“O acidente de Tarragona podia ser evitado com dispositivos de controlo da fadiga”

João Sanches, professor do Instituto Superior Técnico e investigador do Instituto de Sistemas e Robótica (ISR), desenvolve métodos de monitorização da atenção e quantificação de fadiga para aplicação a trabalhadores envolvidos em tarefas de risco,  como motoristas de transportadoras rodoviárias e  pilotos da aviação civil. Em entrevista ao iSleep, João Sanches explica a utilização de sensores que medem variáveis fisiológicas e comportamentais e avaliam estados de fadiga  “O acidente de autocarro de Tarragona não teria ocorrido com estes dispositivos electrónicos instalados” diz. A tragédia vitimou 13 estudantes no fim-de-semana passado, em Espanha, em virtude do adormecimento do condutor do autocarro pelas 5 horas da madrugada.

Que avaliação faz do acidente de Tarragona?

Os ciclos do sono são variáveis fisiológicas imperativas que devem ser respeitadas e não contrariadas. O trágico acidente de Tarragona é um dos casos de mau planeamento de operações onde as condições específicas de prontidão para a realização da tarefa não foi, ao que parece, devidamente avaliada. Aliás, neste contexto, faz sentido falar em avaliação cognitiva e emocional não de um trabalhador mas de uma equipa inteira.

A utilização de equipas e trabalhadores neste tipo de tarefas de risco é comum, como seja o caso dos pilotos de linhas aéreas ou dos condutores de longo curso. O objectivo é normalmente é o de alternar cada trabalhador de acordo com as horas de condução e períodos de descanso em tarefas de longo curso. No entanto, o objectivo deveria ser mais ambicioso. Deveria ser o de desenhar equipas de trabalho mais eficientes e seguras do que a simples soma das partes.

Há dispositivos electrónicos que possam ser aplicados aos motoristas de autocarro para detectar  o seu estado de sonolência durante a condução, de modo a evitar este tipo de acidentes?

Neste momento já existe tecnologia em condições de ser utilizada neste tipo de tarefas profissionais, em especial no transporte rodoviário de passageiros, de forma a evitar tragédias como a de Tarragona.  Também existem sistemas para monitorizar os profissionais do transporte de mercadorias perigosas, tais como os produtos petrolíferos.

Esta tecnologia utiliza uma abordagem comportamental,  em que sistemas automáticos monitorizam o veículo em circulação e o comportamento do próprio motorista através de análise de vídeo, especialmente no que se refere à posição e movimentos da cabeça e dos olhos (eye tracking).

O objetivo destes sistemas é detectar comportamentos anómalos de condução que indiciem falta de atenção, sonolência ou mesmo irritabilidade e que alertem o condutor. A análise objectiva destes dados e a sua correta interpretação são uma grande mais valia para a estratégia operacional das empresas e para o desenho otimizado e personalizado de escalas onde a eficiência e segurança são maximizadas.

O controlo de fadiga é um tema de investigação muito ativo em todo mundo, na medida em que é  de grande relevância para trabalhadores por turnos ou envolvidos em tarefas de risco, tais como pilotos de linhas aéreas, controladores de tráfego aéreo, operadores de maquinaria pesada ou condutores profissionais de transporte de carga ou de passageiros.

Que variáveis fisiológicas são medidas por esses dispositivos electrónicos?

Os sistemas mais avançados de controlo de fadiga, em que estamos a trabalhar, baseiam-se numa aproximação multi-modal em que variáveis fisiológicas, comportamentais e psicológicas são processadas conjuntamente para estabelecer de forma rigorosa o estado emocional e cognitivo do operador e a sua aptidão, em cada instante, para a execução da tarefa. As variáveis fisiológicas mais informativas são a temperatura e as que permitem estimar a atividade do sistema nervoso autónomo tais como o ritmo cardíaco e a resposta galvânica da pele (atividade simpática). As variáveis comportamentais são a actigrafia, que mede a atividade física do sujeito, o movimento dos olhos e da cabeça, e claro, o movimento da viatura. Os dados psicológicos são essencialmente os tempos de reação, um dos biomarcadores mais fiáveis para a fadiga.

A integração destes diferentes tipos de informação permite estabelecer um quadro emocional e cognitivo razoavelmente rigoroso, com uma resolução temporal apropriada que é compatível com a tomada de medidas corretivas da operação em tempo útil, antes dos acidentes catastróficos acontecerem.

Como é possível concluir, através da leitura dessas variáveis, que o motorista está com sono?

A transição  para estados severos de sonolência ou mesmo de sono é precedida por sintomas comportamentais ou fisiológicos subtis que podem ser detetados. É sabido que a transição para o sono é acompanhada por uma ativação e inibição das componentes parassimpática e simpática do sistema nervoso autónomo (SNA), respectivamente. Através da análise das séries temporais do ritmo cardíaco e da resposta galvânica a pele, duas variáveis fisiológicas fortemente dependentes do SNA, de duração suficientemente longa, é possível detectar e quantificar tendências de variação, de forma consistente e com pouca influência do ruído e das perturbações ambientais de variação rápida.

