Figura 12. Índices de incidencia de accidentes en los sectores económicos. Fuente: Estadística De Accidentes De Trabajo [50].
La implementación del control de seguridad y salud en las industrias, se ha visto reflejada
en la disminución del número de accidentes mortales por motivos laborales a lo largo de
los años. En el 2019, según datos del Ministerio de Trabajo y Economía Social [50], hubo
un 10,7% menos de fallecidos con relación al año 2018. La Figura 13 muestra la tendencia
del número de fallecidos en accidentes de trabajo en todas las industrias desde el 1988
hasta el 2019.
Figura 13. Número de fallecidos en accidentes de trabajo en todas las industrias hasta el año 2018. Fuente: Ministerio de trabajo y economía social [50].
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La Organización Internacional del Trabajo (OIT), indica que cerca de 2,78 millones de
trabajadores mueren cada año de accidentes del trabajo y enfermedades profesionales
y 374 millones de trabajadores sufren accidentes del trabajo no mortales. Estos
accidentes tienen un coste enorme para la persona, para el empresario y para la
sociedad. Además de las victimas mortales o los trabajadores con lesiones, los accidentes
representan perdidas económicas de alrededor el 4% del PIB mundial. [32]
No podemos olvidar que la prevención de riesgos laborales, no busca la mejora de las
condiciones de trabajo, sino la mejora productiva. No se trata de producir menos o peor
para proteger mejor al trabajador, sino de cómo producir más y mejor disminuyendo de
forma simultánea el impacto sobre sus trabajadores. Cuanto más seguro y saludable sea
el entorno de trabajo, hay menos posibilidad de accidentes y esto reduciría los elevados
índices de incidencia del sector [51]. Técnicamente para cuantificar la siniestralidad
laboral, se utilizan índices de incidencia para valorar los efectos de los accidentes de
trabajo, este indicador relaciona el número de accidentes que se producen en un año por
cada 100 mil trabajadores que potencialmente pueden padecerlos [35].
2.2.1 Índices de accidentabilidad en el sector AIC
El sector AIC es sin duda una de las actividades con mayor índice de siniestralidad
asociada, lo que representa un problema que se debe resolver, según la Organización
Internacional del Trabajo [2], se estima que, de las 350.000 muertes y 313 millones de
accidentes laborales mundiales anualmente, el 30% pertenecen al sector de la
construcción, es decir se produce un accidente mortal en la construcción cada 10
minutos. Se conoce también que el personal vinculado a la industria AIC tiene una
probabilidad de 3 a 4 veces mayor de sufrir accidentes mortales en relación con otras
industrias, esto se debe las condiciones laborales en las que se desarrollan los trabajos
[3].
Los índices de incidencia de lesiones ocupacionales y accidentes laborales en los lugares
de construcción es la más alta en comparación con todas las demás industrias
productivas. En Estados Unidos, la tasa de fatalidad es de 15,6% por cada 100.000
trabajadores de la construcción, ocupando el tercer lugar en índice de fatalidades debajo
de la agricultura y el transporte [52].
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La situación en España es similar, La Tabla 2 muestra, cuáles han sido las variaciones en
el índice de incidencia de accidentes en los principales sectores económicos entre el año
2007 y el 2019, donde se observa como el sector de la construcción presenta una notable
disminución del 31,3%, pero a pesar de esto sigue siendo el que tiene el mayor número
de accidentes [53].
Tabla 2. Variación en los índices de incidencia en los principales sectores económicos [53].
2007 2019 Variación (%)
TOTAL 5.914,3 3.427,6 -42,05
AGRARIO 4.348,7 6.056,7 39,28
CONSTRUCCIÓN 12.393,1 8.505,8 -31,37
INDUSTRIA 9.426,8 5.700,8 -39,53
SERVICIOS 3.874,4 2.554,3 -34,07
2.2.2 Principales causas de accidentes
Los accidentes en la industria de la construcción se dan principalmente por factores
técnicos o factores humanos. Los técnicos son todos los que están relacionados con los
defectos de maquinaria, de equipos de protección, defectos ambientales; y los factores
humanos vienen relacionados a todas las acciones u omisiones humanas [54]. Diversos
estudios sobre la siniestralidad en este sector indican que el 80% de los accidentes tienen
sus causas en errores de organización, planificación y control y que el 20% restante se
debe a errores de ejecución [55].
En España, para facilitar la notificación de los accidentes, el Instituto Nacional de
Seguridad e Higiene [56]definió que son 4 grupos de factores los que los originan, siendo
estos: Factores Materiales, los relacionados a las herramientas y maquinarias que se usan
en el trabajo, Factores Ambientales, afines con el entorno y lugar de trabajo, Factores
Organizativos, los que respecta con la organización y gestión de la empresa, estos
involucran las formaciones, y los Factores Individuales. Para analizar las causas de los
accidentes de forma general, se han definido códigos para cada factor, los mismo que se
detallan en el ANEXO A. Debido a que el factor humano [57]. (factor individual), es el
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principal motivo de la accidentabilidad en el sector la OIT ha definido las causas en este
factor en 4 grupos [54]:
● Actos inseguros: estos accidentes se dan por la negligencia de los trabajadores,
cuando existe un exceso de confianza de los mismo convirtiéndose en el principal
factor de inseguridad.
● Condiciones inseguras: son lugares o actividades que no muestran la correcta
protección para poder realizar cierto trabajo.
● Causas personales: motivos personales que presentan los trabajadores, causando
accidentes laborales.
● Medio ambiente: estas son causas internas al trabajador pero que están
involucradas al ambiente social en el que se desenvuelven diariamente.
En el sector de la construcción los accidentes no suceden siempre por las mismas causas,
esto se debe a las características que tiene este sector en específico, el entorno donde se
debe realizar los trabajos, la diferencia entre cada proyecto y la mano de obra poco
calificada. Frank Bird [58] planteo la teoría de la causalidad, señalando a la falta de control
como la causa principal de los accidentes, el mismo implemento modelo Figura 16, que
busca encontrar el origen del accidente comenzando por el final.
Figura 14. Modelo de causalidad de Bird.
Fuente: Proalt [58]
La Consejería de Empleo, Empresa y Comercio de Andalucía, presentó un informe
realizando la caracterización de los accidentes en obras de construcción. La Figura 15
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muestra una relación de la gravedad de los accidentes con las causas más comunes que
los ocasionan, siendo estos accidentes graves, leves o mortales. Los accidentes leves y
graves que son los más recurrentes en el sector de la construcción, presentan que una
de sus principales causales de ocurrencia se debe a la inadecuada o inexistente formación
sobre riesgos y medidas preventivas [59].
Figura 15. Relación de las causas más comunes con gravedad de los accidentes.
Fuente: Consejería de Empleo, Empresa y Comercio de Andalucía [59].
En Gran Bretaña, se realizó una investigación para analizar los factores que implican que
se den accidentes laborales en la construcción, para lo cual se tomó como muestra 100
construcciones, presentando los resultados que se detallan en la Tabla 3. Los resultados
muestran que uno de los principales factores involucrados en los accidentes en el trabajo
es la gestión de riesgos y la cultura de prevención que tienen los trabajadores con un
94%, demostrando así la falta de formación en temas PRL que existe en el sector [60].
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Tabla 3. Resumen de factores involucrados en 100 accidentes [60].
Categoría Factores involucrados %
Trabajador y equipo
de trabajo
Acciones / comportamiento del trabajador 70
Capacidades de trabajadores (conocimientos / habilidades)
Comunicación
Supervisión inmediata
Salud del trabajador / fatiga
Lugar de trabajo Condiciones del sitio (excluyendo equipos, materiales, clima) 49
Diseño del sitio / espacio
Ambiente de trabajo (iluminación / ruido / calor / frío /
húmedo)
Horario de trabajo
Limpieza interna
Materiales Idoneidad de los materiales 27
Usabilidad de los materiales
Condición de los materiales
Equipo Idoneidad del equipo 56
Usabilidad del equipo
Condición del equipo
Influencias originarias Diseño de obras permanentes. 94
Gestión de proyectos
Procesos de construcción
Cultura de seguridad
Gestión de riesgos
Detrás de cada uno de estos factores hay conocimientos de seguridad inadecuados, lo
que indica una deficiencia en educación y formación. Los entrevistados en la
investigación de Haslam [60] señalaron que la capacitación en seguridad a menudo se
imparte de memoria, por capacitadores con una comprensión deficiente del aprendizaje
y la adquisición de habilidades.
En un estudio realizado por Casanovas [61], se identifican los principales riesgos laborales
asociados a las actividades en la construcción, basándose en fuentes importantes como
guías técnicas, legislación Europea y Española, entrevistas a expertos en el ámbito, etc.,
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definiendo los 29 que se muestran en la Tabla 4, como los principales riesgos de
seguridad y salud en la construcción y sus actividades.
Tabla 4. Principales riesgos asociados a las actividades en construcción [61].
Riesgos
1 Caídas a niveles inferiores
2 Contacto eléctrico directo o indirecto
3 Quemaduras causadas por fuego o explosión por una tubería rota
4 Inhalación de gas
5 Atrapamiento y asfixia posterior debido a un deslizamiento de tierra
6 Proyección de partículas y explosión accidental
7 Enfermedad por descompresión
8 Colisión o atropello por carga en movimiento o su desprendimiento
9 Golpes a las extremidades superiores e inferiores
10 Colisión o atropello por equipo pesado o vehículos pesados
11 Cortes, traumatismos cerrados y otras lesiones por equipos livianos
12 Quemaduras
13 Lesiones debidas al impacto de la caída de objetos y proyectiles
14 Envenenamiento agudo por polvo y toxinas
15 Asfixia o envenenamiento en espacios confinados
16 Ahogamiento
17 Colisión o atropello de vehículos no relacionados con la construcción
18 Accidente de tránsito
19 Riesgo estructural
20 Caídas del mismo nivel
21 Golpe de calor, lesiones relacionadas al frío y quemaduras solares
22 Aumento general de la probabilidad de accidente
23 Lesiones en la espalda
24 Enfermedades articulares y óseas
25 Sordera
26 Enfermedad por descompresión
27 Enfermedades causadas por el asbesto
28 Enfermedades causadas por la radiación ionizante
29 Silicosis
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2.2.3 Cultura de Seguridad
En 1986, luego del accidente nuclear de Chernóbil surgió el concepto de “cultura de
seguridad” [32]. La cultura de seguridad según varios investigadores la definen de
diferentes maneras, Frazier & Roberts [62] dicen que la cultura en seguridad consiste en
los valores, actitudes, creencias, percepciones y conductas de riesgo en lo que respecta
a la seguridad de los empleados. De acuerdo a Koves & Barnes [63] la cultura de seguridad
son creencias de los empleados acerca de la importancia de la seguridad, moldeadas por
la cultura de la organización, que a su vez influye en sus actitudes hacia la misma, como
normas percibidas sobre las conductas seguras y las percepciones de control sobre el
comportamiento de trabajo seguro.
Otra definición más acertada que abarca los criterios de los diferentes investigadores es
que la cultura de seguridad es un conjunto de maneras de hacer y de pensar ampliamente
compartidas por los actores de una organización en todo lo relativo al control de los
principales riesgos de sus actividades [64]. Las maneras de hacer es la parte visible de la
cultura de seguridad, la referente a reglas, procedimientos, normativas, elecciones
técnicas y estructura de la organización; mientras que la otra parte de la cultura de
seguridad, la más difícil de cambiar y de percibir; es la manera de pensar [65].
A pesar de existir una diversidad de conceptos de diferentes autores [62] [63] [65],
existen algunos elementos que son comunes a la mayoría y hacen la cultura de seguridad
tan importante en todas las industrias, estas características son:
Refleja la preocupación de la organización por la seguridad, especialmente en
relación con los sistemas de supervisión y gerencia.
Busca generar un impacto sobre todos los actores de la organización,
favoreciendo ciertos comportamientos de trabajo.
Crea una relación entre los sistemas de reconocimiento y el rendimiento en
seguridad de los riesgos.
La cultura de seguridad gracias a su evaluación y retroalimentación promueve el
aprendizaje a partir de los errores, incidentes y accidentes.
Es relativamente duradera, estable y resistente a los distintos procesos de
cambio.
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Baylis [66]. en 1998, en la conferencia internacional de Berkeley, presentó una lista de
características que debe tener una buena cultura de seguridad. Indica que la buena
cultura de seguridad es capaz de:
Priorizar los riesgos para su tratamiento.
Entender los riesgos que enfrenta.
Identificar diferentes caminos prácticos para tratar los riesgos.
Además, que la buena cultura de seguridad tiene individuos que:
Tienen una actitud consciente y minuciosa hacia los temas de seguridad y salud.
Están alerta frente a los resultados relacionados con la seguridad, conscientes de
su contribución personal a la identificación y al control de los problemas.
Saben que las situaciones inseguras y los actos inseguros traen consigo
consecuencias y acciones graves.
Son capaces de darse cuenta que un cambio genera un potencial impacto en la
seguridad y aprenden de él.
El fin de crear una cultura de seguridad, es el de brindar eficacia a una empresa, éxito en
todo lo relacionado a la seguridad y en controlar los riesgos más importantes vinculados
con la actividad de la empresa, es decir, los accidentes graves y mortales. Por esto es
importante brindar una buena formación al personal de cada empresa, para crear en ellos
una cultura, respetando las normativas y leyes vigentes relacionadas a la seguridad y
salud de cada sector [67]. En la industria de la AIC, al ser uno de los sectores con mayor
índice de accidentabilidad con consecuencias mortales, se ve indispensable la
implementación de una cultura de seguridad que ayude a disminuir estos índices,
aplicándose a todos los actores de la organización [68].
2.3 Formación en PRL en el sector de la construcción
Los accidentes en la construcción, ya sean desde unos accidentes leves que a veces no se
los evidencia en registros, hasta unos accidentes graves y mortales, tienen grandes
repercusiones no sólo en los trabajadores o sus familiares, sino también puede tener
efectos importantes en los proyectos afectando a la productividad o interrumpiendo
procesos [69].
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La formación e información son unas herramientas fundamentales para generar
conocimiento, concienciación y sensibilización en los actores del proyecto para poner
frenar o poner fin a estos accidentes [48]. Es necesario que tanto los empresarios como
los trabajadores reciban una formación adecuada, es verdad que los altos mandos no
están tan expuestos al riesgo como los empleados, pero deberán conocer la Ley en
prevención de riesgos laborales para que la puedan hacer cumplir [70].
Muchas normativas y leyes nacionales e internacionales han venido siendo
implementadas en el sector de la construcción ayudando a generar la cultura de
seguridad que el sector buscaba. A pesar de la aplicación de estas leyes seguían
ocurriendo accidentes mortales en la construcción, demostrando que esta tenía aún
ciertos vacíos que podrían ser mejorados, sobre todo en la parte de formación en PRL [9].
Es por esto que en el 2007 en España, entró en vigor el Convenio General del Sector de
la Construcción (CGSC) buscando como principal objetivo la disminución de los índices de
accidentabilidad, aplicando una formación basada en contenidos más específicos para
cada uno de los oficios y los puestos de trabajo, definiendo los temas que deben ser
abordados en cada uno de los casos [71].
2.3.1 Marco Normativo
Tener definida una legislación es absolutamente esencial en la Prevención de Riesgos
Laborales (PRL), cada país ha creado sus propias normativas que incluyen los requisitos
de formación y de prevención, acorde con la realidad que viven, basadas en
recomendaciones de profesionales de la seguridad y salud en el trabajo. Casi todos los
países de Latinoamérica disponen de una normativa básica para prevención de riesgos
laborales, en Ecuador existe el Decreto Ejecutivo 2393 que fue publicado en 1986 [72]. y
es la normativa principal en temas de PRL que se respalda en el Art. 326 de la Constitución
del Ecuador, abarca todo lo relacionado con la seguridad y salud de los trabajadores y el
mejoramiento del ambiente de trabajo, además de esto se han creado normas
comunitarias andinas, convenios internacionales de la OIT y códigos del trabajo para
regular las formaciones. En Europa las normativas más importantes desde la que los
países miembros han realizado las trasposiciones necesarias es la directiva marco
89/391/CEE [73].
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La formación en PRL en España, desde el punto de vista legislativo ha seguido un camino
claro a lo largo de los años hasta llegar al Convenio General. Hasta el año 1995, existía
gran cantidad de leyes relacionadas a la prevención, pero era necesario desarrollar una
que se enfocara en la protección de la salud de los trabajadores, previniendo los riesgos
derivados de su trabajo, para esto se creó la Ley 31/1995. Esta ley fue creada en
coherencia con el artículo 40.2 de La Constitución Española de 1978, que dice: “los
poderes públicos fomentarán una política que garantice la formación y readaptación
profesionales; velarán por la seguridad e higiene en el trabajo”[74].
La Ley 31/1995 del 8 de noviembre de 1995, establece la inclusión obligatoria de una
formación para los trabajadores en materia de prevención de riesgos laborales, en su
artículo 19.1 dice: “En cumplimiento del deber de protección, el empresario deberá
garantizar que cada trabajador reciba una formación teórica y práctica, suficiente y
adecuada, en materia preventiva. La formación deberá estar centrada específicamente en
el puesto de trabajo o función de cada trabajador, adaptarse a la evolución de los riesgos
y a la aparición de otros nuevos y repetirse periódicamente, si fuera necesario”[46].
Esta Ley logro convertir en obligación aquello que algunos ya llamaban prevención
integrada, buscando la participación de todos los componentes de la empresa para
conseguir que no existan daños para la salud de los trabajadores y se logre su máximo
bienestar en los lugares de trabajo. Los empresarios debían ahora ser conocedores de los
riesgos a los que están sometidos sus trabajadores y saber cómo hacerles frente. Aquí es
dónde la formación toma su papel fundamental en el proceso. Se puede clasificar esta
Ley como un claro ejemplo de que las necesidades estaban detectadas desde hace años
y se conocía uno de los caminos a seguir: la formación [43].
Luego de transcurridos 7 años de la implementación de la Ley, se pudo constatar la
existencia de ciertos problemas que dificultaban su aplicación. Es por esto que se vio la
necesidad de una reforma en el marco normativo, que permita superar los problemas e
insuficiencias que presentaba la Ley [75] . Esta reforma fue la Ley 54/2003, la cual
introdujo un párrafo en el apartado 2 del artículo 19 de la Ley sobre infracciones y
sanciones donde se califica como infracción grave de las empresas: “Permitir el inicio de
la prestación de servicios de los trabajadores puestos a disposición sin tener constancia
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documental de que han recibido las informaciones relativas a los riesgos y poseen la
formación específica necesaria con el puesto de trabajo a desempeñar”. Este párrafo
seguía presentando equivocaciones, no aseguraba que el trabajador tenga la suficiente
formación, si no que establecía que el empresario es el encargado de verificar si son
capaces o no de cumplir con su trabajo [76].
El exceso en las cadenas de subcontratación en este sector llevo a la necesidad de otra
reforma, la Ley 32/2006, buscaba ser la reguladora de la subcontratación en el sector,
indicando que las empresas serán las encargadas de velar por todos los trabajadores que
presten servicios en las obras tengan la formación necesaria y adecuada a su puesto de
trabajo, de manera que conozcan los riesgos y las medidas de prevenirlos, y que su
formación específica este acreditada por una cartilla o un carnet profesional para cada
trabajador para regular la forma de acreditar esta información [77].
En el 2007, se instauro en el sector de la construcción el IV Convenido General, luego de
que, con la experiencia ganada gracias a los anteriores textos convencionales, se exponía
una regulación más homogénea en determinadas materias de prevención habiendo
demostrado efectos beneficiosos y estimulantes en las relaciones laborales del sector
[70]. Este convenio de la construcción buscaba cumplir con lo ya establecido en el
artículo 10 de la Ley 32/2006, reguladora de la subcontratación, donde indica que uno de
los instrumentos básicos para combatir la siniestralidad en la construcción era que los
trabajadores tuvieran la formación necesaria de acuerdo a su puesto de trabajo o función
en materia de prevención de riesgos laborales de forma que conozcan las medidas para
prevenirlos [77] .
El CGSC en su título III, del libro II presenta una amplia serie de artículos que hablan sobre
la formación en PRL, indicando los tipos de formación que pueden recibir los trabajadores
en función de su puesto de trabajo u oficio; así también, en sus anexos estable con detalle
la duración y los contenidos mínimos que deberán ser abordados en cada una de estas
formaciones. En capítulos posteriores hablaremos más a detalle de estos contenidos ya
que forman una parte importante en este trabajo.
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2.3.2 Convenio General del Sector de la Construcción (CGSC)
El CGSC es una de las mejores herramientas que tienen hoy en día los trabajadores en
PRL sobre todo en lo que respecta a su formación. Antes de la implementación del IV
Convenio, ninguna normativa o ley regulaba los contenidos mínimos que los trabajadores
debían poseer para efectuar sus actividades u ocupar los diferentes cargos en el sector
de la construcción [75]. Antes del convenio, la Ley de PRL solo indicaba que el empresario
era el encargado en garantizar que los trabajadores tengan una formación suficiente y
adecuada tanto teórica como práctica en materia de prevención. El artículo 19 de la ley
dejaba abierta a la interpretación del empresario sobre la formación que los trabajadores
tenían o no que recibir, dejando sin un patrón o metodología que funcionase para todos
[78]. Fue por esto necesario la implementación del CGSC, documento que marcó un antes
y un después en el sector de la construcción en temas de formación preventiva [75].
El Convenio, toca los aspectos referentes a la seguridad y salud en su Libro II título III:
información y formación en seguridad y salud, el mismo que se divide en 3 capítulos. El
capítulo I, son las disposiciones generales hablando un poco sobre la Fundación Laboral
de la Construcción (FCL) y normativas vigentes. El capítulo II hace referencia a los puntos
donde la FLC debe desarrollar actividades de información y en el capítulo III, que es el
relacionado con nuestro trabajo, se abordan todos los temas de formación, en describir
cómo funciona, cómo es el sistema propuesto y los temarios que se debe abordar en cada
formación. Para esto divide a la formación en dos ciclos, el primero denominado como
formación inicial que contendrá principios básicos y condiciones generales, y el segundo
ciclo será el encargado de transmitir conocimientos y normas específicas en relación con
el puesto de trabajo o el oficio [70].
2.3.3 Ciclos de Formación
La formación que se indica en el Convenio está divida en 2 ciclos estructurados de una
forma clara y muy organizada. El primer ciclo de formación o formación inicial, es la
acción formativa mínima en materia de prevención de riesgos laborales específica del
sector de la construcción, que tiene como objetivo principal conseguir que los
trabajadores adquieran los conocimientos necesarios para identificar, tanto los riesgos
laborales más frecuentes que se producen en las distintas fases de ejecución de una obra,
como las medidas preventivas a implantar a fin de eliminar o minimizar dichos riesgos
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[71]. Este ciclo se deberá impartir en su totalidad de manera presencial con una duración
de 8 horas, siendo este el requisito mínimo para obtener la Tarjeta Profesional de la
Construcción. El contenido formativo de este ciclo deberá incluir la formación inicial
sobre los riesgos y los principios básicos en materia de prevención, tratando de conseguir
despertar el interés del alumno para iniciar los cursos del segundo ciclo, los temas de esta
etapa de formación se muestran Figura 16.
Figura 16. Índice de contenidos del primer ciclo de formación en PRL Fuente: Elaboración propia [71].
Los contenidos del primer ciclo son la base para la formación de 2do ciclo que deberá
transmitir los conocimientos y normas específicas a los trabajadores en relación con el
puesto de trabajo o con el oficio que vayan a realizar. Los puestos de trabajo y oficios que
aborda el convenio son los incluidos en la Tabla 5.
Tabla 5. Puestos de trabajo y oficios estipulados en el Convenio General del Sector de la Construcción.
Por puesto de trabajo: - Personal directivo de empresa.
- Responsables de obra y técnicos de ejecución.
- Mandos intermedios.
- Delegados de prevención.
- Administrativos.
Por oficio: - Albañilería.
- Trabajos de demolición y rehabilitación.
- Encofrados.
- Ferrallado.
- Revestimiento de yeso.
- Electricidad, montaje y mantenimiento de instalaciones eléctricas.
- Fontanería e instalaciones de climatización.
- Revestimientos exteriores.
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- Pintura.
- Solados y alicatados.
- Operadores de aparatos elevadores.
- Operadores de vehículos y maquinaria de movimiento de tierras.
- Operadores de equipos manuales.
- Trabajos de aislamiento e impermeabilización.
- Montaje de estructuras tubulares.
- Operario de instalaciones temporales de obra y auxiliares.
- Estabilización de explanadas y extendido de firmes.
- Colocación de materiales de cubrición.
- Conservación y explotación de carreteras.
- Ejecución de túneles y sostenimiento de las excavaciones subterráneas.
- Cimentaciones especiales, sondeos y perforaciones.
- Construcción y mantenimiento de vías férreas.
- Trabajos marítimos.
- Trabajos de redes de abastecimiento y saneamiento y pocería.
- Trabajos de montaje de prefabricados de hormigón en obra.
- Operario de taller de materiales.
- Trabajos de soldadura.
- Montador de escayola, placas de yeso laminado y asimilados.
- Mantenimiento de maquinaria y vehículos.
Estas formaciones especificas tienen 20 horas de duración a excepción del personal
directivo de la empresa que son 10 horas y los delegados de prevención que son 20 horas.
Las formaciones por oficios, al tener toda una duración de 20 horas, y para permitir que
los trabajadores reciban una formación polivalente, se han distribuido las unidades
didácticas de enseñanza separando el aprendizaje común de 14 horas y complementando
las 6 horas restantes con la formación específica de cada oficio [79]. La distribución de
estos contenidos se la ve reflejada en la Figura 17.
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Figura 17. Clasificación de los contenidos para formación en PRL. Fuente: elaboración propia [70].
El Convenio busca crear los lineamientos de la formación que el trabajador del sector de
la construcción debería tener, buscando unificar los conocimientos sin importar la
empresa de la cual el trabajador sea participe, en la Figura 18 se resume la duración en
horas que el convenio establece para cada formación.
Figura 18. Esquema de las horas de cada formación del convenio. Fuente: Elaboración propia [79].
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Para acreditar esta formación, el CGSC implanto a nivel nacional, de acuerdo al artículo
10.3 de la Ley 32/2006, un carnet profesional denominado “Tarjeta Profesional de la
Construcción” [77]. Los trabajadores para poder solicitar esta credencial obligatoria en el
sector, deberán haber cursado, al menos, la formación inicial de 8 horas, en la FCL o en
alguna entidad formadora homologa y acreditada para expedir la tarjeta y dar la
formación, esta tarjeta podrá demostrar la formación que han recibido sobre PRL y les
permite trabajar en el sector [79]. La Tarjeta, que tendrá una duración de 5 años, es la
que se muestra en la Figura 19, la misma que se la puede obtener de manera física o en
formato digital.
Figura 19. Tarjeta Profesional de la construcción. Fuente: Fundación Laboral de la Construcción [79].
Para el presente trabajo, se considera a evaluar los conocimientos que el trabajador
recibe al terminar el primer ciclo formativo, ya que este es el conocimiento básico que
todos los miembros del sector de la construcción deberían poseer como mínimo al hablar
sobre la prevención de riesgos laborales.
2.3.4 Fundación Laboral de la Construcción (FCL)
La Fundación Laboral de la Construcción es el principal organismo encargo de brindar las
formaciones necesarias a los trabajadores del sector de la construcción en España,
también son los encargados de homologar otras entidades para que puedan ser entes
capacitadores en seguridad y salud [70] . La FCL cuenta con 61 centros de formación en
todo el territorio nacional y debido a la necesidad existente de brindar aprendizajes
prácticos completos y eficaces en formación de PRL, ha creado 21 centros de prácticas
preventivas como se muestra en la Figura 20. como complemento a la formación teórica
que se imparte [80].
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Figura 20. Centros de prácticas preventivas de la Fundación Laboral de la construcción. Fuente: Fundación Laboral de la construcción [80].
El principal objetivo de estos centros es el de crear una verdadera cultura preventiva,
acercando la formación de las aulas a un entorno de obra real. Estos centros son
estructuras de edificios sin acabar, donde se instalan diferentes medios de protección
colectiva o sistemas auxiliares, para así mostrar a los alumnos los riesgos que pueden
ocurrir en las obras y cómo prevenirlos. Los centros prácticos permiten reforzar el
aprendizaje en trabajos verticales, protecciones individuales, trabajos en altura, riesgo
eléctrico, protecciones colectivas, andamios, oficios y formación específica del convenio
[81] .
La construcción de estos centros implica un gran costo económico y de recursos, es por
eso que solo existen 21 centros en toda España, ubicados en Granada, Jerez de la
Frontera, Málaga, Dos Hermanas, Villanueva de Gállego, Palma de Mallorca, Menorca,
Maliaño, Albacete, Cuenca, Puerto llano, Burgos, Villarreal, Cáceres, Arteixo, Lugo, Vigo,
Logroño, Alhama, Huarte, Tenerife y Badalona [80].
2.3.5 Estrategias de formación
Diferentes son los métodos para impartir las capacitaciones de seguridad y salud en el
sector AIC, es muy común el uso de técnicas pasivas basadas en información como son
las conferencias, o también técnicas basadas en computadora y técnicas centradas en el
trabajador como demostraciones prácticas [82].
Los métodos pasivos son los menos atractivos y son los que comúnmente se utilizan por
su facilidad y practicidad, ya que normalmente incluyen videos, folletos o presentaciones
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digitales. Los métodos medianamente atractivos son aquellos que incorporan un
conocimiento de los resultados, como pueden ser, intervenciones de grupos pequeños
que proporcionan retroalimentación de sus errores. Los métodos más atractivos de
capacitación en seguridad y salud se centran en la adquisición del conocimiento mediante
el comportamiento, es decir, con la práctica o seguimiento de un modelo, y mediante
una retroalimentación que permita modificar el comportamiento y corregir errores,
buscando así la participación activa del alumno [83].
Una investigación realizada por Michael J. Burke [84] sobre la efectividad de los métodos
de capacitación de seguridad y salud a los trabajadores concluye que un método de
enseñanza más atractivo, genera una mayor adquisición de conocimientos y reduce
resultados negativos, siendo casi 3 veces más efectivos que los métodos pasivos. Es por
esto que se busca implementar estrategias más efectivas para la formación de los
trabajadores basadas en métodos que permiten la participación directa de los alumnos y
en los que se puedan implementar las últimas tecnologías del sector [85].
2.3.6 Eficacia y Eficiencia de la Formación.
La formación es un pilar básico en la política preventiva, con un objetivo claro de
garantizar que los trabajadores tengan las habilidades y los conocimientos necesarios
para protegerse de los riesgos presentes en el desempeño de las actividades laborales y
los puestos de trabajo, buscando no solo que conozcan lo que tienen que hacer y por
qué, sino que aprendan bien cómo hacerlo [86].
La Encuesta Nacional de Condiciones de Trabajo del año 2011, indico que en el sector de
la construcción un 70% de los encuestados afirma haber recibido formación sobre los
riesgos para la salud en los dos últimos años [49], demostrando que existe un interés por
parte de las empresas del sector por impartir acciones formativas de prevención, pero no
se puede constatar si estas formaciones cumplen con los objetivos de transmitir
conocimientos, por lo que se desconoce su eficacia.
Los métodos y técnicas tradicionales de las formaciones son unidireccionales, donde el
formador habla y el alumno escucha, lo que claramente demuestra un aprendizaje pasivo
con poca eficiencia y bajo impacto [83]. Es por esto que se hace necesario mejorar la
calidad de los procesos de enseñanza, dándoles mayor practicidad, despertando y
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potenciando en los trabajadores la motivación, el interés y el compromiso por aprender
para que adquieran ciertas competencias necesarias para el sector[87].
Las competencias tienen un reflejo practico aplicable al trabajo y derivan de una
observación subjetiva, resultando difícil adquirirlas con un curso de la forma
tradicional[88], es por esto que mediante el uso de las nuevas tecnologías como la
realidad virtual podemos crear una formación eficiente capaz de generar competencias
en distintas áreas simulando escenarios inmersivos de capacitación práctica o con el uso
de la gamificación[89].
2.4 La realidad virtual aplicada a la formación en PRL.
Se puede ver que la situación de la seguridad y salud en la construcción es un problema
mayoritariamente estructural y cultural. Se ve que falta formación en los trabajadores de
la construcción, es decir, no tienen interiorizada la cultura preventiva [90]. Una buena
formación es fundamental para el desarrollo y éxito de la empresa, además de que una
buena formación reduce de forma drástica los costes operativos y disminuye la
posibilidad de ocurrencia de accidentes [91].
La Realidad Virtual se ha convertido en la herramienta tecnológica perfecta para
homogeneizar y dar una formación de calidad independientemente del número de
personas y del lugar en el que se encuentre cada uno [92]. la misma está siendo utilizada
en diferentes campos como son la aviación, la medicina, el marketing, el turismo, y por
su puesto en la construcción. La realidad virtual ha tenido un impresionante aumento de
usuarios de casi el 3% solo en los años del 2015 al 2018 según datos de Statista,
demostrando la importancia que ha venido adquiriendo esta herramienta. Muchos
estudios en la industria AIC ya han demostrado el potencial de las tecnologías VR para
seguridad en la construcción[93] [94], formación y educación [95][96][97].
Al hablar de Realidad Virtual automáticamente pensamos en el mundo de los
videojuegos, y pues es precisamente que gracias a esto se ha visto la forma de adaptación
de estos en el mundo de la formación desarrollando así una nueva manera de aprendizaje
conocido como Serious Games, cambiando la formación tradicional existente y abriendo
los ojos a un sinnúmero de nuevas oportunidades que cambian el rol de aprender [98].
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En un estudio realizado por John Dickinson [99] el cual consistía en la elaboración de un
juego serio centrado en enseñar sobre temas de seguridad y salud a los trabajadores en
la construcción de zanjas Figura 21, se pudo demostrar que los juegos serios ofrecían un
medio atractivo e innovador para brindar capacitaciones a los estudiantes y que se sentía
más cómodos con el aprendizaje virtual.
Figura 21. Serious game para seguridad en Zanjas [99].
Perlman [7] realizo un estudio para explorar el nivel de percepción de los riesgos que
tienen los gerentes de seguridad, estudiantes de ingeniería civil y superintendentes en
construcción, identificando los peligros de un proyecto de construcción típico,
dividiendo a la muestra en 2 grupos, el uno debía identificar los riesgos en fotografías y
documentos y el otro usando una Cueva de realidad virtual Figura 22. Los resultados
mostraron que la mayoría de los sujetos lograron identificar más peligros correctamente
en el entorno virtual y se asignó mayor peso al componente de gravedad de cada riesgo
en comparación con los valores en fotografías.
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Figura 22. (a) Sujeto usando la cueva de realidad virtual. (b) Sitio de construcción virtual [7].
Liang [100] en el 2019, vio que los métodos tradicionales (videos o manuales) de
capacitación en seguridad de los peligros relacionados con rocas en minas subterráneas
eran ineficientes y brindaban una experiencia de capacitación deficiente. Por lo cual,
diseño y desarrollo un juego serio basado en tecnología de realidad virtual que permita
una capacitación interactiva en seguridad en minas, usando el motor de videojuegos
Unity3D Figura 23. Los resultados mostraron que el SG es más eficiente que el uso de
videos instructivos, demostrando así que la realidad virtual tiene el potencial de cambiar
la situación de seguridad y evaluar mejor el nivel de conciencia en el futuro.
Figura 23. Capacitación en seguridad para minas con realidad virtual [100].
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Tabla 6. Resumen de aplicaciónes de realidad virtual para la formacion en la construccion.
Autor Propósito Resultado
Zhao y col. [101] (2010)
Desarrolló un sistema de capacitación en seguridad basado en VR para
mejorar la conciencia de los trabajadores sobre los peligros eléctricos y el
conocimiento de la intervención.
El sistema ayuda eficazmente a los usuarios a ensayar tareas de
riesgo eléctrico, ofrece una forma activa de entrenamiento,
desarrollando habilidades cognitivas que mejoran la comprensión
Guo [102] (2012) Uso de tecnologías de juego para mejorar la seguridad de las operaciones
de la planta de construcción.
Se crea una plataforma de capacitación que ayuda a mejorar el
proceso y desempeño en seguridad durante la operación de una
planta de construcción.
Teizer y col. [103] (2013) Propuso una técnica de seguimiento de ubicación en tiempo real y un
entorno virtual en 3D para mejorar la seguridad y la productividad de los
trabajadores del hierro.
Los resultados revelaron que este sistema puede ayudar a los
trabajadores a identificar problemas de seguridad de los que tal vez
no tengan conocimiento en su entorno de trabajo.
Ojados [104] (2017) Desarrollo y evaluación de un simulador de conducción de tractor con
realidad virtual inmersiva para entrenamiento para evitar riesgos laborales.
Aumento en la percepción del riesgo de los trabajadores y
disminución en los errores de implementación.
Shi y col. [94](2019) Desarrollar un análisis de la afectación del comportamiento de los
trabajadores en el aprendizaje asociado a riesgos de caídas con el uso de la
realidad virtual.
Este estudio demostró la efectividad del uso de la realidad virtual
en estudios de seguridad y como el aprendizaje social converge en
los comportamientos de seguridad en la construcción.
Shiva [105] (2020) Investigación del proceso de capacitación en seguridad de los rescatistas de
minas con realidad virtual inmersiva.
El entrenamiento de realidad virtual inmersiva tiene un impacto
positivo en el aprendizaje, pero no reemplaza la necesidad de
capacitadores capacitados.
Eiris y Gheisari
[106](2020)
Comparar la capacitación entre un panorama de 360 grados y técnicas de
realidad virtual.
Las panorámicas de 360 grados generan mayor realismo que la
realidad virtual, pero presentan mayores dificultades para
identificar los peligros.
Joshi y Hamilton[107]
(2021)
Desarrollar un módulo de realidad virtual para la formación en seguridad en
la industria del hormigón pretensado/prefabricado.
La capacitación en realidad virtual es más comprometida y proporciona una mejor comprensión de los protocolos de seguridad de la vida real de la planta de hormigón prefabricado / pretensado.
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Capítulo III: Unidad Didáctica
En este capítulo se plantea el diseño y desarrollo de una unidad didáctica para
capacitaciones en prevención de riesgos laborales. Esta unidad trata de definir un modelo
de seguimiento para poder dar las capacitaciones mínimas de formación, acorde a las
requeridas por el Convenio General de la construcción, cumpliendo con los objetivos
planteados en el mismo y buscando inculcar una cultura preventiva sobre los riesgos
laborales y como evitarlos. Esta unidad didáctica estará acompañada de metodologías,
recursos, tecnologías, y nuevas opciones de educación para generar destrezas y
habilidades en los trabajadores en un entorno virtual de una obra típica de construcción
con excavaciones.
3.1 Justificación
Adquirir conocimientos y habilidades es un proceso complejo de enseñanza y
aprendizaje, es por eso que en educación se utiliza unidades didácticas, las mismas que
ayudan a estructurar y aplicar el conocimiento de forma metódica [108].
En el sector de la construcción, existe la necesidad de crear herramientas didácticas que
integren la educación tradicional que reciben los trabajadores en materia de prevención,
con las nuevas tecnologías que se utilizan en otros sectores productivos. Tecnologías que
han demostrado ser muy útiles en campos como los de la medicina, la minería, etc
[109][110]. Además de ser un avance, son herramientas poco exploradas hasta el
momento en el campo de la prevención de riesgos laborales en la construcción.
Actualmente no existe unidades didácticas que indique la forma en la que se debería
impartir los conocimientos a los trabajadores en la formación básica en prevención de
riesgos laborales, las existentes están dirigidas a estudiantes de primaria o de secundaria
haciendo enfoque al entorno general de la vida cotidiana y no específicamente al sector
de la construcción [83][84]. Ciertos centros de capacitación superior hacen uso de
unidades didácticas para abordar sus temarios, pero solo para los técnicos
prevencionistas que reciben formaciones superiores a las 200 horas [113].
Por ello, esta unidad didáctica se inicia integrando la educación que reciben los
trabajadores al realizar el primer ciclo de formación en prevención de riesgos laborales;
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inculcando la prevención, la salud e higiene como una serie de valores, e introduciendo
la identificación y control del riesgo como un hábito de conducta seguro.
3.2 Definición
La unidad didáctica es un método de planificación de un proceso de enseñanza y
aprendizaje, ajustadas a temáticas concretas para enseñar a los alumnos incluyendo la
metodología, actividades, recursos a utilizar, objetivos y métodos de evaluación [114].
Para programar una unidad didáctica se debe tener en cuenta una serie de elementos
que ayudaran para que la unidad didáctica sea eficaz, se debe considerar la edad del
alumnado, el nivel de conocimientos previos, los recursos disponibles [115].
Con la elaboración de esta unidad didáctica, se persigue inculcar una concienciación
sobre la importancia de la seguridad y la prevención de riesgos, creando actitudes que
contribuyan a adoptar hábitos seguros para todos los integrantes directos e indirectos de
los proyectos constructivos. Mediante diversos juegos, actividades y, en definitiva, una
formación adecuada en esta temática, enseñando a los alumnos a identificar los riesgos
y a adoptar las medidas necesarias que eviten accidentes.
3.3 Contenidos
Los contenidos, considerados serán el instrumento que delimitan el área sobre la que se
va a trabajar con la unidad didáctica. Estos contenidos son los que se indican como acción
formativa mínima en materia de prevención de riesgos laborales en el artículo 138 del
sexto convenio del sector de la construcción valido del 2017 a 2021.
El primer ciclo de formación, está destinado exclusivamente a los trabajadores que
presten sus servicios en las obras de construcción, cuyo objetivo principal es conseguir
que los trabajadores adquieran los conocimientos necesarios para identificar, tanto los
riesgos laborales más frecuentes que se producen en las distintas fases de ejecución de
una obra, como las medidas preventivas a implantar a fin de eliminar o minimizar dichos
riesgos.
El primer ciclo de formación o formación inicial se impartirá, en su totalidad, en la
modalidad presencial y tendrá una duración de 8 horas lectivas, en las cuales se tratarán
los siguientes contenidos esquematizados de la siguiente manera [70].
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A. Conceptos básicos sobre seguridad y salud.
- El trabajo y la salud. Los riesgos profesionales. Factores de riesgo.
- Marco normativo básico en prevención de riesgos laborales. Deberes y
obligaciones básicas en esta materia.
B. Técnicas preventivas elementales sobre riesgos genéricos.
- Caídas a distinto nivel, manipulación de cargas, medios de protección
colectiva, equipos de protección individual, etc.
- Medios auxiliares (andamios colgados, modulares, borriquetas, etc.).
- Equipos de trabajo (aparatos elevadores, pequeña maquinaria, etc.).
- Señalización.
- Simbología de los productos y materiales utilizados en las obras de
construcción.
C. Primeros auxilios y medidas de emergencia.
- Procedimientos generales.
- Plan de actuación.
D. Derechos y obligaciones.
- Participación, información, consulta y propuestas.
3.4 Metodología
La metodología que se utilizará en esta unidad didáctica será del tipo procedimental, en
donde se ha pensado que la acción es la principal fuente de aprendizaje, partiendo de la
idea de que el trabajador aprenderá haciendo (jugando, reflexionando,
investigando)[108]. El profesor emitirá un estímulo y el trabajador deberá ser el
encargado de responder de modo apropiado, el será el protagonista del proceso de
enseñanza-aprendizaje, permitiéndole que tome decisiones durante, después y, en
ocasiones, antes de la actividad.
3.5 Guía de la Unidad Didáctica Propuesta
En la Tabla 7 se presenta una unidad didáctica que pueda ser adaptada al uso de la
realidad virtual que buscamos crear, el fin de la unidad didáctica es dar las pautas a los
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formadores de cual es proceso que se podría seguir para capacitar a los trabajadores y
que punto de la enseñanza se puede hacer uso de nuestra herramienta de experiencia
de realidad virtual. Esta guía está diseñada para obras de construcción con excavaciones,
enfocada al inciso B de los contenidos estipulados en el convenio, que trata sobre las
técnicas preventivas elementales sobre riesgos genéricos, dejando por fuera los
contenidos relacionados a marco normativo, derechos y obligaciones y primeros auxilios.
Tabla 7. Guía de la unidad didáctica propuesta.
Unidad Didáctica 1
Titulo Factores de riesgo y protecciones en trabajos con excavación.
Concepto / Tema Caídas, golpes, atrapamientos, manipulación de cargas, protecciones
individuales y colectivas.
Nivel / Tiempo Formación básica en prevención
Metas - Identificar los principales factores de riesgos que podemos encontrar en los trabajos de excavación y reconocerlos asociándolos a sus protecciones individuales y colectivas.