Também se observam alterações comportamentais, também elas subtis, mas que podem ser detectadas se o período de observação for suficientemente longo, da ordem dos minutos. No sistema em que estamos a trabalhar são gerados estímulos aleatórios no tempo, visuais, auditivos e tácteis, a que o operador tem que responder. O tempo de reação a estes estímulos, juntamente com as variáveis fisiológicas e comportamentais referidas anteriormente, permite a quantificação do nível de atenção do operador a desempenhar a tarefa e portanto permite avaliar o estado de prontidão para enfrentar imprevistos.

É importante notar que o estado de  fadiga e de prontidão para a tarefa estão fortemente dependentes do historial de carga de trabalho assim como de outras variáveis psicológicas e estados emocionais que só podem ser corretamente quantificados através de uma monitorização continua de longa duração. Só um registo denso e completo dos dados monitorizados permite construir perfis psicológicos rigorosos que são as peças fundamentais no planeamento de operações e na definição de escalas em que as especificidades e condições próprias de cada trabalhador são tidas em conta.

Penso que o dispositivo electrónico dará um sinal de alarme ao motorista se as variáveis fisiológicas de aproximarem de um nível “perigoso”? Com que antecedência do seu adormecimento?

Sim, é esse o objetivo. Na verdade a sonolência e mais ainda o sono são condições extremas. O desafio principal  na realização de tarefas perigosas é manter o estado de prontidão para enfrentar condições imprevistas que possam surgir, e que a maior parte das vezes não surgem, durante a sua realização.

As tarefas de condução, de pilotagem ou de controlo de tráfego aéreo são normalmente muito monótonas e pouco estimulantes a maior parte do tempo. São na maior parte dos casos extremamente relaxantes e descontraídas induzindo estados de relaxamento aos quais estão associadas ativações parassimpáticas e desativações simpáticas. São exatamente as ativações simpáticas que permitem manter o estado de prontidão para as situações imprevistas e estas tendem a diminuir com a monotonia da tarefa. O desafio é manter níveis de prontidão elevados mesmo durante a realização de tarefas monótonas, o que é muito difícil e não pode ser feito por longos períodos. A utilização de sistemas automáticos de suporte à condução podem fazer toda a diferença.

E estes dados podem ser lidos num local de controlo, para que se reforcem os  níveis de segurança?

O sistema de monitorização multi-modal funciona a nível local e remoto. A nível local permite medir estados emocionais e de prontidão em tempo real e detectar transições para estados potencialmente perigosos como a sonolência. Na sequência da detecção destas transições alarmes locais são gerados para alertar o condutor que deverá seguir os protocolos estabelecidos. Os alarmes também serão enviados remotamente para a central de forma a que, com base no registo das falhas, a companhia possa tomar  a iniciativa de substituir o condutor.  Os registos também serão utilizados para a construção de perfis psicológicos que permitam não só adaptar as escalas a cada trabalhador de forma personalizada mas também antecipar estados psicológicos  severos ou mesmo patológicos, potencialmente catastróficos e de muito difícil detecção no curto prazo, como aconteceu no incidente com o avião da Germanwings, em que o co-piloto alegadamente sofria de distúrbios psicológicos graves não detectados pela companhia.

Há casos em que estes dispositivos já foram aplicados em testes para a indústria ou outras entidades? Ou se se encontram instalados em transportadoras, nacionais ou estrangeiras, em situação permanente ou a funcionarem como experiência piloto?

Já existem vários sistemas em fase avançada de transferência de tecnologia em que os grandes construtores estão a investir recursos significativos. Destaca-se a Caterpillar, o maior construtor mundial de maquinaria de construção e mineração, que estabeleceu uma parceria com a empresa Seeing Machines no sentido de desenvolver um sistema de monitorização de fadiga através do seguimento do movimento dos olhos de operadores de maquinaria pesada.  Outros grandes construtores tais como a Volkswagen e a Mercedes estão a desenvolver os seus próprios sistemas. Destaca-se ainda a Volvo que está a desenvolver vários sistema tais como o “Driver Alert Support”, com o objectivo de monitorizar e alertar o condutor para estados de fadiga e sonolência incompatíveis com a tarefa de condução e o “Lane Keeping Support”  com o objetivo  de ajudar o condutor a manter a condução corretamente nos limites da faixa de rodagem.

Mas estes sistemas, esta tecnologia,  ainda não são uma realidade para controlo  efectivo da fadiga   dos profissionais. É assim?

É verdade. Os sistemas para controlo de fadiga são hoje baseados, em Portugal e no resto do mundo, apenas nas horas de condução e dos períodos de repouso. São sistemas preciosos mas ainda assim tecnologicamente pouco sofisticados e difíceis de controlar por parte das autoridades.