- Adoptar medidas adecuadas de prevención y protección frente a los diferentes riesgos.
- Valorar la importancia del conocimiento de los riesgos y cómo prevenirlos para evitar los daños en la salud.
- Observar las diferentes condiciones peligrosas que pueden causar accidentes en las zonas de excavación.
Objetivos específicos
Habilidades de
contenido
Caídas, golpes, atrapamientos - Identificar las zonas de peligro y motivos causantes de riesgos. - Comprender los daños que pueden provocar en la salud. - Definir las soluciones para diferentes riesgos.
Protecciones individuales y colectivas
- Valorar la importancia de las protecciones para evitar riesgos. - Conocer las principales protecciones y la forma de usarlas - Identificar los diferentes tipos de protección.
Habilidades
cognitivas
- Comprender como mitigar los riesgos - Percepción de las zonas peligrosas - Memorizar soluciones a problemas de manera visual - Atender a su entorno para precautelar su propia vida - Asimilar información en relación con los riesgos y las
protecciones para actuar en el futuro. Habilidades
transversales
- Evaluación de sus propios errores con una retroalimentación - Dominar habilidades y destrezas para actuar de forma
autónoma. - Manejo de nuevas herramientas tecnológicas para el
aprendizaje de contenidos en materia de prevención.
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Pre-requisitos Primer ciclo de formación en prevención de riesgos laborales en el
sector de la construcción.
Actividades de
aprendizaje
Realidad virtual, reuniones grupales, texto, videos, fichas técnicas.
Paso a paso
Procedimientos
- Cada alumno recibirá las indicaciones necesarias para poder utilizar la experiencia virtual, y los mandos necesarios para moverse en el entorno.
- Luego realizará la experiencia siguiendo las instrucciones indicadas en el mismo, en la que deberá definir si cada situación presentada representa un riesgo o no.
- En el entorno además de las actividades de riesgo deberá poner especial cuidado en circular por las zonas seguras para no perder su vida.
- Cada interacción tendrá su reacción y su feedback para conocer si la opción fue la correcta.
Recursos y materiales Computadores y simulaciones de RV
Método de
Evaluación
Se procederá a una evaluar con test de opción múltiple de 10
preguntas y luego para reforzar los conocimientos se utilizará la
herramienta de evaluación virtual donde será valorado el puntaje
correcto obtenido y el tiempo que se demoró con la realización del
recorrido virtual.
Actividades previas Actividad 1: aprendizaje previo
Duración: 8 horas
Cada trabajador debe seguir el primer ciclo de formación en
prevención de riesgos laborales en el sector de la construcción, que
enseña los principios fundamentales sobre seguridad y salud.
Actividad 2: Detección de conocimientos previos y motivación.
Duración: 2 horas
Exposición y explicación de un PowerPoint donde se desarrollan los
distintos contenidos conceptuales de factores de riesgo y
protecciones. Para recordar a los trabajadores algunos de los
conocimientos adquiridos con anterioridad.
Actividad 3: Detección de conocimientos previos y motivación.
El trabajador observará una lámina donde deberá determinar
diferentes factores de riesgo, zonas inseguras y explicar por qué cada
uno presenta un peligro para su salud.
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Actividades de
desarrollo
Actividad 1. Lectura y comprensión de un texto informativo.
El tutor comentara la necesidad que tienen los trabajadores de usar
equipos de protección individual y de la implementación de las
protecciones colectivas para evitar o disminuir los riesgos laborales.
Nombrará los diferentes equipos que se utilizan en diferentes
actividades y explicará sus funciones. Luego se entregará un
documento explicando más a fondo cada uno de los equipos de
protección personal y colectiva, el trabajador dará lectura de los
mismos. A continuación, analizara en diferentes fotografías en las
que no se cumplan con estas protecciones.
Actividad 2. Factores de riesgo.
Se presentan diferentes imágenes pertenecientes a factores de
riesgo en las que el trabajador deberá asociar cada una a su
respectiva protección, la que nos ayudará a prevenir o mitigar el
riesgo expuesto en la misma.
Actividad 3. Análisis de fichas técnicas.
El trabajador deberá observar y analizar diferentes fichas técnicas de
accidentes pasados en obras de excavación, para entender de mejor
manera los peligros que corre. Luego presentara los motivos y las
posibles soluciones que se podían implementar para evitar dichos
accidentes.
Actividad 4: videos educativos
Se presentará al trabajador videos de accidentes en trabajos de
excavación, y deberá identificar qué actividades y actitudes no deben
tener en una excavación para evitar este tipo de accidentes. También
se proyectarán videos sobre condiciones óptimas de trabajos y los
principales criterios y protecciones que deben existir en las
excavaciones.
El trabajador deberá crear un cuadro comparativo sobre las acciones
correctas e incorrectas de cada uno de los videos.
Actividades
posteriores
Actividad 4: Entorno virtual.
Duración: 10 minutos
Con el uso de la computadora o las gafas de realidad virtual se realiza
una actividad virtual simulando una obra con zonas de excavaciones,
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donde cada alumno deberá identificar las actividades y las zonas
causantes del riesgo.
Actividad 5: entorno real
Tras haber adquirido cierta experiencia en el escenario virtual se
plante la propuesta de pasar a un escenario real, puede ser una obra
de construcción pequeña. El objetivo es realizar la identificación de
las zonas peligrosas y los factores de riesgo.
Esta propuesta busca implementar la Realidad Virtual como parte de una de las
actividades posteriores a la enseñanza del aula, buscando reemplazar al método de
evaluación que es muy común conocido como “cazador de riesgos”. Este consiste en que
el trabajador debe identificar todos los posibles riesgos en un sitio de construcción en
papel muy alejado de la realidad como se observa en la Figura 24. En el ANEXO B. se
muestra otras formas de evaluación comúnmente usadas para validar el aprendizaje.
Figura 24. Imagen de un “cazador de riesgos” utilizado para la evaluación en prevención de riesgos [116].
La propuesta de esta unidad didáctica con realidad virtual, busca brindar a los formadores
y a los trabajadores una mejor manera de evaluar los conocimientos en prevención de
riesgos laborales, adentrándolos en un escenario realista en donde ellos puedan
identificar los riesgos en primera persona y al mismo tiempo reciban un refuerzo de
autoaprendizaje de la manera en que se puede mitigar o eliminar cada uno de los riesgos.
En el siguiente capítulo se plantea el diseño de la herramienta virtual de un escenario de
construcción con excavaciones, para identificar en este riesgo genéricos evaluando así el
conocimiento que se posee sobre PRL.
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Capítulo IV: Diseño de la propuesta
Este capítulo muestra el diseño de una herramienta formativa en realidad virtual para la
prevención de riesgos laborales, en un ambiente virtual de una obra de construcción con
excavaciones. Se definirá el escenario, las situaciones o conjunto de acciones a simular,
los criterios para el diseño, la lógica de la experiencia y la forma de evaluación de la
herramienta.
4.1 Justificación
Una encuesta realizada por Sánchez-Herrera en el 2016 [117] tenía como objetivo
conocer la efectividad de los medios, metodologías y herramientas que los trabajadores
y las empresas tenían a disposición en materia de PRL. Los resultados de la encuesta
realizada a una muestra de 1001 técnicos pusieron en manifiesto que se requiere una
mayor actividad formativa, implementando formaciones más prácticas y específicas. El
67,7% de la muestra cree que se debe cambiar las formaciones actuales y que las
programaciones de formación deben ser más sencillas y usar medios didácticos más
apropiados.
El VI Convenio General del Sector de la Construcción vigente en España hasta el 2021, no
presento mayores cambios en el tema de formación en prevención de riesgos con
relación al convenio anterior que era vigente hasta el 2017. En temas de formación se
mantuvieron expresando solamente los contenidos y la duración que debe tener cada
formación con relación a su puesto de trabajo o a su oficio, no considerando la manera
en que se deben impartir las capacitaciones, y sin indicar cuál debería ser la manera de
evaluar estos conocimientos.
En España, el encargado de realizar las formaciones en PRL es la Fundación Laboral de la
Construcción (FLC),o las entidades o empresas que la FLC homologue [118].
Generalmente, la manera de enseñanza que se aplica en las formaciones es siguiendo el
método tradicional, usando recursos educativos como presentaciones PPT, documentos,
fichas informativas, videos, imágenes, actividades dinámicas dentro del aula.
La FCL al ver la necesidad de formar y evaluar a los trabajadores de manera práctica en
temas de prevención, creo los centros prácticos preventivos, que son obras a tamaño real
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de edificios sin terminar, con las protecciones colectivas necesarias para enseñar. Existen
solamente 21 centros en todo el territorio español, y es aquí donde se ha visto a la
realidad virtual como una potencial solución, simulando un escenario como los reales.
El crear un escenario virtual para cada proyecto de construcción resultaría muy costoso
y tomaría mucho tiempo. Es por eso que, para este proyecto, se considera un sitio de
construcción que tiene un área de excavación a cielo abierto y otra de cimentaciones,
zonas que son muy comunes en la mayoría de los proyectos del sector AIC, ya sea para
realizar parqueaderos subterráneos, zanjas, instalaciones, etc. La otra área de la
simulación es un edificio en etapa de construcción sin acabados, con protecciones
colectivas, señaléticas, trabajadores realizando actividades, etc. Este edificio debe ser una
representación de los centros prácticos de formación que tiene la FCL en el territorio
español. Para generar un mayor realismo la obra de construcción está emplazada en una
ciudad con edificios de gran altura, casas residenciales, vehículos particulares, maquinaria
y montañas generando así un mejor entorno visual sin alejarse demasiado de la realidad.
Dada la necesidad de una formación práctica y un método de identificación de riesgos
más apegado a la realidad de las obras, se propone la incorporación de la RV en la
formación de seguridad en la construcción [119]. La realidad virtual en el proceso de
formación permite evaluar las capacidades de los trabajadores en reconocer las
actividades y las zonas de peligro en un escenario que se verá en la realidad de la obra,
permitiéndoles recordar con más facilidad lo aprendido y mejorando de esa manera la
cultura de prevención para así ayudar a disminuir los accidentes en el sector de la
construcción [120].
4.2 Objetivos Formativos
Los objetivos que se plantea que el usuario adquiera con el uso de esta herramienta para
prevención de riesgos laborales son:
Identificar las zonas y las actividades de peligro que pueden causar accidentes en
las obras de construcción.
Aprender la manera mitigar o eliminar los riesgos de manera textual y grafica para
reforzar los conocimientos que se adquieren las aulas.
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Incentivar a ser entes de control de los riesgos en el trabajo, para prevenir
accidentes propios y de sus compañeros.
Observar como un entorno virtual realista puede generar una inmersión muy
próxima a la realidad de las obras de construcción.
4.3 Criterios de Diseño
4.3.1 Realismo
Para generar esa sensación de inmersión por parte del usuario, es necesario crear
escenarios realistas, determinando las texturas, los materiales y los tamaños correctos
de los objetos dentro de la obra de construcción y los pertenecientes al entorno. Esto se
logra colocando a los objetos mallas poligonales, definiendo la posición correcta de cada
elemento y límites de colisión que simulan las propiedades físicas.
Los objetos son importantes para brindar el realismo necesario, por lo que se debe
colocar objetos típicos de una obra de construcción como maquinaria, herramientas,
iluminación y personajes que simulen a los trabajadores de la obra.
4.3.2 Autoaprendizaje
La tecnología de realidad virtual es una poderosa herramienta para la enseñanza,
fundamentalmente por su capacidad de proveer entornos inmersivos, multisensoriales y
creíbles. Para satisfacer los objetivos de aprendizaje planteados, se debe definir el tipo
de aplicación en realidad virtual, y en este caso es, del tipo “exploración y tutorial”, ya
que el jugador puede descubrir libremente el entorno virtual y a su vez se le plantean
preguntas para medir sus conocimientos. Angélica De Antonio [121] en su estudio
“cuando y como usar las realidades virtuales en la enseñanza” nos dice como las
diferentes técnicas de enseñanza y los estilos de aprendizaje se adaptan a la realidad
virtual. Basados en este estudio escogemos las técnicas para nuestro proyecto que son
las que se muestran en la Tabla 8.
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Tabla 8. Técnicas de enseñanza y su relación con la propuesta de realidad virtual.
Técnica de enseñanza Descripción Propuesta de Realidad virtual
Modificación de la
conducta
Se premia a los estudiantes cuando
realiza acciones favorables reforzando
su conocimiento positivamente o se
penaliza cuando se realizan errores.
El trabajador ganara puntos por
cada riesgo que identifique
correctamente, mejorando así su
puntuación final.
Experimentación La aplicación práctica de la teoría
mediante la observación, la
investigación y la experimentación.
El usuario tendrá la posibilidad de
recorrer todo el escenario virtual y
experimentar con los objetos.
Retroactiva Los estudiantes aprenden de sus
errores en forma implícita.
Cada error y cada acierto realizado
mostrara un resultado para generar
un autoaprendizaje.
4.3.3 No linealidad e interactividad
Se busca diseñar una herramienta virtual que sea interactiva y que logre capturar la
atención del usuario, mostrando su capacidad para tomar decisiones. Cada decisión que
tome tendrá una consecuencia que ayude a reforzar su proceso de aprendizaje. Para
evitar la linealidad de la experiencia se debe incluir herramientas de gamificación que
permitan tener diferentes finales dependiendo de las decisiones tomadas por el usuario.
También, se debe crea un modelo en el que se pueda caminar libremente, sin seguir
ninguna ruta predefinida para evitar la linealidad.
4.3.4 Gamificación
Las herramientas de gamificación ayudan a que la simulación virtual tenga un nivel de
desafío y se logre mantener la motivación del usuario sin que se vuelva aburrida. Estas
herramientas dotaran de entretenimiento y diversión a la experiencia. En este proyecto
se incluirá: un sistema de recompensas con puntos, botones para generar interacción y
reactividad al presionarlos, y un temporizador para mantener al usuario activo.
4.3.5 Grado de orientación
Los usuarios tendrán un panel de instrucciones y comandos para que puedan conocer lo
que tienen que hacer y como lo tienen que hacer. Un personaje estará al inicio de la
experiencia para dar la bienvenida al usuario e indicarle el punto de partida de la
simulación. Para orientar al usuario es necesario colocar un elemento que sirva de guía
para indicar a donde debe dirigirse a buscar los riesgos, se plantean 2 opciones de sistema
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de guía, un mini mapa que indique al trabajador a donde debe dirigirse o la colocación de
gemas flotantes que indiquen donde están los objetos de interacción.
4.3.6 Usuario final
Para cumplir con los objetivos planteados de la experiencia hay que tener en cuenta a
quienes está dirigida. Como se busca evaluar la formación mínima en prevención de
riesgos laborales según el convenio de la construcción, la simulación esta direccionada a
profesionales y trabajadores del sector de la construcción que hayan realizado algún
curso de formación. Por tanto, la aplicación debe considerar riesgos genéricos y
actividades típicas presentes en las obras, con una interacción sencilla que no requiera
de muchos conocimientos en el uso de computadores y que permita capturar la atención
de los usuarios.
4.4 Hardware y Software
Actualmente existen una serie de motores de videojuegos para crear experiencias de
realidad virtual, en el ANEXO E. se detallan algunos de los más usados y sus
características. Para este proyecto se buscó un software que tenga una buena capacidad
gráfica, que sea multiplataforma, que tenga una interfaz sencilla e intuitiva, que sea dé
rápido aprendizaje y que tenga asociados lenguajes de programación. Para la creación
de los elementos de la construcción es necesario el uso de programas que permitan crear
objetos 3D que se puedan exportar con formato .FBX y que mantengan sus texturas,
además que cuenten con una amplia librería de diseños prefabricados y materiales y que
trabajen con la metodología BIM.
En cuanto al hardware, se requiere para la creación una computadora de alto
rendimiento con buena capacidad gráfica y tamaño en su memoria RAM, capaz de
soportar el peso de los proyectos que se van a generar y de renderizar correctamente las
texturas. Los aspectos técnicos de la misma deberán ser compatibles con los
requerimientos del software, una vez seleccionado durante la etapa de implementación.
La interacción del usuario se dará mediante motores de entrada como son el teclado, el
ratón, controles de una consola de videojuegos, simuladores, pantallas táctiles, mientras
que la respuesta grafica será en motores de salida como gafas de realidad virtual,
proyectores, monitores de PC, pantallas de dispositivos móviles, etc.
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4.5 Escenario de la simulación
Una parte fundamental en la creación de la experiencia virtual es el escenario sobre el
cual se va a desenvolver el usuario. Este debe tener el mayor realismo posible para
generar una mayor inmersión de los trabajadores y que no se encuentre tan alejado de
la realidad de la obra. En base a los requerimientos planteados, el escenario de la
simulación contara con 6 zonas que estarán distribuidas como se muestra en la Figura 25:
Zona A: zona de excavación a cielo abierto con maquinaria.
Zona B: edificio de construcción sin terminar con protecciones colectivas.
Zona C: zona de excavaciones con cimentaciones.
Zona D: zona de escombros y materiales.
Zona E: oficina principal y estacionamiento de maquinaria.
Zona F: Entorno Circundante representando a una ciudad moderna.
Figura 25. Esquema del escenario de la simulación.
4.6 Selección de accidentes a simular
Una vez definido el escenario, los tipos de accidentes son seleccionados. Estos serán en
base a aquellos que se desea los trabajadores tomen conciencia. Al ser un modelo general
de evaluación, no es posible incluir accidentes muy específicos de trabajos de alta
peligrosidad, ni valores exactos. Los peligros sobre los cuales se busca hacer conciencia
en el sitio de construcción virtual son los que se indican en la Tabla 8, están basados en
los principales riesgos definidos anteriormente por Casanovas [61]. y por un análisis de
fichas de accidentes reales que los podemos encontrar en el ANEXO D. Estos tipos de
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accidentes están dentro de los contenidos que deben aprender los trabajadores en las
clases de formación en PRL y están considerados en la enseñanza de la unidad didáctica
propuesta.
Tabla 9. Tipos de accidentes y escenarios de peligro para la simulación virtual.
Tipo de Accidente Escenario de Peligro
Caída desde una altura - Andamio sin barandilla
- Agujero en el suelo desprotegido
- Mala utilización de una escalera
- Plataforma improvisada
- Gradas sin barandillas de protección
- Zona de excavación sin barandillas de protección
Golpes por objetos en
movimiento.
- Montacargas donde hay trabajadores
- Herramientas manuales no aseguradas en altura
- falta de tablas en los pies del andamio
Resbalones o caídas al
mismo nivel.
- Derrame de líquidos en el suelo
- Herramientas u objetos tirados por donde caminan los
trabajadores
Lesiones al levantar o
transportar
- Objetos de obra que requieren ser movidos
Exposición a quemaduras - Actos indebidos junto a elementos inflamables
- Trabajos de soldadura
Atrapado o vuelco - Material en el filo de una excavación
- Falta de topes o indicaciones para la maquinaria pesada
4.6.1 Actividades y áreas de interacción del sitio de construcción
Luego de definir los tipos de accidentes a evaluar, debe ser definida la manera cómo se
representarán en el modelo virtual, para que generen el impacto visual y realismo
necesario. Dos categorías han sido consideradas para definir la colocación de los riesgos
en la obra. Por un lado, se tendrán las actividades que estarán representadas por los
trabajadores haciendo tareas y, por otro lado, las zonas que serán elementos faltantes
en los sistemas de protección de la obra.
El usuario deberá interactuar con las actividades que se muestran en la Tabla 10. Algunas
de ellas representan riesgos en la construcción y otras no. El objetivo de esto es que el
usuario logre diferenciar que actividades pueden terminar en accidentes por su mala
gestión o realización. En la Figura 26. se muestra el sitio de construcción simulado y la
ubicación de cada una de las áreas de interacción de la Tabla 10.
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Tabla 10. Actividades y zonas de peligro simuladas en la experiencia.
Simulaciones en la
experiencia Tipo de accidente Respuesta de Solución
Actividades Simuladas
1 Volqueta circulando en
reversa hacia el filo de la
excavación.
Golpes o atrapamientos por
vuelco de maquinaria pesada.
Colocar topes al filo de la
excavación donde circulan las
volquetas y una persona encargada
de dirigir la marcha en reversa
2 Trabajador soldando una
tubería con todo el equipo
de protección personal.
Ninguno. El trabajador se
encuentra realizando la
actividad correctamente.
Cuando se realice trabajos de
soldadura, se debe hacer uso de
protectores visuales y protectores
de manos para evitar quemaduras.
3 Trabajador pintando
subido en una plataforma
improvisada.
Caídas a distinto nivel. Se debe utilizar un andamio o una
plataforma segura para alcanzar
zonas en altura.
4 Trabajador hablando por el
celular cerca de la zona
donde circula un
montacargas.
Atropello o golpes con
maquinaria.
Se debe mantener una distancia
prudente con la maquinaria pesada
y no usar el móvil en la obra.
5 Trabajador circulando con
el montacargas con la
carga en parte baja y con
correcta visibilidad.
Ninguno. El trabajador se
encuentra realizando la
actividad correctamente.
Se debe circular con la carga abajo
evitando que impida la visibilidad
del conductor
6 Trabajador levantando
material de la manera
incorrecta.
Lesiones al levantar objetos
pesados o de la manera
incorrecta.
Para levantar objetos de más de
25kg se debe hacer uso de una
herramienta mecánica o pedir
ayuda a otro trabajador.
7 Trabajador circulando con
una carretilla en el último
piso del edificio.
Ninguno. El trabajador tiene
todos los elementos de
protección y no está cerca del
filo del edificio.
No se debe acercar al filo del
edificio ni realizar trabajos cerca de
este sin hacer uso de un arnés y
estar asegurado a una línea de vida.
Zonas de Peligro
8 Montículos de tierra muy
cerca del filo de la zanja de
excavación.
Atrapamiento o
deslizamientos por caída de
material.
El material de excavación debe
colocarse como mínimo a una
distancia de 2m del filo de la
excavación o colocar protecciones
para evitar deslizamientos.
9 Trabajador con el equipo
de protección personal
cerca de los andamios.
Ninguno. El trabajador está
haciendo uso de los
elementos de protección para
evitar golpes por caídas de
objetos.
Se debe utilizar el casco en todo
momento cuando se encuentre
cerca de una zona con posibilidad a
caída de objetos.
Eduardo Emiliano
Bolaños Andrade Master Ingeniería Estructural y de la
Construcción
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para la prevención de riesgos laborales en trabajos con excavación. página 65
10 Agujeros en el suelo sin
ninguna señalización.
Caídas al mismo nivel o golpes
por tropiezo.
Los agujeros que se encuentren en
la obra de construcción deberán
estar debidamente señalizados o
protegidos para evitar caídas.
11 Andamio sin una
barandilla.
Caídas de altura. La protección de elementos
elevados como andamios debe ser
verificada constantemente.
12 Herramientas tiradas en el
piso de la obra de
construcción.
Caídas en el mismo nivel,
provocando lesiones leves.
La obra debe permanecer limpia en
todo momento, si herramientas
tiradas por las zonas de circulación.
13 Escalera de ingreso a la
excavación de
cimentaciones
Caídas desde distinto nivel o
atrapamientos
Las escaleras de acceso a las zonas
de excavación deben sobresalir al
menos 1 metro desde el filo.
14 Hueco en la losa del tercer
piso sin protecciones.
Caídas de altura Los huecos en las plantas altas de
los edificios deben estar protegidos
con redes de seguridad y vallas que
impidan su acceso.
15 Escalera de ingreso a la
excavación a cielo abierto.
Ninguno. La escalera se
encuentra ubicada
correctamente.
Las escaleras de acceso a las zonas
de excavación deben sobresalir al
menos 1 metro desde el filo.
16 Maquinaria pesada junto a
la zona de excavación con
cimentaciones.
Atrapamientos por
deslizamientos o vuelcos de
maquinaria.
La maquinaria pesada que no se
esté utilizando debe colocarse a
una distancia del filo mayor a la
profundidad de la excavación.
Figura 26. Ubicación de las actividades y zonas de peligro de la tabla 10 en la experiencia virtual.
Eduardo Emiliano
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Desarrollo de unidades formativas basadas en experiencias de realidad virtual
para la prevención de riesgos laborales en trabajos con excavación. página 66
4.7 Sistemas de Protección
4.7.1 Equipos de protección Individual (EPI)
Es fundamental conocer la formación que los trabajadores tienen sobre el uso correcto
de estos sistemas de protección individual, ya que son elementos centrales para eliminar
o reducir las consecuencias o lesiones que un accidente pueda producir. Dentro de la
simulación virtual, se deben identificar los elementos de protección personal que falten
en los trabajadores que están desarrollando diferentes actividades en la obra. Los EPIS
que se podrán encontrar en el modelo y de los cuales el trabajador deberá tener
conocimiento son los que se detallan en la Tabla 10.
Tabla 11. Tipos de equipos de protección personal[122].
Tipo de protección Equipamiento Modelo
Protectores de cabeza Casco de protección con cinta de sujeción, tamaño ajustable, EN397.
Protectores visuales Gafas de montura universal o Pantallas faciales de malla metálica.
Protectores de manos Guantes de protección contra riesgos mecánicos.
Protectores auditivos Orejeras de diadema 33db de alta visibilidad o tapones reutilizables con cordón.
Es primordial poner cuidado en que estos equipos de protección se encuentren en
buenas condiciones, en la figura 27. se muestra como las diferentes texturas de los
Eduardo Emiliano
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protectores de cabeza pueden generar una simulación de desgaste en los cascos para
integrarlos en la experiencia.
Figura 27. Diferencia de texturas posibles en Unity [123].
4.7.2 Equipos de Protecciones Colectivas (EPC)
Una de las soluciones para prevenir los riesgos en las obras de construcción es la
colocación de protecciones colectivas, las que permiten proteger simultáneamente a
varios trabajadores expuestos a riesgos. Por esto es importante evaluar el conocimiento
y el nivel que tengan los alumnos para diferenciar la ausencia de estas protecciones en el
entorno virtual. En la tabla 12 se muestra la protección colectiva que se necesita para
cada zona de peligro, y con ello mitigar los riesgos simulados en el entorno virtual, los
que el trabajador tendrá que saber diferenciar.
Tabla 12. Elementos de Protección Colectiva obtenidos de la cámara de precios [124].
Zona de Peligro Características Protección Modelo
Hueco abierto en la obra
de construcción.
Barandilla de seguridad de 1m de
altura y 1,20m en cada lado,
compuesta de madera de pino.
Zona abierta de la
excavación
Vallado perimetral formado por
vallas peatonales de hierro color
amarillo de 1,10 x 2,50m.
Eduardo Emiliano
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Protección para
camiones durante la
descarga en el borde de
la excavación.
Tope de madera de 25x7,5 cm
hincados en el terreno.
Escaleras de la
edificación sin
protección.
Barandilla para escaleras de 1m de altura, en tubo de acero
Huecos horizontales en
superficies del edificio
Red de protección de poliamida de
alta tenacidad, color blanco,
anclada al forjado.
Varillas descubiertas en
el área de cimentación
Tapón protector de PVC de color
rojo tipo seta de 12 a 32 mm de
diámetro.
Huecos verticales en
paredes del edificio
Red vertical de protección, tipo
pantalla, de poliamida de alta
tenacidad, color blanco.
4.8 Herramienta propuesta de realidad virtual
Con las consideraciones de diseño ya establecidas en los puntos anteriores, pasamos a
definir nuestra herramienta. Se plantearon diferentes opciones y alternativas de
simulación. Estos diseños previos se los detalla más a fondo en el ANEXO F y
consideraban:
Eduardo Emiliano
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1. Experiencia en realidad virtual orientada a la recolección de cascos dentro de una
obra de construcción evitando perder vida para tener un mayor puntaje,
2. Experiencia en realidad virtual orientada a indicar una actividad a realizar por el
usuario evitando sufrir accidentes y precautelar su vida,
3. Experiencia en realidad virtual orientada a un escenario de excavación
específico, donde el usuario podía interactuar con paneles al acercarse a los
riesgos y escoger una solución.
La herramienta final propuesta, luego de realizadas las pruebas y ajustes, tiene la lógica
similar a un juego de exploración. El usuario inicia la experiencia en un menú inicial donde
tiene la opción de introducir su nombre, ajustar la configuración y revisar las
instrucciones y los comandos de movilidad. Cuando empieza la experiencia en la obra de
construcción le da la bienvenida un trabajador en la entrada quien le indica a donde debe
dirigirse primero, luego el usuario comienza a explorar el sitio de construcción y a
interactuar con los objetos donde puede decidir si constituyen o no un riesgo.
La interacción se realiza haciendo clic en el objeto cuando el cursor cambia de color rojo
al azul, y aquí se genera un cuadro de dialogo con la pregunta “¿esto es un riesgo?”, si la
respuesta es correcta se sumará un punto a los aciertos y si es incorrecta se sumarán a
los fallos, este modelo de puntuación sigue la lógica que se muestra en el árbol de
situaciones de la Figura 28. sea cual sea la elección de la pregunta se presentará un
mensaje de solución textual y se mitigara el riesgo de manera visual en la simulación.
Eduardo Emiliano
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Figura 28. Árbol de situaciones de la experiencia virtual.
Este proceso de prueba y error continua hasta que se cumplen las condiciones de
terminación de la experiencia, en este caso puede terminar si se termina el tiempo de 10
minutos o presionando una tecla específica, en caso de que los 16 riesgos simulados
fueran encontrados en menos tiempo. Una vez terminada la experiencia se procede a
realizar una encuesta para conocer el criterio de los usuarios. En la Tabla 13. se presenta
la ficha descriptiva de la experiencia, y en la Figura 29. un flujograma de desarrollo de la
simulación.
Tabla 13. Ficha descriptiva de la herramienta virtual.
Herramienta virtual para la identificación de riesgos en una zona de construcción
Objetivo: Identificar correctamente todas actividades de riesgo de los trabajadores y las
zonas de peligro en la zona de construcción.
Duración maxima: 10 minutos
Descripción: Interactuar con todas las zonas marcas para identificar si son riesgos presionando
clic sobre estos y respondiendo correctamente a la pregunta planteada.
Fin experiencia: La simulación termina cuando se transcurre el tiempo establecido o si el usuario
termina de identificar todos los riesgos.
Evaluación: Al finalizar la experiencia se obtiene el puntaje de aciertos y errores sobre una base
de 15 puntos, al igual que el tiempo empleado.
Eduardo Emiliano
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Revisar instrucciones Revisar controles Configurar ajustes
Empezar experiencia
¿Entendí el objetivo?
Menú Inicio
Hablar con el trabajador de la entrada
Ingresar a la obra
si no
Identificar puntos de interacción
Ingresar a la obra
¿Es un riesgo?
IncorrectoCorrecto
Es una actividad o zona de
peligro
¿Es un riesgo?
CorrectoIncorrecto
No es una actividad o zona
de peligro
Suma Puntos
Análisis de solución textual
Visualización de la solución
SI NO SI NO
Suma Puntos
¿Revise todas las interacción?
NO
SI Finaliza la experiencia
Revisar aciertos y errores
Panel de Salida
Figura 29. Flujograma de actividades a realizar en la herramienta virtual.
Eduardo Emiliano
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Capítulo V: Creación de la experiencia virtual
En este capítulo se explica el proceso de creación de la experiencia de realidad virtual en
el programa Unity (versión 2020.1.6), empezando con la creación de las escenas, los
elementos estáticos que forman parte del entorno, las actividades necesarias y la
programación para generar la interacción del trabajador. En el ANEXO G se detallan las
ventanas principales del Unity sobre las que se trabajará, para tener una referencia más
clara del proceso que se ha seguido.
Es importante indicar que, para llegar al resultado final de esta experiencia, 3 proyectos
anteriores fueron creados (cuyas dinámicas de interacción fueron indicadas en la sección
4.8 Herramienta propuesta de realidad virtual), junto con una serie de 20 “Unity Package”
(sub-colecciones de proyectos, que permiten construir proyectos de mayores escalas, en
base a paquetes parcializados específicos) para facilitar la creación de la experiencia
virtual. Los proyectos están detallados en el ANEXO F.
5.1 Fases de trabajo
Crear un entorno realista se vio como un verdadero reto debido al costo computacional
que conlleva modelar una simulación virtual con todas sus texturas, se necesitaba de un
hardware potente para poder cumplir con estos requerimientos. Pero uno de los
objetivos de este proyecto es generar un entorno realista que brinde al usuario la
sensación de inmersión en una obra de construcción, el software de Autodesk Revit nos
daba una calidad de visualización alta como la mostrada en la Figura 30, pero el costo
computacional era muy elevado y nos impedía crear el dinamismo y la interacción entre
los objetos en la simulación.
Figura 30. Calidad gráfica alta con el uso del software Revit.
Eduardo Emiliano
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Por lo tanto, se optó por la utilización del software de SketchUp 2019. Los modelos de
Revit se exportaron a SketchUp para eliminar los elementos innecesarios del modelo y
trabajar con mayor fluidez manteniendo la buena calidad de las texturas, las diferencias
entre la utilización de estos dos programas para la creación del escenario se detallan en
el ANEXO E.
Actualmente existen diferentes motores de videojuegos en el mercado, en el ANEXO E se
observa las ventajas e inconvenientes de algunas de ellas. Se optó por usar el programa
Unity, que además de ser gratuito cumplía con los requerimientos buscados. Era
necesario elegir el lenguaje de programación con el cual se iba a trabajar en el Unity, por
lo que se eligió un lenguaje C#, era el lenguaje que se aconsejaba usar con esta
plataforma. Una vez definido el software que se utilizara, se establece el flujo de trabajo
que se muestra en la Figura 31. El mismo que vamos a seguir para la creación de la
herramienta final.
Creación del modelo 3D (BIM) del edificio
Autodesk® Revit®
Conservación de texturas de modelo 3D y modificaciones
de diseño.
SketchUp
Creación del entorno virtual (3D, Personajes y
animaciones).
Unity 3D
Programación del entorno virtual (C#)
(interacciones y actividades)
Microsoft Visual Studio
Ejecutable para PC.
Informe Final
Documentación técnica del proyecto
(dimensiones, materialidad, procesos de
construcción, información general)
Documentación Proyecto
Información de Actividades y zonas
de riesgo.
Figura 31. Flujo de trabajo para la creación de la herramienta virtual.
Eduardo Emiliano
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Las características del hardware utilizado para la creación de la experiencia se detallan en
la Tabla 14. Mientras que el motor de entrada para la interacción es un teclado y el
mouse, y el motor de salida es un monitor de PC.
Tabla 14. Características del sistema.
Modelo Computador portátil ASUS
Procesador Intel Core i7 – 4720HQ
RAM 8,00 GB (7,89 GB usables)
Sistema operativo Windows 10 de 64 bits
Tarjeta grafica Nvidia GEFORCE GTX 950M
5.2 Creación del proyecto en Unity
Primero se crea un nuevo proyecto, para lo cual se debe abrir el unity, dar clic en el botón
new y seleccionar el tipo de proyecto a crear, se elige el nombre que tendrá el proyecto
y la ubicación dentro de la computadora como se muestra en la Figura 32. En esta ventana
se puede seleccionar los paquetes que se desea importar en el modelo dependiendo la
plataforma para la cual se va a copilar. Para esta simulación virtual se creó 20 proyectos
que se usaron para desarrollar los paquetes de unity y para hacer pruebas de los códigos
de programación (scripts) que luego se importan al proyecto final.
Figura 32. Ventana para la creación de proyectos en Unity.
Eduardo Emiliano
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5.3 Creación de escenas
El primer paso, luego de la creación del proyecto de Unity, es crear los escenarios que
serán parte de nuestro proyecto. En este caso utilizaremos 2 escenas Figura 33. La
primera escena llamada “MenuInicial” es lo que se visualiza al ejecutar el proyecto y
contiene las instrucciones, los comandos y opciones de ajustes para la experiencia. La
segunda escena “Escenario” es donde se debe realizar la puesta en marcha para alcanzar
el objetivo de la simulación. Esta contiene la zona de excavación, el edificio sin terminar,
el entorno circundante, los trabajadores, la maquinaria, las interacciones, etc.
Para la creación de estas escenas:
1. Dirigirse a la venta Project > Assets.
2. Click derecho > Create Folder “Escenas”.
3. Create Scene > Cambiar Nombre de las escenas.
Figura 33. Escenas creadas en la ventana Project.
5.3.1 Menú Inicial
Este menú Figura 34. es el que el usuario observa al ejecutar la experiencia, se podrá
ingresar el nombre, se tendrá acceso a instrucciones para detallar lo que se debe realizar,
una opción de ajustes para subir o bajar el volumen, cambiar la resolución de la pantalla,
etc. Este menú tendrá el botón de “Empezar” para pasar al escenario principal y
comenzar la experiencia virtual.
Eduardo Emiliano
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Figura 34. Menú Inicial.
Luego de creada la escena en el 5.1, se siguen estos pasos para el menú principal:
1. Crear el escenario
Se crea un Game Object que llevará todos los objetos del escenario, el mismo que será el
fondo animado del menú. El escenario cuenta con una zona de excavación abierta, con
una excavadora que tiene una animación que le permite moverse simulando la actividad
de una real. Para un entorno más realista, se añade rocas con texturas y se coloca
material rocoso junto a la zona de excavación. Las rocas son un paquete que se obtuvo
desde la Asset Store.
2. Crear el Canvas
El Canvas en el Unity es el panel donde se colocan todos los elementos de interfaz del
usuario. Se crea dando clic derecho en la ventada de Hierarchy > UI > Canvas, aparece un
Game Object como un cuadro vacío cubriendo toda el área del proyecto. Dentro de este
creamos paneles, textos y los botones necesarios para la interacción del menú.
Se crea paneles individuales para cada botón “ingresar datos”, “instrucciones”,
“controles”, etc. El panel de opciones Figura 35. muestra otros elementos UI que se
pueden usar en Unity como son los Sliders, Scrollbar, etc.
Eduardo Emiliano
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Figura 35. Menú de Opciones.
3. Interacción de los botones y Scripts
Luego de tener el Canvas listo con todos los textos y botones, queda agregar la
funcionalidad de cada uno de ellos. Para acciones sencillas como abrir otros paneles u
ocultar Game Objects, es necesario ir a la ventana Inspector de cada botón e indicar ahí
lo que debe realizar con el On Click Figura 36. Para el panel de opciones se configuran 3
Scripts que se detallan en el ANEXO H1.2.3., que permiten controlar el volumen, cambiar
la resolución de la pantalla y cambiar la calidad gráfica. Las acciones de los botones
“Empezar” y “Salir” también están asociados a un Script que se detalla en el ANEXO H4.
Figura 36. Interacción de los botones en la ventana On Click.
5.3.2 Escena de la Obra de Construcción
En esta escena, que es la principal de la experiencia, se incluye el escenario donde se va
a desempeñar el usuario, las actividades animadas y las zonas de interacción, el puntaje
y el tiempo que tiene para completar la experiencia, y el mensaje de resultado final luego
de concluido todo el proceso. Para lograr el escenario final de este proyecto fue
necesario pasar por 4 modelos previos que se muestran en la Figura 37. esto con el fin
Eduardo Emiliano
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de mejorar el realismo de la obra de construcción y generar una mejor inmersión por
parte del usuario.
Figura 37. Modelos previos del escenario principal.
Proyecto Final
3er. Proyecto
2do. Proyecto
1er. Proyecto
Eduardo Emiliano
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El escenario principal consta de 4 áreas principales las cuales se detallan a continuación,
cada una fue crea en diferentes proyectos de Unity y luego se hizo paquetes para tener
mayor facilidad de exportar al escenario principal, y que se puedan usar para futuros
proyectos.
Área zona de excavación a cielo abierto
La zona de excavación Figura 38. se la modeló en el programa SketchUp 2019, las rocas y
demás elementos utilizados en el modelo fueron descargados desde su Store de manera
gratuita. El modelo se exporta en formato de .FBX junto con la carpeta de sus texturas,
para después importarlo dentro de un proyecto de Unity. Una vez terminado el proyecto
en Unity, se procede a hacerlo un Unity Package, dando clic derecho en la escena de la
ventana Project > Export Package y seleccionar la ubicación donde se guardará el nuevo
paquete.
Figura 38. Modelo de la zona de excavaciones del diseño final.
Zona de Edificio en proceso de construcción
Como se mencionó en la etapa de diseño se busca crear un área que simule a los centros
de formación prácticos de la fundación laboral de la construcción por lo que se optó por
la utilización del Edificio B0 de la UPC Figura 39. El cual se empezó con el modelo en Revit
de la estructura para luego exportarlo en .FBX a SketchUp y poder agregar las texturas y
realizar los cambios necesarios. Se crea un nuevo proyecto en Unity y se importa en este
como se explicó en los pasos anteriores para hacerlo un paquete. Dentro del Unity se
agrega al edificio los elementos de protección colectiva y otros objetos 3D como
Eduardo Emiliano
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herramientas, letreros, descargados desde la página de Sketchfab, Turbosquid y
3DWarehouse de manera gratuita. Otros objetos se obtuvieron desde la plataforma de
CIMNE, esta cuenta con paquetes obtenidos en proyectos anteriores.
Figura 39. Edificio sin terminar con las protecciones colectivas.
Entorno
En este proyecto se dedicó varias semanas a la creación del entorno y poder obtener el
realismo deseado, se puso mucho énfasis en lo que rodea la obra de construcción y los
detalles existentes dentro de la zona de construcción con el objetivo de que el escenario
sea lo mayor posible a la realidad.
El entorno se lo modelo directamente en Unity con la ayuda de la herramienta Terrain y
paquetes de objetos 3D descargados de la Assets Store, se incluyó en el modelo vías con
vehículos estacionados, semáforos, bancos, arboles con texturas muy reales, edificios de
gran altura, conjuntos residenciales, todos estos rodeamos por montañas simulando a
una ciudad moderna Figura 40. Para colocar los objetos 3D, primero se debe descargarlos
en formato .OBJ o .FBX, y arrastrarlos hasta la ventana Project del Unity, luego incluirlos
en la escena, colocándolos en la posición y de la manera deseada.
Eduardo Emiliano
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Figura 40. Entorno donde se emplaza el escenario de construcción.
Dentro de la zona de la construcción también se colocaron objetos que son muy comunes
en una obra de construcción, se colocó maquinaria de construcción, una zona de
botadero de basura, los baños de los trabajadores, una grúa, y la oficina principal dentro
de un container como se muestra en la Figura 41. El usuario puede caminar y explorar
todos estos espacios con libertad.
Figura 41. Diseño en unity de la oficina al ingreso de la obra.
A cada uno de los objetos del entorno y del escenario se les coloca Box Colliders para
impedir que el usuario pueda atravesar estos objetos. Para esto se debe seleccionar el
objeto en la ventana Hierachy, luego en la ventana Inspector agregamos un nuevo
componente y buscamos Box Colliders, como se muestra en la Figura 42. El objeto
señalado aparecerá rodeado de un cuadro de color verde que representa al Collider
aplicado, aquí se puede editar sus dimensiones. Al tener un Box Collider en un objeto,
Eduardo Emiliano
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tenemos la posibilidad de marcarlo como Is Trigger, para permitir que el objeto pueda
ser atravesado por el personaje o crear una interacción con él.
Figura 42. Box Collider de un elemento de protección de la obra.
Área de excavación con cimentaciones
Como se especificó en el capítulo de diseño, el escenario principal también constará con
una zona donde se encuentra una excavación con cimentaciones como se muestra en la
Figura 43. para su creación se utilizó el mismo procedimiento de importación de objetos
desde páginas web, pero en esta zona se colocó luces de trabajo, para dar una mejor
iluminación al área de excavación. Se agregan objetos Light en la ventana de Hierachy, se
cambia al tipo Point y se ajusta al color deseado Figura 43.
Figura 43. Luces colocadas en la zona de excavación con cimentaciones.
Eduardo Emiliano
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5.4 Creación del Canvas
El Canvas es una parte muy importante en el proyecto, aquí se muestran los cuadros de
texto y paneles con los que el usuario puede interactuar. Para crear el Canvas hay que
dar clic derecho en la ventana Hierarchy > UI > Canvas. Para este proyecto, son necesarios
4 elementos en el Canvas, el panel de los resultados, el panel del tiempo, el puntero y el
panel de interacciones y respuestas Figura 44.
Figura 44. Panel principal del Canvas. (a) Puntero (b) resultados (c) tiempo.
5.4.1 Puntero
Una herramienta útil para que el usuario pueda conocer donde está dirigiendo su vista
es la creación de un puntero, cuando activamos el modo Game en Unity es difícil saber
hacia dónde se está mirando por lo que se crea un punto central rojo. Primero, se crea
una imagen dentro del Canvas, luego en la pestaña Source Imagen, de la ventana
Inspector buscamos el Knob que es un circulo que viene por defecto, este se ajusta al
tamaño deseado y por último se cambia al color rojo Figura 44(a).