E como passar à prática? Os mecanismos de segurança no sector rodoviário parecem quase inexistentes na prevenção do sono dos motoristas…

Os mecanismos ativos de detecção e monitorização de sono são inexistentes na grande maioria dos transportadores rodoviários.  Os operadores desenvolvem a sua atividade no estrito racional dos lucros, às vezes muito baixos,, da máxima exploração dos equipamentos e da utilização até aos limites dos recursos humanos, comprometendo desta forma a segurança dos trabalhadores, dos passageiros  e dos outros utilizadores da vias rodoviárias.

Só há dois grandes factores que poderão alterar a situação. Por um lado, iniciativas legislativas que determinem a sua utilização de forma obrigatória por parte dos agentes transportadores, por outro a penalização financeira dos operadores quando haja acidentes deste género e as normas não sejam cumpridas.

Os níveis de segurança no sector de aviação civil são hoje bastante satisfatórios.  Acha que  a indústria automóvel está preparada para aceitar um desafio semelhante para evitar acidentes como o de Tarragona?

A industria automóvel está a desenvolver protótipos e nalguns casos específicos, normalmente na gama alta, até já existem sistemas instalados. O problema é que esses sistemas fazem aumentar os custos de produção e o público alvo não é sensível ao problema.

No que se refere à indústria da aviação, esta fez progressos muito substanciais em termos de segurança nos últimos 20 anos mas está longe de ter feito tudo o que a tecnologia já permite. Além do caso da GermanWings que já referi anteriormente, têm sido muitos os casos ultimamente em que a falha humana esteve na origem de acidentes catastróficos como seja o voo 370 na Malaysia Airlines.

A falta de atenção ou sonolência nos pilotos são mais graves para a segurança do voo do que um ataque cardíaco do piloto. Neste último caso existem protocolos que são imediatamente acionados assim que a restante tripulação detecta a anomalia. No primeiro caso, no entanto, o estado emocional alterado não é facilmente detetado pela restante tripulação e nenhum protocolo específico é acionado. É nestes casos que a utilização de sistemas automáticos de caracterização e quantificação emocional e cognitiva podem fazer toda a diferença, já que, mais do que alertar o operador, podem alertar a restante tripulação ou mesmo os serviços centrais da companhia que pode despoletar os protocolos necessários para evitar situações potencialmente catastróficas. O grande desenvolvimento dos sistemas móveis de comunicações  como sejam os smartphones permite neste momento desenhar sistemas de monitorização remotos de baixo custo a funcionar em tempo real que poderiam salvar muitos milhares de vidas e com ganhos económicos que facilmente compensariam os investimentos feitos para os implementar

Que trabalhos de investigação, ao nível da segurança do transporte rodoviário, tem feito o seu departamento de Sistemas e Robótica no Instituto Superior Técnico?

O grupo de investigação que lidero no Instituto de Sistemas e Robótica do Instituto Superior Técnico em forte colaboração desde há mais de 10 anos  com o Centro de Electroencefalografia e Neurofisiologia Clínica, liderado pela Professora  Teresa Paiva,  tem trabalhado no desenvolvimento de ferramentas de ajuda ao diagnóstico de distúrbios do sono com base em sinais fisiológicos, comportamentais e psicológicos.

São ferramentas de monitorização em regime de ambulatório,  de longo termo, altamente portáteis e não intrusivas que pretendem ser complementares ao tradicional exame  da polisomnografia (PSG). A PSG é o exame standard para o diagnóstico de perturbações do sono mas devido à sua complexidade técnica e pesado aparato instrumental não pode ser utlizado nas condições normais da vida quotidiana e portanto é “cego” a perturbações que só podem ser detectadas após longos períodos, mais de uma semana, de monitorização continua.

Estamos neste momento a adaptar as ferramentas que desenvolvemos nestes últimos anos para o sono à quantificação e caracterização emocional e cognitiva na vigília com vista à sua aplicação na monitorização de trabalhadores envolvidos em tarefas de risco.

Também pretendemos utilizá-las no diagnóstico  de patologias com déficit de atenção e no diagnóstico precoce de doenças neurodegenerativas, cujos primeiros sintomas são alterações cognitivas e de movimento subtis.

A equipa envolvida nesta linha de investigação que se desenvolve em estreita colaboração entre o ISR/IST e o CENC é composta por engenheiros, médicos, psicólogos e biólogos de forma a fazer uma abordagem multidisciplinar ao problema da caracterização emocional e cognitiva.

Já seria possível usar as vossas ferramentas em situações concretas, com algumas transportadores, nacionais.

Claro, certamente. Após algum trabalho e investimento de adaptação dos protótipos de investigação em sistemas para operar em condições  reais isso seria perfeitamente possível.