5.4.2 Panel de Resultados
Este elemento del Canvas se encuentra en la parte superior izquierda de la pantalla, en
este se mostrará los aciertos y los errores a la hora de interactuar del usuario, estará
asociado al Script “ControllerScene” que aumentaran la numeración hasta llegar a un
máximo de 16. Este elemento contiene 3 objetos UI, se crea un Panel y 2 Text Mesh Pro
que son los que contienen los textos Figura 44 (b).
(a)
(c) (b)
Eduardo Emiliano
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5.4.3 Panel de tiempo
Se ubica en la parte superior derecha y es el temporizador que muestra el tiempo
restante para que la experiencia termine. Se crea utilizando un Panel, una Imagen y un
Text dentro del Canvas Figura 44 (c). La imagen del reloj se la puede obtener de los
Standard Assets del Unity los cuales se descargan de manera gratuita desde su página
web. Para que este tiempo funcione se debe asociar al Script “Tiempo” que se lo detalla
en el ANEXO H6 y se incluye en el personaje principal.
5.5 Implementación de las animaciones
Se crea animaciones para la excavadora, los trabajadores y los vehículos en movimiento.
A continuación, se detalla el proceso seguido en cada una.
5.5.1 Trabajadores
Los trabajadores y sus animaciones se descargan desde www.mixamo.com, que es una
página de la familia de “Adobe Systems”, que brinda servicios de animaciones para
personajes 3D de videojuegos. Lo primero en hacer es descargar el personaje “Pete”
Figura 45. de la página, es un trabajador con los equipos de protección personal, este lo
descargamos en formato FBX for Unity, para que se guarde el Character con todas sus
texturas.
Figura 45. Personaje del trabajador de la página de mixamo.
Al ser esta página creadora de animaciones para videojuegos se debe buscar las
animaciones que mejor se acerquen a las actividades que se quiere representar en la obra
y luego modificarlas en Unity. En este caso se necesitó representar tareas como levantar
Eduardo Emiliano
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cajas, soldar, pintar o manejar herramientas manuales, por lo que se busca en la página
de “Mixamo” Figura 46. para luego importarlas en el proyecto.
Figura 46. Animaciones en la página de mixamo.
Se crea una carpeta en el proyecto llamada “trabajadores” donde se guarda las
animaciones descargadas y se otorga el tipo de animación en la ventana Inspector como
Humanoid como se muestra en la Figura 47. para que puedan realizar movimientos más
reales.
Figura 47. Tipo de animación de los personajes.
Luego se inserta un Animator Controller para cada trabajador animado, dando click
derecho en la ventana Project > Create > Animator Controller, aquí saldrá otra ventana
Eduardo Emiliano
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como la que se muestra en la Figura 48. se arrastran las animaciones descargadas y se
las modifica para crear el movimiento deseado del trabajador, se crean las transiciones
entre animación dando clic derecho en la animación inicial > Make Transition > click
izquierdo en animación final. Esto es para los trabajadores que estarán realizando
actividades en un solo lugar.
Figura 48. Controlador de la animación de personajes en un solo lugar.
Para que los trabajadores puedan moverse alrededor de diferentes puntos dentro de la
obra primero se necesita crear un Empty Game Object en la ventana de Hierarchy, se
renombra como “Ruta” y se asigna el Script “Ruta Trabajadores” que se detalla en el
ANEXOH7. En este se debe crear tantos Empty Game Objects como puntos de la ruta que
el trabajador debe seguir, en este caso para el trabajador que está usando la carretilla se
crearon 7 puntos y la ruta a seguir se muestra en la Figura 49. trazada en color blanco.
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Figura 49. Script y puntos de la ruta del trabajador usando la carretilla.
Para que el trabajador siga este patrón trazado se le asigna el Script “Trabajadores
Movimiento” y se asocia al Path creado en el punto anterior, dentro de este Script se
define la velocidad a la que va a seguir la ruta el trabajador, se agrega 2 componentes
que son un Box Collider y un Capsule Collider para que pueda moverse y para que cuando
el personaje principal entre en su entorno este se detenga, la Figura 50. muestra esta
configuración en el trabajador de la caretilla, aquí se observa el Script en la ventana
Inspector y las líneas de color verde son los Colliders.
Figura 50. Colliders y script del trabajador con la carretilla.
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Para que el trabajador comience a caminar siguiendo la ruta asignada creamos un
Animator Controller como se muestra en la Figura 51. indicando que el trabajador va a
realizar la animación de caminar y que se va a detener cuando entre en su entorno de
trabajo el personaje principal.
Figura 51. Controlador de animación de los trabajadores en movimiento.
5.5.2 Maquinas en movimiento
Para crear el movimiento del “camión” y del “montacargas” se siguió el mismo
procedimiento descrito en el punto anterior, la diferencia es que los modelos de estas 2
máquinas, Figura 52. se descargaron desde un paquete de la Asset Store y se agregó giro
a las ruedas para dar mayor realismo mediante un Script.
Figura 52. Maquinaria con movimiento en la obra de construcción.
Crear el giro a las llantas es un proceso complicado que necesita de 2 Scripts el “Car
Wheel” y el “Car Engine” que están detallados en el ANEXO H. Lo primero es crear un
Empty Game Object para cada una de las llantas y agregarles un componente de Wheel
Collider en la ventana Inspector, para mayor facilidad renombrar cada una de manera que
se puedan diferenciar cuales son las delanteras y cuales las traseras, así mismo cuales
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izquierdas y derechas, esto dará facilidad de asignarlas luego a cada Script. En este caso
tenemos FR para la delantera derecha y FL para la izquierda. En la Figura 53. se muestra
todo este procedimiento.
Figura 53. Creación de los Wheel Colliders de las ruedas del montacargas.
Luego de creados los Colliders, se añade el Script “Car Wheel” a cada una de las ruedas,
y este Script se relaciona a los Wheel Colliders creados antes, es aquí la importancia de
nombrar cada una de las ruedas correctamente para que se puede asociar con mayor
facilidad, la Figura 54. muestra la llanta frontal izquierda con el Script y el Collider
correspondiente.
Figura 54. Script de giro colocado en la rueda frontal izquierda.
Por ultimo queda asignar el Script “Car Engine” al montacargas como se observa en la
Figura 55 (a). se asignan las 2 ruedas frontales para que se pueda simular el giro de las
llantas cuando el vehículo cambie de dirección, se establece la velocidad con la que se va
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a mover la máquina y también se asigna la ruta que va a seguir el vehículo como se
muestra en la Figura 55 (b). donde la ruta designada se muestra de color rojo.
Figura 55. (a) Script de movimiento para el montacargas (b) ruta del montacargas.
5.6 Personaje Principal
El personaje principal es el que va a tener todos los scripts para poder caminar e
interactuar en el entorno, representa al usuario que está usando la experiencia virtual en
primera persona. Dentro de Unity se importa el paquete “Standard Assets” directamente
desde su store de manera gratuita. Este paquete contiene un personaje en primera
persona prediseñado llamado “FPSController”, para agregarlo buscamos en nuestra
ventana Project la carpeta Standard Assets > Characters > FirstPersonCharacter > Prefabs
> FPSController y lo arrastramos hasta el escenario. Este elemento prefabricado incluye
un Collider y un Rigidbody, para dar las físicas necesarias al personaje, dispone de una
cámara para simular la vista del usuario que se maneja con el mouse, sonidos de pasos,
y viene con el Script predefinido para que puede caminar en el entorno presionando las
teclas W, A, S, D o las flechas.
Se cambia el nombre del Prefab de FirstPersonController por el de “Personaje” para que
puedan funcionar los Scripts que están asociados a este nombre, la Figura 56. indica los
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componentes que por defecto vienen en el FPScontroller y la manera en la que se ajustó
para este proyecto.
Figura 56. Controlador de primera persona asignado al personaje.
Al objeto del personaje también se le asigna el Script de tiempo que permite que el
temporizador empiece a correr cuando se inicia la experiencia, el código se lo detalla en
el ANEXO H. y en la Figura 57. se muestra la configuración del Script. Se le asocia con el
“panel tiempo” creado en el punto 5.4.3 para que sea el lugar donde muestre la cuenta
regresiva y se ajusta el tiempo de duración de la experiencia en segundos, en este caso
son 10 minutos por lo tanto se coloca 600 segundos.
Figura 57. Configuración del scritp de tiempo.
5.7 Trabajador Entrada
Al ingreso de la obra de construcción se colocó un trabajador encargado de dar la
bienvenida al usuario y de indicarle a donde debe dirigirse como primera instrucción,
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ayudando a que la persona que utilice la experiencia se familiarice con los comandos. El
trabajador generara un dialogo como en los videojuegos de historias narrativas como se
muestra en la Figura 58. para esto se agregó en este trabajador el Script “dialogue
manager” que se detalla en el ANEXO H.
Figura 58. Trabajador en la entrada a la obra de construcción.
Para el Script colocado al trabajador de la entrada se creó un Panel UI con fondo blanco
en el Canvas y un Text Mesh Pro que se asocia al código como se muestra en la Figura 59.
aquí se indica las oraciones que se van a mostrar cuando el personaje principal entre en
contacto con este trabajador, en este proyecto se mostraran 3 cuadros de dialogo
sucesivo y cada uno muestra el texto de los Element 0, 1 y 2 del Script.
Figura 59. Cuadros de dialogo del trabajador de la entrada.
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5.8 Actividades y zonas de Interacciones
El personaje principal podrá moverse alrededor de toda la obra de construcción para
explorar lo que le guste, pero deberá cumplir con el objetivo de identificar los riesgos
existentes detallados en el capítulo de diseño. Las zonas de interacción estarán indicadas
por un cubo de color celeste como se muestra en la Figura 60. Al acercarse el usuario el
puntero de color rojo creado en el punto 5.4.1 cambiara a color azul indicando que se
puede interactuar con este objeto.
Figura 60. Representación de las zonas de interacción en el escenario principal.
Para que el puntero cambie de color se usa el Script “PunteroCambio” que se detalla en
el ANEXO H. el cual se asignó a cada uno de las zonas de interacción del escenario. Al
cambiarse de color el puntero, hacer clic izquierdo con el mouse para que se abra la
pregunta principal que es determinar si es o no un riesgo como se muestra en la Figura
61.
Figura 61. Panel de pregunta principal.
Este panel de pregunta se abrirá para cada zona de interacción del proyecto, pero cada
uno mostrara un resultado y una respuesta diferente como se detalla en la Tabla 15 por
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lo que fue necesario crear 16 paneles de pregunta, uno para cada interacción y ajustar
los botones de cada uno para que realicen la opción de abrir el panel de texto
correspondiente y muestren la solución visual para mitigar dicho riesgo, en la Figura 62.
se puede ver la configuración de uno de los botones para poder crear toda la lógica de la
experiencia.
Figura 62. Configuración de un botón para ejecutar toda la lógica de la experiencia.
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Tabla 15. Actividades y Zonas de peligro simuladas con su panel de respuesta textual y la solución al riesgo visual.
Actividades y
zonas de
peligro
Representacion de la actividad o Zona peligosas Respuesta de solución textual Respuesta de solución visual
1
Volqueta
circulando en
reversa hacia
el filo de la
excavación.
2
Trabajador
soldando una
tubería con
todo el equipo
de protección
personal.
3
Trabajador
pintando
subido en una
plataforma
improvisada.
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4
Trabajador
hablando por
el celular cerca
de la zona
donde circula
un
montacargas.
5
Trabajador
circulando con
el
montacargas
con la carga en
parte baja y
con correcta
visibilidad.
6
Trabajador
levantando
material de la
manera
incorrecta.
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7
Trabajador
circulando con
una carretilla
en el último
piso del
edificio.
8
Montículos de
tierra muy
cerca del filo
de la zanja de
excavación.
9
Trabajador con
el equipo de
protección
personal cerca
de los
andamios.
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10
Agujeros en el
suelo sin
ninguna
señalización.
11 Andamio sin
una barandilla.
12
Herramientas
tiradas en el
piso de la obra
de
construcción.
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13
Escalera de
ingreso a la
excavación de
cimentaciones
14
Hueco en la
losa del tercer
piso sin
protecciones.
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15
Escalera de
ingreso a la
excavación a
cielo abierto.
16
Maquinaria
pesada junto a
la zona de
excavación con
cimentaciones.
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Cada peligro demostrado en la Tabla 15. tendrá una zona de interacción creada con un
Empty Game Object, un Box Collider, un Sphere Collider y los Scripts “Detector” y “Puntero
Cambio”. Los Colliders sirven para que los scripts puedan identificar que el personaje
principal entro en la zona de interacción del peligro. El Script de “Puntero Cambio” sirve
para cambiar el color del cursor y el Script “detector” sirve para definir que panel de
pregunta se va a ejecutar con cada peligro. La Figura 63. muestra cómo queda la
interacción con el trabajador levantando la caja, en el recuadro rojo observamos los
Scripts, los mismo que se detallan en el ANEXO H.
Figura 63. Configuración del script para cambiar el puntero y abrir el panel de pregunta.
La lógica de los puntos esta también relacionada a los botones de cada uno de los paneles
de pregunta de las interacciones para que cuando se responda correctamente se sume
un punto para los aciertos o cuando se erre se sume a los fallos. Para que todo esto
funcione se crea un Game Object vacío y se lo nombra como “Controlador de Escena”
dentro de este se agregó los scripts “Controller Scene” y “Decisión Preguntas” como se
observa en la Figura 64. y los Scripts se los detalla en el ANEXO H. El primer código sirve
para indicar dónde deben sumarse los aciertos y errores, por lo que se relaciona con el
panel de resultados creado en el 5.4.2, el segundo código sirva para definir qué respuesta
se va a mostrar al interactuar con cada uno de los paneles de pregunta.
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Figura 64. Scripts del “controlador de escena”.
Para que el Script “decisión preguntas” funcione correctamente debemos asociar los
botones “SI” Y “NO” de cada uno de los paneles de pregunta con el Game Object
“controlador de escena” como se muestra en la Figura 65. Donde seleccionamos si la
respuesta al dar clic en estos botones será correcta o incorrecta.
Figura 65. Lógica de los botones de pregunta para la sumatoria de puntos.
5.9 Pausa
El menú pausa se ejecuta al presionar la tecla ESC, en este el usuario tendrá la posibilidad
de regresar al “menú principal” o de salir de la experiencia virtual. El objetivo de la
creación de un menú pausa es para que usuario pueda detener el tiempo del
temporizador si fuese necesario. Se realiza primero creando un panel con 2 botones y
agregando el Script “Pausa” que se detalla en el ANEXO H. al controlador de escena, la
Figura 66. muestra esta configuración del panel de pausa.
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Figura 66. Script del Panel Pausa.
5.10 Resultado Final
Si el usuario de la herramienta virtual, identifica los 16 riesgos antes del tiempo de 10
minutos, podrá terminar la experiencia presionando la tecla M, la cual mostrará un panel
como el de la Figura 67. indicando que la experiencia se ha terminado y mostrando el
tiempo restante y los riesgos correctos encontrados. La funcionalidad para este panel es
igual a la del “menu pausa”, simplemente se utiliza el script “Resultados” que se detalla
en el ANEXO H.
Figura 67. Script del Panel de resultado final.
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5.11 Copilar para Pc
Luego de creada la experiencia en Unity, corregido los errores que se presentaban en las
pruebas realizadas y conformes con el resultado, se procede a crear el archivo ejecutable
para realizar la validación con terceros. Para esto primero debemos editar los ajustes del
proyecto yendo a edit> Project settings > player, aqui llenamos la información como se
muestra en la Figura 68. en esta ventana colocamos el nombre y el icono que tendrá
nuestro ejecutable, también las características de la resolución de la aplicación.
Figura 68. Configuración de los ajustes del proyecto.
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En esta venta de ajustes del proyecto,en el apartado de Splash Image, se cambia los logos
que deseamos que aparezcan al ejectuar la experiencia, se observa en la Figura 69. como
luego del logo principal de unity apareceran los logos de la UPC y de CIMNE.
Figura 69. Ajustes de la imagen inicial del ejecutable.
Terminados los ajustes del proyecto, se abre el panel Build Settings que se encuentra en
la pestaña File, en este agregamos el orden de las escenas que tendrá la experiencia, se
selecciona la plataforma para la cual se desea copilar y se procede a la construcción
dando clic en el botón Build que se muestra en la Figura 70.
Figura 70. Ventana de creación del ejecutable del proyecto.
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En la Figura 71, se muestra la lógica de la experiencia de manera visual, empezando por
el menú de inicio como partida y tomando como ejemplo el andamio que no posee una
de sus barandas.
SI
NO
Menú Inicio Trabajador con Instrucciones Zona de construcción Identificación de los riesgos
Pregunta de interacción
Respuesta textual del riesgo
Solución visual del riesgo
Sumatoria de puntos Panel final de la experiencia
Figura 71. Flujo de la experiencia virtual.
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Capítulo VI: Evaluación de la simulación creada
La evaluación de la simulación creada se basó en 2 niveles, el primero fue una
autoevaluación objetiva, en la cual, mediante test de pruebas y error a lo largo del
desarrollo, se determinaron parámetros que se fueron corrigiendo en el proceso,
parámetros como la fluidez de la aplicación, errores existentes en el diseño y en la
ejecución, el peso de la simulación comparada con otras aplicaciones de PC, etc.
La otra es una evaluación subjetiva, de la que se hablara en este capítulo, realizada a
terceros para conocer la calidad de uso la apreciación del usuario de la herramienta
virtual es muy importante, a este criterio subjetivo se lo conoce como experiencia del
usuario (UX), donde no solo se busca evaluar la calidad de la simulación, sino también el
nivel de conformidad [125]. La norma ISO 9241-210 define la experiencia de usuario
como las percepciones y respuestas de una persona que resultan del uso o el uso previo
de un producto, sistema o servicio [126].
6.1 Metodología
La evaluación se realiza con el modelo ejecutable de PC a un grupo de 20 profesionales y
estudiantes del sector de la construcción, la mayoría de ellos con conocimientos sobre
prevención de riesgos laborales. Para evaluar a los encuestados se utiliza la escala de
calificación de Likert, la que permite determinar el nivel de conformidad de una persona
desde un totalmente de acuerdo hasta un totalmente desacuerdo. Las preguntas que se
plantean son de carácter subjetivo donde se da la posibilidad de respuesta de 1 a 5 como
se muestra en la Figura 72.
Figura 72. Escala de evaluación de la encuesta según calificación Likert.
Las preguntas están basadas en una investigación de Olsson [127] sobre la calidad de la
interacción humana y la tecnología. La persona que realice la experiencia deberá llenar
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en el cuestionario su nombre, edad, género y los resultados obtenidos de aciertos y
errores, así también como el tiempo que le tomo completar toda la experiencia.
6.2 Cuestionario para la evaluación
El cuestionario se divide en 2 partes la primera sirve para conocer el perfil de las personas
que han realizado la experiencia, datos generales como su edad, su profesión y otros un
poco más específicos como saber si tienen o no conocimientos sobre prevención de
riesgos laborales. La segunda parte del cuestionario son preguntas relacionadas a la
utilización de la herramienta virtual, consta de 12 preguntas para conocer el criterio del
usuario basado en categorías de experiencia, Tabla 16. y otras preguntas sobre el puntaje
y tiempo obtenidos. El cuestionario se lo creo en Google Forms. La evaluación de las
preguntas usa la escala Likert de 5 puntos siendo 1 muy desacuerdo y 5 muy de acuerdo.
El modelo de la encuesta realizada se encuentra en el ANEXO I.
Tabla 16. Preguntas del cuestionario adaptado de Olsson [127] .
Categoría de la experiencia
Preguntas del cuestionario
Satisfacción ¿Disfrute realizando la experiencia virtual para prevención de riesgos laborales?
Intuitiva ¿Logré comprender lo que tenía que hacer en la experiencia?
Cautiverio ¿Encontré la experiencia virtual atractiva?
Inspiración ¿Me involucre más en la experiencia virtual a medida que avanzaba?
Significado ¿Aprendí sobre la temática de la herramienta virtual?
Eficiencia ¿Las instrucciones de lo que se tenía que hacer fueron claras?
Asombro ¿La experiencia virtual fue desafiante?
Sorpresa ¿Hubo una secuencia lógica de las actividades en la experiencia virtual?
Conciencia ¿Pude poner a prueba mis conocimientos en PRL para completar la
experiencia?
Empoderamiento ¿La experiencia virtual es mejor que el uso de textos o videos?
Motivación ¿Siento que aprendí algo nuevo desarrollando la experiencia virtual?
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Creatividad ¿La experiencia virtual permite ver de forma novedosa una obra de
construcción?
6.3 Resultados
Para este Proyecto se recogió una muestra de 20 encuestados. La muestra no hace un
análisis por edades, pero contemplo participantes con edades hasta 27 años (65%) y
mayores de 27 años (35%). La muestra está formada por profesionales de la construcción
(30%), arquitectura (20%), ingeniería (45%) y un Ingeniero en Sistemas, de los cuales el
70% ha recibido capacitaciones previas en formación de riesgos laborales y el 30% no
tenía formaciones. De los 14 participantes que han recibido capacitaciones previas,
solamente 9 indicaron que se incluyó una parte práctica en estas formaciones. La Tabla
17. muestra la demografía de los participantes en la validación. La encuesta de
evaluación se encuentra en el ANEXO J.
Tabla 17. Demografía de los participantes.
Variable Categoría Frecuencia
(porcentaje)
Edad Hasta los 27 años 13 (65%)
> 27 años 7 (35%)
Área AIC Construcción 6 (30%)
Ingeniería 9 (45%)
Arquitectura 4 (20%)
otros 1 (5%)
Formación previa en PRL Con formación 14 (70%)
Sin formación 6 (30%)
Formación práctica previa Con formación 9 (64%)
Sin formación 5 (36%)
Para estudiar cuantitativamente si existen diferencias entre los resultados obtenidos
según el área del sector AIC en la que se desempeñan los encuestados y la influencia de
la formación previa con el uso de la herramienta virtual, se realizó la prueba de Krustal
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Wallis, establecida para determinar si las medianas de dos o más grupos difieren. Dado
que es una prueba no paramétrica, se considera eficiente para estudiar muestras
independientes. Para estos casos, se tienen solo distribuciones a comparar, logrando
identificar si existen diferencias o no en los comportamientos de cada una de las
muestras. Con esta técnica se verifico cada problemática planteada, realizando la
siguiente formulación de hipótesis:
H01 = No influye el área del sector AIC para la identificación correcta de los riesgos.
H11= Influye el área del sector AIC para la identificación correcta de los riesgos.
H02 = No influye la formación en prevención de riesgos laborales para un mayor
puntaje correcto.
H12 = Influye la formación en prevención de riesgos laborales para un mayor puntaje
correcto.
Se definió un nivel de significancia de 0.05 y se obtuvo el p-valor para cada problemática
planteada, para determinar si se aceptan las hipótesis planteadas. Si el p-valor es mayor
que el nivel de significancia no se puede rechazar la hipótesis nula y en caso contrario se
puede rechazar la hipótesis nula y se acepta la H1. La tabla 18. muestra los resultados de
las hipótesis y de toma de decisiones para cada una de las problemáticas.
Tabla 18. P-valor y decisión para cada problemática, según valoración de frecuencia e importancia.
N Afirmaciones p-valor Decisión
1 El campo de la AIC en el que se desenvuelve los
participantes influye en la identificación de
riesgos.
0.258 H01
2 Los participantes con formaciones previas en
PRL identifican mejor los riesgos. 0.032 H12
Para las preguntas planteadas en la escala de Likert también se realizó un análisis no
paramétrico de Krustal Wallis, considerando la división de la muestra en base a 2 grupos,
los participantes que tenían o no formación previa en prevención de riesgos laborales y
según el campo del sector AIC donde se desenvuelven con mayor frecuencia. El análisis
general con el promedio y la desviación estándar de cada planteamiento se detallan en
la Tabla 19.
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Tabla 19. Análisis General del nivel de conformidad de cada planteamiento.
N Categoría de
experiencia Planteamiento
Nivel de conformidad
Promedio Desviación
Estándar
1 Satisfacción Disfrute realizando la experiencia virtual para
prevención de riesgos laborales 4.68 0.58
2 Intuitiva Logré comprender lo que tenía que hacer en la
experiencia 4.37 0.68
3 Cautiverio Encontré la experiencia virtual atractiva 4.68 0.48
4 Inspiración Me involucre más en la experiencia virtual a
medida que avanzaba 4.74 0.45
5 Significado Aprendí sobre la temática de la herramienta
virtual 4.37 0.76
6 Eficiencia Las instrucciones de lo que se tenía que hacer
fueron claras 3.89 1.05
7 Asombro La experiencia virtual fue desafiante 3.95 0.97
8 Sorpresa Hubo una secuencia lógica de las actividades
en la experiencia virtual 3.79 0.92
9 Conciencia Pude poner a prueba mis conocimientos en PRL
para completar la experiencia 4.26 0.81
10 Empoderamiento La experiencia virtual es mejor que el uso de
textos o videos 4.79 0.42
11 Motivación Siento que aprendí algo nuevo desarrollando la
experiencia virtual 4.58 0.61
12 Creatividad La experiencia virtual permite ver de forma
novedosa una obra de construcción 5.00 0
El promedio del nivel de conformidad es de 4.43 y la desviación estándar del análisis
general obtenido es, σ = 0.399. Demuestra que la dispersión de los datos es baja.
Para los resultados de los análisis por grupos, que se muestra en la tabla 20, se desarrolló las siguientes hipótesis:
H01 = No existe diferencia en la valoración de los planteamientos respecto a la
formación previa.
H11= Existe diferencia en la valoración de los planteamientos respecto a la
formación previa.
H02 = No existe diferencia en la valoración de los planteamientos respecto al
campo de la AIC donde se desenvuelve.
H12 = Existe diferencia en la valoración de los planteamientos respecto al campo
de la AIC donde se desenvuelve.
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Tabla 20. Análisis por segregación grupal con el p valor y la decisión de cada planteamiento.
N Planteamiento
Análisis por formación previa en PRL Análisis por campo de la AIC
Con formación
previa
Sin formación
previa Krustal Wallis Construcción Arquitectura Ingeniería Krustal Wallis
Promedio Promedio p Decisión Promedio Promedio Promedio p Decisión
1 Disfrute realizando la experiencia virtual para
prevención de riesgos laborales 4.77 4.50 0.531 H01 4.83 4.50 4.78 0.486 H02
2 Logré comprender lo que tenía que hacer en la
experiencia 4.54 4.00 0.175 H01 4.67 4.00 4.56 0.29 H02
3 Encontré la experiencia virtual atractiva 4.62 4.83 0.355 H01 4.67 5.00 4.67 0.424 H02
4 Me involucre más en la experiencia virtual a
medida que avanzaba 4.69 4.83 0.528 H01 4.67 5.00 4.67 0.424 H02
5 Aprendí sobre la temática de la herramienta
virtual 4.46 4.17 0.358 H01 4.33 4.00 4.56 0.43 H02
6 Las instrucciones de lo que se tenía que hacer
fueron claras 3.85 4.00 0.854 H01 4.17 4.00 3.78 0.717 H02
7 La experiencia virtual fue desafiante 3.62 4.67 0.027 H11 3.67 4.50 3.89 0.385 H02
8 Hubo una secuencia lógica de las actividades
en la experiencia virtual 3.77 3.83 0.844 H01 3.83 3.75 3.78 0.858 H02
9 Pude poner a prueba mis conocimientos en
PRL para completar la experiencia 4.62 3.50 0.004 H11 4.50 4.00 4.44 0.497 H02
10 La experiencia virtual es mejor que el uso de
textos o videos 4.85 4.67 0.385 H01 4.83 4.75 4.89 0.825 H02
11 Siento que aprendí algo nuevo desarrollando la
experiencia virtual 4.38 5.00 0.03 H11 4.33 4.75 4.56 0.443 H02
12 La experiencia virtual permite ver de forma
novedosa una obra de construcción 5.00 5.00 1 H01 5.00 5 5.00 1 H02
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En la Figura 73. se muestra de manera gráfica el promedio de conformidad con cada una
de las categorías que consideraban los planteamientos.
Figura 73. Promedio de los resultados según la categoría de experiencia.
6.4 Discusión de Resultados
Los resultados obtenidos han sido considerados como una validación inicial, debido a que
la muestra no es significativa, solo se logró realizar 20 pruebas. De igual forma, fue posible
obtener respuestas para las hipótesis planteadas en el análisis general.
Los resultados del análisis indican que los participantes que tenían formación en
prevención de riesgos laborales obtuvieron un valor de significancia p=0,032, menor a
0,05 por lo tanto, se pudo rechazar la hipótesis nula y se asume H1, es decir los que tienen
formación previa pudieron identificar de mejor manera los riesgos en el entorno virtual
que los usuarios que no.
Mientras que los resultados según el campo del sector AIC en el que se desenvuelven los
participantes con mayor frecuencia, presentaron un valor de p=0,258, el cual es mayor
que la p definida de 0,05 por lo que se asume la hipótesis nula H0, lo que significa que el
campo del sector no influye en la capacidad para identificar riesgos, siendo así que la
capacidad para identificar peligros se correlaciona positivamente con la capacitación en
seguridad que tengan.
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De los resultados de niveles de conformidad de los participantes con la simulación
virtual, se puede concluir que:
El valor más alto obtenido, de 5 puntos, es en la pregunta de creatividad,
demostrando así que los participantes están muy de acuerdos con que la
experiencia de realidad virtual representa de una forma novedosa una obra de
construcción y transmite esa sensación de inmersión y realismo buscado.
Los valores obtenidos con las experiencias motivacionales y de comportamiento,
reflejadas en las categorías de motivación e inspiración, indican que la tecnología
creada ayuda a perseguir el objetivo de formación buscado y motiva a los usuarios
por seguir usándola.
Las 3 últimas categorías de asombro, eficiencia y sorpresa, a pesar de puntuar
menor a 4, que refleja ni en acuerdo ni en desacuerdo, dejan en evidencia que la
herramienta debería tener un nivel de desafío mayor y buscar la manera de crear
una secuencia lógica mediante unas instrucciones de uso claras y fáciles de
comprender.
La experiencia sensorial y emocional también se ve aceptada por los participantes
con un valor de 4.68 en la categoría de cautiverio y satisfacción, demostrando que
la herramienta cautivo la atención de los participantes y creo un disfrute al
momento de realizarla.
Sobre la inclusión de herramientas virtuales para la formación en prevención de
riesgos laborales, se obtuvo una respuesta positiva con un valor de 4.95, expresando
que los usuarios están muy de acuerdo con el uso de nuevas tecnologías para la
formación.
Para el análisis según el campo de la AIC, los niveles de significancia dieron valores
mayores al nivel definido de 0,05 por tanto no se puede rechazar la hipótesis nula y
se asume H02, es decir el factor según el campo de la AIC donde se desenvuelven no
influye para los resultados de los 12 planteamientos considerados.
De acuerdo al análisis según formación previa de PRL, de los 12 planteamientos
identificados, 9 dieron un valor de significancia mayor a 0,05 por tanto no se puede
rechazar la hipótesis nula y se asume H01, es decir los resultados no influyen con
relación a la formación previa. Sin embargo, para los planteamientos 7,9 y 11, que
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son del nivel de desafío de la herramienta, si se logró poner a prueba conocimientos
previos y si han aprendido algo nuevo, dieron valores menores al p definido, por lo
que se rechaza la hipótesis nula y se asume H1, es decir en estos planteamientos si
influye la formación previa para los resultados.
En general los resultados demuestran que la herramienta de realidad virtual creada tuvo
una alta aceptación por parte de los participantes, y esto se refleja en la pregunta final
planteada donde los participantes indicaron estar muy de acuerdo en que la herramienta
de realidad virtual puede ser de mucha ayuda para la formación en prevención de riesgos
laborales en la construcción, dejando claro que los puntos a corregir en esta son de forma
y no fondo, cumpliendo con los objetivos planteados.
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Capítulo VII: Conclusiones y Futuras líneas de investigación.
Los elevados índices de siniestralidad en el sector AIC, que se han venido manteniendo
con los años, ponen en manifiesto que sin duda existe un problema que se lo debe tratar.
Se ha visto que el trabajador es la principal figura de responsabilidad y el mayor afectado
en un siniestro, es por eso que se ha buscado dar un especial enfoque en reforzar las
formaciones que reciben de manera que se inculque una cultura preventiva, que ha a
pesar de tener una base de normativa bastante fuerte y clara, sigue sin ser efectiva y
eficiente viéndose recalcado en las estadísticas de accidentes.
Una unidad didáctica guía para la formación en prevención de riesgo laborales fue
elaborada, esta incluyo actividades de la metodología tradicional que se consideran
eficaces y una herramienta con un entorno virtual para el refuerzo del aprendizaje y la
evaluación de los factores de riesgo, buscando cubrir los requerimientos de la formación
mínima requerida de una manera eficiente. Esta unidad propone crear habilidades en los
estudiantes mediante una metodología de tipo procedimental en donde la acción es la
principal fuente de aprendizaje, es decir el trabajador aprenderá haciéndolo y viéndolo.
Un entorno de construcción realista fue desarrollado, este logra ser un apoyo para la
mejora de las capacidades prácticas de los trabajadores en la identificación de riesgos
laborales, este considero un edificio en etapa de construcción, zonas de excavaciones y
áreas de maquinaria y materiales, todo esto rodeado por una ciudad moderna, con un
alto nivel de realismo muy apegado a la realidad de las obras actuales y a los centros de
formación práctica, permitiendo generar una inmersión completa para el aprendizaje.
Durante la creación del entorno, paquetes de unity fueron creados, los cuales simulan
actividades de riesgos adaptados, 16 simulación fuero diseñadas las cuales logran recoger
características de realismo e interacción con el usuario. Estos pre-diseños de maquinaria
en movimiento, trabajadores realizando tareas y objetos de obra, se pudo compartir con
otros desarrolladores y estudiantes que están haciendo uso de unity, ayudándolos a crear
entornos de construcción virtuales más realistas. Además, estos paquetes facilitan la
simulación de los riesgos para la formación en diferentes escenarios de construcción,
siempre y cuando se tenga el modelo 3D.
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El motor de videojuegos unity y la programación, presentaron un verdadero reto por lo
que se le dedico un tiempo de alrededor 5 meses, en el cual se crearon múltiples
proyectos. Luego de un tiempo de trabajar con la plataforma, podemos decir que es una
herramienta muy potente para ofrecer resultados muy vistosos, con un muy alto nivel de
realismo, en poco tiempo, con una curva de aprendizaje muy rápida, para usuarios no
expertos en programación. Es decir, unity es la herramienta ideal para desarrollar
maquetas y mostrar el potencial de la realidad virtual de forma rápida y sencilla. Sin
embargo, requiere de muchas horas de dedicación, un PC de alto rendimiento y buenos
conocimientos de programación si se desean resultados de producción, precisión en las
animaciones de los personajes, interacción con los objetos y desarrollo de todos los
árboles de decisión.
La herramienta creada en el entorno de realidad virtual fue validada, mediante una
encuesta realizada a 20 participantes que, a pesar de no ser una muestra significativa,
reflejaron lo que estudios previos han demostrado, que la realidad virtual puede ser
utilizada para mejorar los procesos de aprendizaje sobre prevención de riesgos laborales,
captando de mejor manera la atención de los usuarios y generando escenarios muy
próximos a la realidad. El promedio de respuesta de la validación de la experiencia
demostró que la realidad virtual puede ser una herramienta importantísima y muy útil
para impartir formaciones a los trabajadores del sector. Además, los resultados obtenidos
de esa pequeña muestra, demuestran que el programa de formación creado cumple con
su objetivo de evaluar los conocimientos previos en PRL y crear un refuerzo a los mismo.
Como futuras líneas de investigación se debe:
- Continuar con la creación de paquetes de actividades, con el fin de aumentar la
base de riesgos, buscando abarcar todos los peligros existentes en una obra real.
- Además, se de trabajar en la implementación de modelos de diseño sugeridos en
diferentes escenarios de construcción de tal forma de abarcar una amplia gama
de alternativas.
Aumentar el grupo de estudio para la valoración de la experiencia con el fin de
tener resultados significativos, usando trabajadores de distintas nacionalidades
para ver su potencial más allá del idioma, partiendo de una formación teórica y
luego la simulación virtual.
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Referencias
[1] X. Li, W. Yi, H. L. Chi, X. Wang, and A. P. C. Chan, “A critical review of virtual and augmented reality (VR/AR) applications in construction safety,” Autom. Constr., vol. 86, pp. 150–162, Feb. 2018, doi: 10.1016/j.autcon.2017.11.003.
[2] Organización Internacional del Trabajo (OIT), “Tendencias mundiales sobre accidentes del trabajo y enfermedades profesionales.,” p. 8, 2015, [Online]. Available: https://www.ilo.org/legacy/english/osh/es/story_content/external_files/fs_st_1-ILO_5_es.pdf.
[3] R. Solís, “One hundred months of construction accidents in the southeast of Mexico,” Rev. Ing. Constr., vol. 32, no. 3, pp. 195–204, 2017, doi: 10.4067/s0718-50732017000300195.
[4] H. Li, M. Lu, G. Chan, and M. Skitmore, “Proactive training system for safe and efficient precast installation,” Autom. Constr., vol. 49, no. PA, pp. 163–174, Jan. 2015, doi: 10.1016/j.autcon.2014.10.010.
[5] S. Bahn, “Workplace hazard identification and management: The case of an underground mining operation,” Saf. Sci., vol. 57, pp. 129–137, 2013, doi: 10.1016/j.ssci.2013.01.010.
[6] A. Albert, M. R. Hallowell, B. Kleiner, A. Chen, and M. Golparvar-Fard, “Enhancing Construction Hazard Recognition with High-Fidelity Augmented Virtuality,” J. Constr. Eng. Manag., vol. 140, no. 7, p. 4014024, 2014, doi: 10.1061/(asce)co.1943-7862.0000860.
[7] A. Perlman, R. Sacks, and R. Barak, “Hazard recognition and risk perception in construction,” Saf. Sci., vol. 64, pp. 13–21, Apr. 2014, doi: 10.1016/j.ssci.2013.11.019.
[8] H. L. Guo, H. Li, and V. Li, “VP-based safety management in large-scale construction projects: A conceptual framework,” Autom. Constr., vol. 34, pp. 16–24, Sep. 2013, doi: 10.1016/j.autcon.2012.10.013.
[9] R. Diaz Martin and A. C. Soto Pérez, ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN Y SITUACIÓN ACTUAL DE LA FORMACIÓN EN PREVENCIÓN. 2018.
[10] K. Peffers, “A Design Science Research Methodology for Information Systems Research,” J. Manag. Inf. Syst., vol. 24, no. 3, pp. 45–78, 2007.
[11] H. Rivas Martínez, “Análisis del Sector de la Construcción a escala Internacional. Caso de Estados Unidos,” Universidad Politécnica de Valencia.
[12] N. E. García Osorio and X. del C. Tobar Cazares, “La construcción en el Producto Interno Bruto del Ecuador, 2000-2018.,” Podium, vol. 35, no. 35, pp. 57–68, 2019, doi: 10.31095/podium.2019.35.4.
[13] E. Inmobiliaria, “La construcción es una industria que está en retroceso y necesita ganar productividad,” elEconomista Inmobiliaria, no. 49, pp. 4–5, 2020, [Online]. Available: https://revistas.eleconomista.es/inmobiliaria/2020/diciembre/la-construccion-es-una-industria-que-esta-en-retroceso-y-necesita-ganar-productividad-AD5500130.
[14] International Labour Organization, “Construction sector.” . [15] observatorio industrial de la construcción, “El sector de la construcción,” 2019. [16] M. Frisancho Mayta, “Características de la industria de la construcción,” Instituto Khipu , Feb. 01,
2020. https://blog.khipu.edu.pe/contabilidad/2020/02/01/caracteristicas-de-la-industria-de-la-construccion/ (accessed Mar. 19, 2021).
[17] A. V. Peralta and A. Serpell, “Características de la Industria de la Construcción,” Rev. Ing. Construcción, vol. 11, pp. 1–17, 1991, [Online]. Available: www.ricuc.cl/index.php/ric/article/download/348/291.
[18] V. Cruz-Machado and P. Rosa, “Planning model based on lean construction for short term works,” Inf. Tecnol., vol. 18, no. 1, pp. 107–118, 2007, doi: 10.4067/S0718-07642007000100015.
[19] A. González, J. Bonilla-Santos, M. Quintero, C. Reyes, and A. Chavarro, “Análisis de las causas y consecuencias de los accidentes laborales ocurridos en dos proyectos de construcción,” Rev. Ing. Constr., vol. 31, no. 1, pp. 5–16, 2016, doi: 10.4067/s0718-50732016000100001.
[20] ODHE (Observatori de Drets Humans y Empreses), “El sector de la construcción y las infraestructuras,” pp. 1–12, 2018.
[21] R. Toledo, “La industria de la construcción está a punto de cambiar radicalmente - Alpha Hardin.” https://www.alpha-hardin.com/la-industria-de-la-construccion-esta-a-punto-de-cambiar-radicalmente/ (accessed Mar. 19, 2021).
[22] M. Andreessen, “Why Software Is Eating the World - WSJ,” Jul. 20, 2011.
Eduardo Emiliano
Bolaños Andrade Master Ingeniería Estructural y de la
Construcción
Desarrollo de unidades formativas basadas en experiencias de realidad virtual
para la prevención de riesgos laborales en trabajos con excavación. página 119
https://www.wsj.com/articles/SB10001424053111903480904576512250915629460 (accessed Mar. 19, 2021).
[23] H. Quezada, “La nueva realidad para la industria de la construcción,” Obras por expansión , Dec. 15, 2020. https://obras.expansion.mx/opinion/2020/12/15/la-nueva-realidad-para-la-industria-de-la-construccion (accessed Mar. 19, 2021).
[24] T. . O. Osunsanmi, C. Aigbavboa, and A. Oke, “Construction 4.0: The Future of the Construction Industry in South Africa,” Int. J. Civ. Environ. Eng., vol. 12, no. 3, pp. 206–212, 2018.
[25] A. A. Alvarez and M. V. Ripoll-Meyer, “Proposal for the implementation of the bim methodology in an classroom experience focused on building sustainability,” Habitat Sustentable, vol. 10, no. 1, pp. 32–43, Jun. 2020, doi: 10.22320/07190700.2020.10.01.03.
[26] P. Demian and D. Walters, “The advantages of information management through building information modelling,” Constr. Manag. Econ., vol. 32, no. 12, pp. 1153–1165, 2014, doi: 10.1080/01446193.2013.777754.
[27] S. Blanco, F. Garcia, and J. Muñoz, “Guía BIM,” Build, 2020. [28] ADVENSER, “Building Information modeling (BIM),” [Online]. Available:
https://www.advenser.ae/bim-services/. [29] V. Meana, A. Bello, and R. García, “Analysis of the implementation of the BIM methodology in the
Spanish industrial engineering degrees under the competential perspective,” Revista Ingenieria de Construccion, vol. 34, no. 2. Potificia Universidad Catolica de Chile, pp. 169–180, 2019, doi: 10.4067/S0718-50732019000200169.
[30] L. Perez, “Posibilidades de la Metodologia BIM en la Ingenieria Civil,” p. 145, 2019, [Online]. Available: http://oa.upm.es/54370/2/TFM_LUIS_AUGUSTO_PEREZ_GONZALEZ.pdf.
[31] F. T. España, “Metodologia BIM.” https://conectaempleo-formacion.fundaciontelefonica.com/es/web/es-metodologia-bim/home.
[32] J. García, M. Villamor, J. Gonzalez Diaz, and F. Blanco, “Guía BIM para propietarios y gestores de activos,” Jan. 2020. Accessed: Mar. 20, 2021. [Online]. Available: www.buildingSMART.es.
[33] S. Alizadehsalehi, A. Hadavi, and J. C. Huang, “From BIM to extended reality in AEC industry,” Autom. Constr., vol. 116, p. 103254, Aug. 2020, doi: 10.1016/j.autcon.2020.103254.
[34] P. Fuchs and G. Moreau, Virtual Reality: Concepts and Technologies, 1era Edicion. CRC Press, 2011.
[35] Y. Zhang, H. Liu, S. C. Kang, and M. Al-Hussein, “Virtual reality applications for the built environment: Research trends and opportunities,” Automation in Construction, vol. 118. Elsevier B.V., p. 103311, Oct. 01, 2020, doi: 10.1016/j.autcon.2020.103311.
[36] Perkins Coie LLP, “AUGMENTED AND VIRTUAL REALITY SURVEY REPORT,” Mar. 2018. [37] L. FLÓREZ ARISTIZÁBAL DOCENTE JESÚS DAVID CARDONA Ing, “REALIDAD AUMENTADA Y
REALIDAD MIXTA SEMINARIO DE INVESTIGACIÓN MARZO DE 2013 CALI.” [38] P. Milgram and F. Kishino, “Taxonomy of mixed reality visual displays,” IEICE Trans. Inf. Syst., vol.
E77-D, no. 12, pp. 1321–1329, Dec. 1994. [39] G. Riexinger, A. Kluth, M. Olbrich, J. D. Braun, and T. Bauernhansl, “Mixed Reality for On-Site Self-
Instruction and Self-Inspection with Building Information Models,” in Procedia CIRP, 2018, vol. 72, pp. 1124–1129, doi: 10.1016/j.procir.2018.03.160.
[40] J. Chalhoub and S. K. Ayer, “Using Mixed Reality for electrical construction design communication,” Autom. Constr., vol. 86, pp. 1–10, Feb. 2018, doi: 10.1016/j.autcon.2017.10.028.
[41] D. Diez, “¿Qué es la Construcción 4.0? El sector en la Industria 4.0,” ITAINNOVA, Apr. 10, 2019. https://www.itainnova.es/blog/industria-4-0/que-es-la-construccion-4-0-el-sector-en-la-industria-4-0/ (accessed Mar. 20, 2021).
[42] McKinsey & Company, “REINVENTING CONSTRUCTION: A ROUTE TO HIGHER PRODUCTIVITY,” 2017. Accessed: Mar. 20, 2021. [Online]. Available: www.mckinsey.com/mgi.
[43] A. Sisternes García, “Construcción 4.0: Construye lo que viene,” KÖMMERLING, Aug. 31, 2020. https://retokommerling.com/construccion-4-construye-lo-que-viene/ (accessed Mar. 20, 2021).
[44] Zigurat Global Institute of Technology, “La construcción 4.0 y su esqueleto tecnológico,” Jun. 03, 2020. https://www.e-zigurat.com/blog/es/construccion-4-0-esqueleto-tecnologico/ (accessed Mar. 20, 2021).
[45] Organización Internacional del Trabajo (OIT), “Descripción del indicador: Lesiones laborales,” International Labour Organization. https://ilostat.ilo.org/es/resources/concepts-and-definitions/description-occupational-injuries/ (accessed Mar. 21, 2021).
Eduardo Emiliano
Bolaños Andrade Master Ingeniería Estructural y de la
Construcción
Desarrollo de unidades formativas basadas en experiencias de realidad virtual
para la prevención de riesgos laborales en trabajos con excavación. página 120
[46] C. Española, “Ley 31/1995, de 8 de noviembre, de prevención de Riesgos Laborales,” BOE núm. 269. Nov. 10, 1995, Accessed: Mar. 21, 2021. [Online]. Available: https://www.boe.es/buscar/act.php?id=BOE-A-1995-24292.
[47] Enviroment Health Safety, “Occupational Health and safety – Construction Industry,” ASK-EHS, Jul. 18, 2019. https://www.ask-ehs.com/blog/occupational-health-safety-construction-industry/ (accessed Mar. 21, 2021).
[48] Organización Internacional del Trabajo, “Seguridad y Salud en el Centro del Futuro del Trabajo: Aprovechar 100 años de experiencia,” 2019. https://www.ilo.org/wcmsp5/groups/public/---dgreports/---dcomm/documents/publication/wcms_686762.pdf (accessed Mar. 25, 2021).
[49] Prevención Integral & ORP Conference, “La construcción lidera el aumento de la siniestralidad,” Apr. 22, 2020. https://www.prevencionintegral.com/actualidad/noticias/2020/03/07/dato-dia-construccion-lidera-aumento-siniestralidad (accessed Mar. 21, 2021).
[50] Ministerio de trabajo y economia social, “ESTADÍSTICA DE ACCIDENTES DE TRABAJO,” 2019, [Online]. Available: https://www.mites.gob.es/es/estadisticas/monograficas_anuales/EAT/2018/index.htm.
[51] R. Fernández García, “Reflexiones ante el Día Internacional de la Seguridad y Salud en el Trabajo,” GESTIÓN PRÁCTICA de Riesgos Laborales, pp. 24–31, Jun. 2014, Accessed: Mar. 21, 2021. [Online]. Available: www.cissprevencion.es.
[52] BLS, “Census of fatal occupational injuries (CFOI),” Bur. Labor Stat., no. 202, pp. 1–9, 2020, [Online]. Available: https://www.bls.gov/news.release/pdf/cfoi.pdf.
[53] M. V. de la Orden Rivera, M. Fonte, and M. Zimmermann, “Informe Anual de accidentes de trabajo en España 2019,” Aug. 2020. Accessed: Mar. 21, 2021. [Online]. Available: https://www.insst.es/documents/94886/785254/Informe+anual+de+accidentes+de+trabajo+en+España+2019/550b6df1-a35c-437d-84fc-1cd679c044d7.
[54] J. Del Prado, “Causas de los accidentes laborales.” https://blogs.imf-formacion.com/blog/prevencion-riesgos-laborales/actualidad-laboral/causas-de-los-accidentes-laborales/ (accessed Mar. 22, 2021).
[55] R. Fernandez Garcia, “Prevención de Riesgos Laborales en la construcción: un enfoque holístico.,” Dialnet, 2019. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=7124746 (accessed Mar. 21, 2021).
[56] NTP-592, “NTP 592: La gestión integral de los accidentes de trabajo (I): tratamiento documental e investigación de accidentes.,” Cent. Nac. Condiciones Trab., no. I, p. 8, 2001, [Online]. Available: http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/NTP/Ficheros/501a600/ntp_592.pdf.
[57] jesus Barcelo, Incidencias del comportamiento humano en los accidentes de trabajo. 2005. [58] M. Arnau, “¿Qué son la Teoría de la Causalidad y la Pirámide de Bird?,” proalt ingenieria. [Online].
Available: https://www.proalt.es/teoria-de-la-causalidad-y-piramide-de-bird-que-son-y-de-que-nos-sirven/.
[59] Junta de Andalucia, “Caracterización de la accidentalidad en obras de construcción 2004 - 2013,” 2013.
[60] R. A. Haslam et al., “Contributing factors in construction accidents,” in Applied Ergonomics, Jul. 2005, vol. 36, no. 4 SPEC. ISS., pp. 401–415, doi: 10.1016/j.apergo.2004.12.002.
[61] M. del M. Casanovas, J. Armengou, and G. Ramos, “Occupational Risk Index for Assessment of Risk in Construction Work by Activity,” J. Constr. Eng. Manag., vol. 140, no. 1, p. 04013035, Jan. 2014, doi: 10.1061/(asce)co.1943-7862.0000785.
[62] C. B. Frazier, T. D. Ludwig, B. Whitaker, and D. S. Roberts, “A hierarchical factor analysis of a safety culture survey,” Journal of Safety Research, vol. 45. pp. 15–28, 2013, doi: 10.1016/j.jsr.2012.10.015.
[63] S. L. Morrow, G. K. Koves, and V. E. Barnes, “Exploring the relationship between safety culture and safety performance in U.S. nuclear power operations,” Saf. Sci., vol. 69, pp. 37–47, 2014, doi: 10.1016/j.ssci.2014.02.022.
[64] ICSI, “¿Qué es la cultura de seguridad?,” Instituto para una cultura de seguridad industrial, Jan. 01, 2017. https://www.icsi-eu.org/es/revista/cultura-seguridad-definicion (accessed Mar. 26, 2021).
[65] C. Martínez and R. Montero, “La cultura de la seguridad en una empresa constructora: evaluación e interpretación de sus resultados,” SciELO, Maracay, pp. 115–126, 2015.
[66] C. Baylis, “Corporate Safety Culture: The Dimensions. Presented at Berkeley Conferences
Eduardo Emiliano
Bolaños Andrade Master Ingeniería Estructural y de la
Construcción
Desarrollo de unidades formativas basadas en experiencias de realidad virtual
para la prevención de riesgos laborales en trabajos con excavación. página 121
International, Developing and Maintaining an effective safety culture.,” 1998. [67] E. Sawacha, S. Naoum, and D. Fong, “Factors affecting safety performance on construction sites,”
Int. J. Proj. Manag., vol. 17, no. 5, pp. 309–315, 1999, doi: 10.1016/S0263-7863(98)00042-8. [68] S. Spangenberg, C. Baarts, J. Dyreborg, L. Jensen, P. Kines, and K. L. Mikkelsen, “Factors
contributing to the differences in work related injury rates between Danish and Swedish construction workers,” Saf. Sci., vol. 41, no. 6, pp. 517–530, 2003, doi: 10.1016/S0925-7535(02)00007-3.
[69] D. Pontelli, R. Ingaramo, J. L. Zanazzi, A. Chayle, and J. Rodríguez, “Análisis de las condiciones de riesgos laborales. propuesta para identificar los factores que la afectan, basada en el modelo de las desviaciones,” Ing. Ind., vol. 9, no. 2, pp. 7–25, 2010.
[70] Direccion General del trabajo, IV Convenio Colectivo General del Sector de la Construcción. España: BOE-A-2007-15575, 2007, p. 35207 a 35252.
[71] Ministerio de Empleo y Seguridad Social, “BOE-A-2017-10951 Resolución de 21 de septiembre de 2017,” Convenio colectivo general del sector de la construcción. https://boe.es/diario_boe/txt.php?id=BOE-A-2017-10951 (accessed Apr. 03, 2021).
[72] I. E. D. S. S. TRABAJO, “DECRETO EJECUTIVO 2393 REGLAMENTO DE SEGURIDAD Y SALUD DE LOS TRABAJADORES Y MEJORAMIENTO DEL MEDIO AMBIENTE DE TRABAJO,” p. 27, 2015.
[73] EALDE, “Principales normativas de prevención de riesgos laborales.” 2020, [Online]. Available: https://www.ealde.es/normativas-de-prevencion-de-riesgos-laborales/.
[74] Congreso de Diputados, Constitución Española. España: Boletín Oficial del Estado, 1978. [75] M. Fraile Bravo, “ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA FORMACIÓN EN PRL EN EL SECTOR DE LA
CONSTRUCCIÓN,” Universidad Politecnica de Catalunya, 2011. [76] C. Española, Ley 54/2003. Reforma del marco normativo de la prevención de riesgos laborales.,
no. 298, 13 de diciembre. 2003, p. 44408 a 44415. [77] M. y A. U. Ministerio de Transportes, Ley de subcontratación en la construcción (Ley 32/2006).
2006. [78] E. CORRAL, “La formación preventiva en el sector de la construcción,” prevencionar.com. 2016,
[Online]. Available: https://prevencionar.com/2016/06/14/la-formacion-preventiva-sector-la-construccion/.
[79] F. L. D. E. L. A. CONSTRUCCION, “Formación en Prevención de Riesgos Laborales (TPC).” [Online]. Available: https://www.trabajoenconstruccion.com/formacion_prevencion.aspx?sector=1.
[80] Fundación Laboral de la Construcción, “Los Centros de Prácticas Preventivas de la Fundación Laboral, un valor diferencial en materia de seguridad y salud.” https://www.fundacionlaboral.org/actualidad/noticias/reportajes/los-centros-de-practicas-preventivas-de-la-fundacion-laboral-un-valor-diferencial-en-materia-de-seguridad-y-salud (accessed Apr. 19, 2021).
[81] Fundación Laboral de la Construcción, “Centros de formación,” [Online]. Available: https://www.fundacionlaboral.org/formacion/centros.
[82] J. R. Anderson et al., “EDUCACIÓN: EL CONSTRUCTIVISMO RADICAL Y LA PSICOLOGÍA COGNITIVA*,” 2001.
[83] A. Burgos-garcía, “Formación para la PRL : Recursos , técnicas y métodos para la formación eficaz,” no. March 2002, 2016, doi: 10.13140/RG.2.1.2165.7367.
[84] M. J. Burke, S. A. Sarpy, K. Smith-Crowe, S. Chan-Serafin, R. O. Salvador, and G. Islam, “Relative effectiveness of worker safety and health training methods,” Am. J. Public Health, vol. 96, no. 2, pp. 315–324, Feb. 2006, doi: 10.2105/AJPH.2004.059840.
[85] O. Hajri Barragan, “Nuevas estrategias de formación en prevención de riesgos laborales,” Universidad Politecnica de Catalunya, 2019.
[86] CEOE, “‘Reinventando’ La formación preventiva.” [Online]. Available: https://prl.ceoe.es/reinventando-la-formacion-preventiva/.
[87] J. Del Prado, “Eficacia de la formación preventiva,” Blog Prevención IMF. [Online]. Available: https://blogs.imf-formacion.com/blog/prevencion-riesgos-laborales/actualidad-laboral/eficacia-de-la-formacion-preventiva/.
[88] F. E. para la prevención de riesgos Laborales., “La eficacia y la eficiencia en la formación - Dinámicas Preventivas en el sector de la construcción,” Dinámica Preventiva. [Online]. Available: http://dinamicapreventiva.lineaprevencion.com/consideraciones-generales/antecedentes/la-formacion-como-tecnica-en-prl/2-la-eficacia-y-la-eficiencia-en-la-formacion.
[89] F. L. de la Construcción, “Upp Games.” [Online]. Available:
Eduardo Emiliano
Bolaños Andrade Master Ingeniería Estructural y de la
Construcción
Desarrollo de unidades formativas basadas en experiencias de realidad virtual
para la prevención de riesgos laborales en trabajos con excavación. página 122
https://microsites.fundacionlaboral.org/upp-games?pag=3&idioma=0. [90] I. Rincón Larre, “PREVENCIÓN DE RIESGOS LABORALES EN LA CONSTRUCCIÓN: ESTUDIO DE LA
COMPLEJIDAD Y SINIESTRALIDAD,” Universidad Pública de Navarra, 2013. [91] M. Garcia-Layunta, A. Oliver, and F. Verdu, “Factores psicosociales influyentes en la ocurrencia de
accidentes laborales PSYCHOSOCIAL FACTORS INFLUENCING THE OCCURRENCE OF OCCUPATIONAL ACCIDENTS,” Arch Prev Riesgos Labor, vol. 5, no. 1, pp. 4–10, 2002.
[92] C. Soler, “Virtual learning: la realidad virtual como herramienta de formación,” PMFarma, Sep. 2019. http://www.pmfarma.es/articulos/2682-virtual-learning-la-realidad-virtual-como-herramienta-de-formacion.html (accessed Apr. 06, 2021).
[93] E. Rojas Cabrera, “Formación de técnicos en PRL para sus visitas de inspección mediante experiencias de realidad virtual Trabajo,” 2020.
[94] Y. Shi, J. Du, C. R. Ahn, and E. Ragan, “Impact assessment of reinforced learning methods on construction workers’ fall risk behavior using virtual reality,” Autom. Constr., vol. 104, pp. 197–214, Aug. 2019, doi: 10.1016/j.autcon.2019.04.015.
[95] H. Li, G. Chan, and M. Skitmore, “Visualizing safety assessment by integrating the use of game technology,” in Automation in Construction, Mar. 2012, vol. 22, pp. 498–505, doi: 10.1016/j.autcon.2011.11.009.
[96] S. K. Ayer, J. I. Messner, and C. J. Anumba, “Augmented Reality Gaming in Sustainable Design Education,” J. Archit. Eng., vol. 22, no. 1, p. 04015012, Mar. 2016, doi: 10.1061/(ASCE)AE.1943-5568.0000195.
[97] W. Wu, J. Hartless, A. Tesei, V. Gunji, S. Ayer, and J. London, “Design Assessment in Virtual and Mixed Reality Environments: Comparison of Novices and Experts,” J. Constr. Eng. Manag., vol. 145, no. 9, p. 04019049, Sep. 2019, doi: 10.1061/(asce)co.1943-7862.0001683.
[98] B. E. Marcano, “NUEVAS TENDENCIAS EN LA FORMACIÓN PROFESIONAL: EL USO DE LOS SERIOUS GAME.,” ResearchGate, vol. 1, no. 2, pp. 159–169, 2011.
[99] J. K. Dickinson, P. Woodard, R. Canas, S. Ahamed, and D. Lockston, “Game-based trench safety education: Development and lessons learned,” Electron. J. Inf. Technol. Constr., vol. 16, no. June, pp. 118–132, 2011.
[100] Z. Liang, K. Zhou, and K. Gao, “Development of Virtual Reality Serious Game for Underground Rock-Related Hazards Safety Training,” IEEE Access, vol. 7, pp. 118639–118649, 2019, doi: 10.1109/ACCESS.2019.2934990.
[101] D. Zhao, J. Lucas, and W. Thabet, “Using virtual environments to support electrical safety awareness in construction,” in Proceedings - Winter Simulation Conference, 2009, pp. 2679–2690, doi: 10.1109/WSC.2009.5429258.
[102] H. Guo, H. Li, G. Chan, and M. Skitmore, “Using game technologies to improve the safety of construction plant operations,” Accid. Anal. Prev., vol. 48, pp. 204–213, Sep. 2012, doi: 10.1016/j.aap.2011.06.002.
[103] J. Teizer, T. Cheng, and Y. Fang, “Location tracking and data visualization technology to advance construction ironworkers’ education and training in safety and productivity,” Autom. Constr., vol. 35, pp. 53–68, Nov. 2013, doi: 10.1016/j.autcon.2013.03.004.
[104] D. Ojados Gonzalez, B. Martin-Gorriz, I. Ibarra Berrocal, A. Macian Morales, G. Adolfo Salcedo, and B. Miguel Hernandez, “Development and assessment of a tractor driving simulator with immersive virtual reality for training to avoid occupational hazards,” Comput. Electron. Agric., vol. 143, pp. 111–118, Dec. 2017, doi: 10.1016/j.compag.2017.10.008.
[105] S. Pedram, S. Palmisano, R. Skarbez, P. Perez, and M. Farrelly, “Investigating the process of mine rescuers’ safety training with immersive virtual reality: A structural equation modelling approach,” Comput. Educ., vol. 153, p. 103891, Aug. 2020, doi: 10.1016/j.compedu.2020.103891.
[106] R. Eiris, M. Gheisari, and B. Esmaeili, “Desktop-based safety training using 360-degree panorama and static virtual reality techniques: A comparative experimental study,” Autom. Constr., vol. 109, p. 102969, 2020, doi: 10.1016/j.autcon.2019.102969.
[107] S. Joshi et al., “Implementing Virtual Reality technology for safety training in the precast/ prestressed concrete industry,” Appl. Ergon., vol. 90, p. 103286, 2021, doi: 10.1016/j.apergo.2020.103286.
[108] R. Gómez López, “Análisis de los métodos didácticos en la enseñanza,” Análisis los métodos didácticos en la enseñanza, vol. 32, no. 32, pp. 261–334, 2002, doi: 10.30827/publicaciones.v32i0.2334.
[109] G. Vázquez-Mata, “Realidad virtual y simulación en el entrenamiento de los estudiantes de
Eduardo Emiliano
Bolaños Andrade Master Ingeniería Estructural y de la
Construcción
Desarrollo de unidades formativas basadas en experiencias de realidad virtual
para la prevención de riesgos laborales en trabajos con excavación. página 123
medicina,” Educ. Médica, vol. 11, no. Supl 1, pp. 29–31, 2008, doi: 10.4321/s1575-18132008000500006.
[110] Magaña Marina, “Aplicación de la realidad virtual para la concienciación de los riesgos laborales de la minería subterránea,” Universidad Politecnica de Catalunya, 2019.
[111] A. Burgos García, “Aprende a crecer con seguridad: Programación didáctica de aula para la enseñanza de la seguridad y la salud en la ESO (unidades y fichas prácticas),” [Online]. Available: http://www.invassat.gva.es/documents/161660384/161741887/BURGOS+GARCIA++Antonio; TEJERO+ROLDAN++Maria+Dolores++2012+.+Aprende+a+crecer+con+seguridad+++Programacion+didactica+de+aula+para+la+enseñanza+de+la+seguridad+y+la+salud+en+la+ESO++NC+12802+/.
[112] A. Burgos García, Material didáctico para el profesorado. 2009. [113] G. Gómez-Etxebarria, “Manual para la formación en Prevención de Riesgos Laborales,” p. 50,
2011. [114] E. Diez, “Unidades Didácticas,” Universidad de León. [Online]. Available:
http://educar.unileon.es/Antigua/Didactic/UD.htm. [115] L. Ruiz, “Unidad didáctica: definición, para qué sirve y cómo elaborarla,” Psicología y Mente.
[Online]. Available: https://psicologiaymente.com/cultura/unidad-didactica. [116] Seguros de Vida Suramericana SURA, “Cazadores de riesgos. Sector construcción,” pp. 1–2, 2019. [117] I. S. Sánchez-Herrera Bautista-Cámara, M. Bestraten Bellovi, and J. Orrit Viros, “1a ENCUESTA EN
ESPAÑA A TÉCNICOS DE PREVENCIÓN DE RIESGOS LABORALES.” [118] Fundación Laboral de la Construcción, “Aclaración sobre los requisitos de las acciones formativas
en materia de PRL del Convenio General del Sector de la Construcción.” https://www.fundacionlaboral.org/actualidad/noticias/fundacion/aclaracion-sobre-los-requisitos-de-las-acciones-formativas-en-materia-de-prl-del-convenio-general-del-sector-de-la-construccion?utm_source=fundacionlaboral.org&utm_medium=referral&utm_campaign=Destacados - Home Web Institucional&utm_content=COMUNICADO (accessed Mar. 18, 2021).
[119] R. Sacks, A. Perlman, and R. Barak, “Construction safety training using immersive virtual reality,” Constr. Manag. Econ., vol. 31, no. 9, pp. 1005–1017, Sep. 2013, doi: 10.1080/01446193.2013.828844.
[120] Y. Shi, J. Du, and D. A. Worthy, “The impact of engineering information formats on learning and execution of construction operations: A virtual reality pipe maintenance experiment,” Autom. Constr., vol. 119, p. 103367, Nov. 2020, doi: 10.1016/j.autcon.2020.103367.
[121] A. De Antonio, M. Villalobos, and E. Luna, “Cuándo y Cómo usar la Realidad Virtual en la Enseñanza,” Rev. Enseñanza y Tecnol., pp. 26–36, 2000, [Online]. Available: https://pdfs.semanticscholar.org/97d8/69001b1dffa5c7deaa7e865ff0098595dc5a.pdf.
[122] 3M Science Applied to Life, “3M Diseño y Construcción.” [Online]. Available: https://www.3m.com.es/3M/es_ES/diseno-construccion-es/#MMM--Drawer-6-Desktop.
[123] M. Arnau, “Documento explicativo de Unity 3D,” 2019. [124] C. Ingenieros, “Generador de precios de la construcción.” [Online]. Available:
http://carm.generadordeprecios.info/. [125] R. VIVAS and E. CAÑAS, “Proceso para la Evaluación de Aspectos Relacionados con la Experiencia
de Usuario para Entornos Virtuales de Aprendizaje,” 2013. [126] “ISO 9241-210:2010 - Ergonomics of human-system interaction — Part 210: Human-centred
design for interactive systems.” 2010. [127] T. Olsson, “Human Factors in Augmented Reality Environments.,” Hum. Factors Augment. Real.
Env., pp. 203–232, 2013.
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Anexos
Anexo A. Códigos para el Análisis causal de accidentes.
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Anexo B. Modelos de evaluación de la formación en PRL.
Test de opción múltiple
Test visual de identificacion de riesgos.
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Anexo C. Recursos educativos para prevención de riesgos.
Carteles Informativos
Juegos de Mesa y Unidades didácticas
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Anexo D. Fichas de accidentes reales.
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Anexo E. Comparativa entre sketch up y revit
Tabla 21. Comparativa entre SketchUp y Revit.
Software Ventajas Desventajas
Galería de materiales.
Mejores texturas
Contiene todos los elementos del
modelo
Tamaño.
Complejidad en uso.
Costo computacional alto
Exportar a Unity sin texturas.
Diseños en 3D más sencillos.
Ocupa menos memoria.
Extensa librería de modelos 3D.
Exporta a Unity con texturas.
Intuitiva y fácil uso.
Limitación de archivos para
importar.
Es muy básico y faltan herramientas.
Solo crea bocetos.
No contiene librería de materiales
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ANEXO F. Proyectos anteriores creados
Para llegar a la herramienta final de este proyecto fue necesaria la creación de 3 demos
previos, a los que se fue evaluando constantemente para corregir los errores y rescatar
lo mejor de cada uno, a continuación, se detallan cada uno de ellos:
1. El primer proyecto fue la iniciación con el programa unity, el objetivo en este demo
era la recolección de unos cascos que estaban alrededor de una obra de
construcción sencilla y en la que el usuario contaba con una barra de vida. En este
proyecto se pudo aprender cómo funcionaba el controlador en primera persona,
como exportar los modelos desde Revit y Sketchup al unity, se crearon algunos
scripts muy básicos. En la Figura 74 se puede observar como lucia esta primera
demo.
Figura 74. Primer proyecto creado en unity.
2. El segundo proyecto se utilizó para la creación de los primeros paquetes de
actividades, en este se utilizó un escenario sencillo donde se incluyó a trabajadores
y se comenzó a tener una primera interacción con las ventanas de animaciones, se
probó nuevas texturas en el edificio y se comenzó a utilizar scripts más complejos.
De este se pudo obtener maquinaria en movimiento y trabajadores realizando
tareas. En la Figura 75. se pueden ver el escenario y algunos objetos de este
proyecto.
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Figura 75. Imágenes del segundo proyecto creado con vehículos y trabajadores.
3. En el tercer proyecto, se comenzó a incluir las lógicas del proyecto final, creando un
escenario más realista y con mejores texturas, incluyendo un menú de inicio y uno
de finalización de la experiencia, se incluyó por primera vez sonidos y paneles de
pregunta, se usó todo lo recabado de los proyectos anteriores. Se incluyó 5
actividades y zonas de riesgo y se copilo en un ejecutable para enviarlos a terceros,
a pesar de que presento algunos errores, fue el mejor punto de partida del diseño
final.
Figura 76. Imágenes del tercer proyecto creado.
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Anexo G. Unity 3D
La plataforma unity está divida por ventanas las cuales es indispensable conocerlas para
poder trabajar en la creación de los proyectos.
1. Ventanas de Unity
Al dar inicio al proyecto, unity nos muestra 4 regiones principales que se pueden
diferenciar en la Figura 77. A cada una de las ventanas se las conoce como view o window
y se las va a detallar más adelante.
Figura 77. Ventanas de Unity 3D.
Scene View: Es la vista interactiva del mundo que se está creando. Se usa para
seleccionar y colocar escenarios, personajes, cámaras, luces y todos los demás
tipos de GameObjects. Se la puede mostrar en una perspectiva 2D o 3D Figura X
1.
Game View: Esta ventana muestra la vista de la experiencia, depende de la
colocación de una cámara y de evitar errores para poder mostrarla. Se la ejecuta
dando en el botón play Figura X 2.
Hierarchy View: Es la vista de jerarquía y muestra la lista de todos los objetos que
hay ahora mismo en la escena. Se ordenan por orden de creación, aunque es
posible cambiar este orden. Su utilidad principal es permitir seleccionar los
objetos fácilmente a partir de su nombre en lugar de buscarlos en la escena Figura
X 3.
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Project View: Es la vista del proyecto y muestra la lista de todos los assets
(Recursos) que hay disponibles para usar, ya sean sonidos, modelos 3D, texturas,
Scripts, todo tipo de archivos que se pueden usar para la creación de la
experiencia Figura X (4).
Inspector View: Es la vista de inspección y muestra una lista con todas las
propiedades del objeto que se lo tiene seleccionado actualmente, permitiendo
modificarlas. Desde ella se puede modificar tanto objetos seleccionados de
nuestra escena como recursos seleccionados de la vista de Proyecto. Si no se tiene
ningún objeto seleccionado no mostrará nada Figura X.
Console: es la ventana que muestra los errores, advertencias y otros mensajes
generados por unity. También puede mostrar mensajes asociados a los scripts.
Animator View: permite crear, ver y modificar activos de Animator Controller, se
usa para crear la secuencia de las animaciones de los personajes o maquinas
Figura 78.
Figura 78. Ventana del animador.
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Anexo H. Scripts
1. Script. Resolution
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using TMPro;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
public class Resolution : MonoBehaviour {
public TextMeshProUGUI resolutionText;
private int width;
private int height;
public bool fullScreen;
private int newResolution;
public void NextResolution()
{
newResolution++;
Resolutions();
}
public void BackResolution()
{
newResolution--;
Resolutions();
}
public void FullScreen()
{
fullScreen = !fullScreen;
}
public void Aplicar()
{
Screen.SetResolution(width, height, fullScreen);
}
private void Resolutions()
{
newResolution = Mathf.Clamp(newResolution, 0, 3);
switch (newResolution)
{
case 0://1024 × 576 Notebook
width = 1024; height = 576;
break;
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case 1://1280 × 720 HD
width = 1280; height = 720;
break;
case 2://1366 × 768 TV 32"
width = 1360; height = 768;
break;
case 3://1920 × 1080 Monitor 1080p
width = 1920; height = 1080;
break;
}
resolutionText.text = width.ToString() + " - " + height.ToString();
}
}
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2. Script. Quality
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using TMPro;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
public class Quality : MonoBehaviour
{
public TextMeshProUGUI qualityText;
private string qualitysNames;
private int newQuality;
public void NextQuality()
{
newQuality++;
Qualitys();
}
public void BackQuality()
{
newQuality--;
Qualitys();
}
public void Aplicar()
{
QualitySettings.SetQualityLevel(newQuality, true);
}
private void Qualitys()
{
newQuality = Mathf.Clamp(newQuality, 0, 5);
switch (newQuality)
{
case 0://Very Low
qualitysNames = "Very Low";
break;
case 1://Low
qualitysNames = "Low";
break;
case 2://Medium
qualitysNames = "Medium";
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break;
case 3://High
qualitysNames = "High";
break;
case 4://Very High
qualitysNames = "Very High";
break;
case 5://Ultra
qualitysNames = "Ultra";
break;
}
qualityText.text = qualitysNames; } }
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3. Script. Sound
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Audio;
public class Sound : MonoBehaviour
{
public AudioMixer audioControl;
public void Volumen(float sliderValue)
{
audioControl.SetFloat("Master", Mathf.Log10(sliderValue) * 20);
}
}
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4. Script. Menu Principal
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
using UnityEngine.SceneManagement;
public class MenuPrincipal : MonoBehaviour
{
public void EmpezarJuego()
{
SceneManager.LoadScene(1);
}
public void CerrarJuego()
{
Application.Quit();
Debug.Log("Salir");
}
}
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5. Script. Panel de Resultados
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using TMPro;
public class ControllerScene : MonoBehaviour
{
public int puntos;
public int fallos;
public TextMeshProUGUI TextoPuntos;
public TextMeshProUGUI TextoFallos;
void Update()
{
TextoPuntos.text = "Riesgos Correctos: " + puntos;
TextoFallos.text = "Riesgos Incorrectos: " + fallos;
}
}
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6. Script. Tiempo
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
using UnityEngine.SceneManagement;
using System.Collections;
public class Tiempo : MonoBehaviour
{
public Text textoTemporizadorJuego;
public Text fin;
public GameObject panelRe;
public float temporizador = 10f;
public float tiempoTotal;
public int segundos;
public int minutos;
public int tiempoJuego;
// Start is called before the first frame update
void Start()
{
fin.enabled = false;
panelRe.SetActive(false);
StartCoroutine(Temp ());
}
IEnumerator Temp()
{
yield return new WaitForSeconds(temporizador);
Cursor.visible = true;
Cursor.lockState = CursorLockMode.None;
}
public string timerString { get; private set; }
void Update()
{
temporizador -= Time.deltaTime;
tiempoTotal += Time.deltaTime;
tiempoJuego = Mathf.RoundToInt( tiempoTotal);
segundos = (int)(temporizador % 60);
minutos = (int)(temporizador / 60) % 60;
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timerString = string.Format("{0:00}:{1:00}", minutos, segundos);
textoTemporizadorJuego.text = timerString;
if (temporizador < 0f)
{
textoTemporizadorJuego.text="0:00";
fin.enabled = true;
panelRe.SetActive(true);
Cursor.visible = true;
}
}
}
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7. Script. Ruta Trabajadores
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
public class RutaTrabajadores : MonoBehaviour
{
public Color rayColor = Color.white;
public List<Transform> path_objs = new List<Transform>();
Transform[] theArray;
void OnDrawGizmos()
{
Gizmos.color = rayColor;
theArray = GetComponentsInChildren<Transform>();
path_objs.Clear();
foreach (Transform path_obj in theArray)
{
if (path_obj != this.transform)
{
path_objs.Add(path_obj);
}
}
for (int i = 0; i < path_objs.Count; i++)
{
Vector3 position = path_objs[i].position;
if (i > 0)
{
Vector3 previous = path_objs[i - 1].position;
Gizmos.DrawLine(previous, position);
Gizmos.DrawWireSphere(position, 0.3f);
}
}
}
}
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8. Script. Trabajadores Movimiento
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
public class Trabajadores_movimiento : MonoBehaviour
{
public RutaTrabajadores PathToFollow;
public int CurrentWayPointID = 0;
public float speed;
private float reachDistance = 1f;
public float rotationSpeed = 1f;
public GameObject jugador;
Vector3 last_position;
Vector3 current_position;
public Animator anim;
// Start is called before the first frame update
void Start()
{
last_position = transform.position;
speed = Random.Range(1f, 2f);
}
bool caminar = false;
// Update is called once per frame
void Update()
{
float distance = Vector3.Distance(PathToFollow.path_objs[CurrentWayPointID].position,
transform.position);
transform.position = Vector3.MoveTowards(transform.position,
PathToFollow.path_objs[CurrentWayPointID].position, Time.deltaTime * speed);
var lookPos = PathToFollow.path_objs[CurrentWayPointID].position - transform.position;
lookPos.y = 0;
var rotation = Quaternion.LookRotation(lookPos);
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transform.rotation = Quaternion.Slerp(transform.rotation, rotation, Time.deltaTime *
rotationSpeed);
if (distance <= reachDistance)
{
CurrentWayPointID++;
}
if (CurrentWayPointID >= PathToFollow.path_objs.Count)
{
CurrentWayPointID = 0;
}
float distanciatrabajador = Vector3.Distance(gameObject.transform.position,
jugador.transform.position);
if (distanciatrabajador <= 7f)
{
speed = 0;
anim.SetBool("Stop", true);
caminar = true;
}
if (distanciatrabajador > 7f && caminar ==true)
{
caminar = false;
new WaitForSeconds(1f);
anim.SetBool("Stop", false);
speed = Random.Range(1f, 2f);
}
}
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9. Script. Car Wheel
using System.Collections;
using UnityEngine;
public class CarWheel : MonoBehaviour {
public WheelCollider targetWheel;
private Vector3 wheelPosition = new Vector3();
private Quaternion wheelRotation = new Quaternion();
private void Update () {
targetWheel.GetWorldPose(out wheelPosition, out wheelRotation);
transform.position = wheelPosition;
transform.rotation = wheelRotation;
}
}
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10. Script. Car Engine
using UnityEngine;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
public class CarEngine : MonoBehaviour {
public Transform path;
public float maxSteerAngle = 45f;
public WheelCollider wheelFL;
public WheelCollider wheelFR;
public float maxMotorTorque = 80f;
public float currentSpeed;
public float maxSpeed = 100f;
public Vector3 centerOfMass;
private List<Transform> nodes;
private int currectNode = 0;
private void Start () {
GetComponent<Rigidbody>().centerOfMass = centerOfMass;
Transform[] pathTransforms = path.GetComponentsInChildren<Transform>();
nodes = new List<Transform>();
for (int i = 0; i < pathTransforms.Length; i++) {
if (pathTransforms[i] != path.transform) {
nodes.Add(pathTransforms[i]);
}
}
}
private void FixedUpdate () {
ApplySteer();
Drive();
CheckWaypointDistance();
}
private void ApplySteer() {
Vector3 relativeVector = transform.InverseTransformPoint(nodes[currectNode].position);
float newSteer = (relativeVector.x / relativeVector.magnitude) * maxSteerAngle;
wheelFL.steerAngle = newSteer;
wheelFR.steerAngle = newSteer;
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}
private void Drive() {
currentSpeed = 2 * Mathf.PI * wheelFL.radius * wheelFL.rpm * 60 / 1000;
if (currentSpeed < maxSpeed) {
wheelFL.motorTorque = maxMotorTorque;
wheelFR.motorTorque = maxMotorTorque;
} else {
wheelFL.motorTorque = 0;
wheelFR.motorTorque = 0;
}
}
private void CheckWaypointDistance() {
if(Vector3.Distance(transform.position, nodes[currectNode].position) < 0.5f) {
if(currectNode == nodes.Count - 1) {
currectNode = 0;
} else {
currectNode++;
}
}
}
}
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11. Script. Dialogue Manager
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using TMPro;
public class DialogueManager : MonoBehaviour
{
public Dialogue dialogue;
Queue<string> sentences;
public GameObject dialoguePanel;
public TextMeshProUGUI displayText;
string activeSentence;
public float typingSpeed;
// Start is called before the first frame update
void Start()
{
sentences = new Queue<string>();
}
void StartDialogue()
{
sentences.Clear();
foreach (string sentence in dialogue.sentenceList)
{
sentences.Enqueue(sentence);
}
DisplayNextSentence();
}
void DisplayNextSentence()
{
if(sentences.Count <= 0)
{
displayText.text = activeSentence;
return;
}
activeSentence = sentences.Dequeue();
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displayText.text = activeSentence;
StopAllCoroutines();
StartCoroutine(TypeTheSentence(activeSentence));
}
IEnumerator TypeTheSentence(string sentence)
{
displayText.text = "";
foreach(char letter in sentence.ToCharArray())
{
displayText.text += letter;
yield return new WaitForSeconds(typingSpeed);
}
}
private void OnTriggerEnter(Collider col)
{
if(col.CompareTag("Player"))
{
dialoguePanel.SetActive(true);
StartDialogue();
}
}
private void OnTriggerStay(Collider other)
{
if (other.CompareTag("Player"))
{
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Return) && displayText.text == activeSentence)
{
DisplayNextSentence();
}
}
}
private void OnTriggerExit(Collider obj)
{
if(obj.CompareTag("Player"))
{
dialoguePanel.SetActive(false);
StopAllCoroutines();
}
12. Script. Puntero Cambio
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using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
public class PunteroCambio : MonoBehaviour
{
public GameObject PunteroGO;
public GameObject PanelPunteroGO;
public GameObject PersonajeGO;
public void OnTriggerStay(Collider other)
{
if(other.gameObject.name == PersonajeGO.gameObject.name)
{
Debug.Log("Cambiar puntero");
PanelPunteroGO.GetComponent<Image>().color = Color.blue;
}
}
public void OnTriggerExit(Collider other)
{
PanelPunteroGO.GetComponent<Image>().color = Color.red;
}
}
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13. Script. Detector
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using TMPro;
using UnityEngine.UI;
using UnityStandardAssets.Characters.FirstPerson;
public class Detector : MonoBehaviour
{
public GameObject CharacterControllerGO;
public GameObject DetectorGO;
public bool banderaEntro;
public GameObject PanelPregunta;
public ControladorPrimeraPersona ScriptController;
void Start()
{
CharacterControllerGO = GameObject.Find("Personaje");
banderaEntro = false;
ScriptController = CharacterControllerGO.GetComponent<ControladorPrimeraPersona>();
Cursor.visible = false;
}
void OnTriggerEnter(Collider other)
{
if(other.gameObject.name == CharacterControllerGO.gameObject.name)
{
Debug.Log("Entro personaje");
banderaEntro = true;
}
}
void OnTriggerExit(Collider other)
{
if (other.gameObject.name == CharacterControllerGO.gameObject.name)
{
Debug.Log("Salio personaje");
banderaEntro = false;
PanelPregunta.SetActive(false);
Cursor.visible = false;
}
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}
private void OnMouseDown()
{
if (banderaEntro == true)
{
Debug.Log("Click");
PanelPregunta.SetActive(true);
ScriptController.enabled = false;
Cursor.visible = true;
}
}
public void CerrarPregunta()
{
PanelPregunta.SetActive(false);
Cursor.visible = false;
ScriptController.enabled = true;
}
}
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14. Script. Decision Preguntas
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
public class DecisionPreguntas : MonoBehaviour
{
public int pregunta;
public GameObject ControllerGO;
public ControllerScene ScriptController;
public Detector ScriptDetector;
public GameObject TextCorrecto, TextIncorrecto;
public int tiempo;
public void Respuestas()
{
switch(pregunta)
{
//No
case 0:
StartCoroutine(TiempoSeleccion());
break;
//Si
case 1:
StartCoroutine(TiempoSeleccion());
break;
default:
break;
}
}
public IEnumerator TiempoSeleccion()
{
ScriptDetector.CerrarPregunta();
if (pregunta > 0)
{
TextCorrecto.SetActive(true);
ScriptController.puntos = ScriptController.puntos + 1;
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}
else
{
TextIncorrecto.SetActive(true);
ScriptController.fallos = ScriptController.fallos + 1;
}
yield return new WaitForSeconds(tiempo);
TextIncorrecto.SetActive(false);
TextCorrecto.SetActive(false);
}
public void PreguntaNo()
{
pregunta = 0;
Respuestas();
}
public void PreguntaSi()
{
pregunta = 1;
Respuestas();
}
void Start()
{
ScriptController = ControllerGO.GetComponent<ControllerScene>();
}
void Update()
{
}
}
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15. Script. Pausa
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.SceneManagement;
public class Pausa : MonoBehaviour {
public static bool GameIsPaused = false;
public GameObject pauseMenuUI;
void Update() {
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Escape))
{
if (GameIsPaused)
{
Resume();
} else
{
Pause();
}
}
void Resume()
{
pauseMenuUI.SetActive(false); Time.timeScale = 1f; GameIsPaused = false;
Cursor.visible = true;
}
void Pause()
{
pauseMenuUI.SetActive(true); Time.timeScale = 0f; Cursor.visible = true;
GameIsPaused = true;
}
public void LoadMenu()
{
SceneManager.LoadScene(0);
}
public void QuitGame()
{
Application.Quit();
}
}
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16. Script. Resultados
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.SceneManagement;
public class Resultados : MonoBehaviour {
public static bool GameIsPaused = false;
public GameObject pauseMenuUI;
void Update()
{
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.M))
{
if (GameIsPaused)
{
Resume();
}
else
{
Pause();
}
void Resume()
{
pauseMenuUI.SetActive(true); Time.timeScale = 0f; GameIsPaused = true;
Cursor.visible = true;
}
void Pause()
{
pauseMenuUI.SetActive(true); Time.timeScale = 0f; GameIsPaused = true;
Cursor.visible = true;
}
public void LoadMenu()
{
SceneManager.LoadScene(0);
}
public void QuitGame()
{
Application.Quit();
}
}
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17. Script. Carga
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
using UnityEngine.SceneManagement;
public class Carga : MonoBehaviour
{
//Esta es la forma correcta de mostrar variables privadas en el inspector.
//No se deben hacer public variables que no queremos sean accesibles desde otras
clases-
[SerializeField]
private string sceneToLoad;
[SerializeField]
private Text percentText;
[SerializeField]
private Image progressImage;
// En cuanto se active el objeto, se inciará el cambio de escena
void Start()
{
//Iniciamos una corrutina, que es un método que se ejecuta
//en una línea de tiempo diferente al flujo principal del programa
StartCoroutine(LoadScene());
}
//Corrutina
IEnumerator LoadScene()
{
AsyncOperation loading;
//Iniciamos la carga asíncrona de la escena y guardamos el proceso en 'loading'
loading = SceneManager.LoadSceneAsync(sceneToLoad,
LoadSceneMode.Single);
//Bloqueamos el salto automático entre escenas para asegurarnos el control
durante el proceso
loading.allowSceneActivation = false;
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//Cuando la escena llega al 90% de carga, se produce el cambio de escena
while (loading.progress < 0.9f)
{
//Actualizamos el % de carga de una forma optima
//(concatenar con + tiene un alto coste en el rendimiento)
percentText.text = string.Format("{0}%", loading.progress * 100);
//Actualizamos la barra de carga
progressImage.fillAmount = loading.progress;
//Esperamos un frame
yield return null;
}
//Mostramos la carga como finalizada
percentText.text = "100%";
progressImage.fillAmount = 1;
//Activamos el salto de escena.
loading.allowSceneActivation = true;
}
}
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Anexo I. Cuestionario de Evaluación
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