¿Qué es la formación por simulación?

Tracked Excavator Simulation Curriculum - Arc Swipe Exercise

Resumen

La formación mediante simulación es un enfoque práctico y tecnológico que reproduce entornos y comportamientos de equipos del mundo real para desarrollar habilidades de forma segura y eficaz. Se utiliza en muchas industrias para mejorar el aprendizaje, la seguridad y el rendimiento.

La formación con simulación no es nueva, pero su popularidad está creciendo. Durante más de 50 años, la industria de la aviación ha utilizado la simulación. Y desde principios de la década de 2000, la formación mediante simulación es cada vez más común en otros sectores, como la construcción, los puertos y los servicios públicos.

¿Qué está impulsando el cambio hacia la formación con simulación? Porque cuando se hace bien, la simulación proporciona una gran variedad de beneficios. Tanto si se trata de aprender a pilotar un avión como de manejar maquinaria pesada de construcción, la formación con simulación proporciona una experiencia inmersiva que mejora los resultados del aprendizaje y la seguridad.

A continuación, analizamos con más detalle qué incluye un sistema de entrenamiento mediante simulación y cómo mejora los resultados del entrenamiento.

¿Qué es la formación basada en la simulación?

La formación por simulación es un enfoque avanzado y práctico del aprendizaje que reproduce entornos y escenarios del mundo real utilizando tecnología digital. Esto permite a los alumnos practicar y desarrollar habilidades en un entorno seguro y controlado, donde pueden cometer errores y hacer crecer sus capacidades.

¿En qué consiste una solución de formación mediante simulación?

Un sistema de formación por simulación suele estar compuesto (aunque no siempre) por un simulador (el hardware) y una simulación (la tecnología que alimenta el hardware).

La gente suele utilizar los términos «simulador» y «simulación» indistintamente, probablemente porque uno rara vez se utiliza sin el otro. Si bien es posible llevar a cabo una simulación sin un simulador, es poco común utilizar un simulador para otra cosa que no sea ejecutar una simulación.

Partes de un simulador

Un simulador suele incluir los siguientes elementos:

Ordenadores

Los ordenadores son la columna vertebral de los simuladores, ya que procesan algoritmos complejos y datos en tiempo real para ofrecer entornos de formación de gran precisión y capacidad de respuesta. Algunas empresas construyen sus simuladores con las últimas y mejores especificaciones para garantizar que los ordenadores estén preparados para el futuro y sean potentes durante años.

Controla

Los controles como joysticks, volantes y pedales permiten a los alumnos practicar maniobras en la simulación, como cavar una zanja con un simulador de excavadora. La calidad de los controles varía desde controles de grado industrial fabricados por proveedores OEM hasta controles de plástico para videojuegos. Los controles de los simuladores profesionales se diferencian de los de los videojuegos en que, si bien los alumnos pueden comprender parte de la mecánica, desarrollan muy pocas habilidades de manejo de la máquina.

Algunos simuladores también permiten intercambiar fácilmente los controles, por ejemplo, sustituyendo un volante por joysticks. Esto permite utilizar un solo simulador para entrenar con diferentes equipos, como un bull dozer, una motoniveladora, un camión grúa y una excavadora.

Plataforma de movimiento (opcional)

Algunos simuladores tienen el asiento montado sobre una plataforma de movimiento, lo que proporciona a los aprendices las mismas sensaciones que experimentarían al manejar un equipo real. Esto contribuye al desarrollo de la memoria muscular y a un aprendizaje más rápido. En el contexto de la formación en construcción, los aprendices se hacen una idea de cómo «cava» una excavadora o de cómo reacciona una grúa cuando se deposita una carga.

Las plataformas de movimiento pueden ser desde rudimentarias (sólo vibración) hasta 2DoF (grados de libertad), 3DoF e incluso 6DoF (atrás/adelante, derecha/izquierda, arriba/abajo, guiñada, cabeceo y balanceo).

Pantallas visuales

Las pantallas proporcionan la inmersión visual que los alumnos necesitan para sentir que están «realmente allí» en el entorno simulado. Para algunos, una sola pantalla puede ser suficiente para familiarizarse con los controles. Pero a medida que avanza la formación, el campo de visión se vuelve cada vez más importante. Por ejemplo, un campo de visión vertical es fundamental para los operadores de grúas, mientras que una visión horizontal es importante para los operadores de equipos de movimiento de tierra. Como resultado, los simuladores pueden venir en configuraciones de 3, 5 o incluso más pantallas.

Componentes de audio

Sound is an important part of immersion. For instance, on a quay crane, it’s important to hear the trolley while moving forward and backward. The simulator’s speakers reproduce the sounds of real equipment, which adds an extra layer of immersion to the training experience and enhances retention.

Tipos de simuladores de maquinaria pesada

Hay muchas combinaciones de componentes de hardware que puede encontrar, y muchos tipos diferentes de simuladores en el mercado:

Simuladores de sobremesa: Se trata de simuladores portátiles de nivel básico que utilizan ordenadores y monitores estándar. Los controles pueden fijarse a un escritorio y los operadores pueden sentarse en una silla de escritorio normal cuando realizan los ejercicios.
Simuladores de base fija: Al carecer de retroalimentación de movimiento, estos simuladores se centran en los aspectos visuales y operativos del funcionamiento de la maquinaria. Son muy utilizados por su rentabilidad y sencillez.
Simuladores de movimiento completo: Estos simuladores proporcionan una experiencia altamente inmersiva, reproduciendo los movimientos y sensaciones del manejo de maquinaria real. Equipados con plataformas de movimiento, estos simuladores ofrecen una retroalimentación que imita las fuerzas físicas que se sienten durante el manejo de maquinaria pesada.
Simuladores de movimiento completo alojados en una cabina: Estos simuladores están alojados en un entorno de cabina que ofrece un nivel añadido de inmersión.

Existen muchos tipos diferentes de simuladores disponibles.

Partes de una simulación

La simulación es lo que impulsa al simulador. Crea los entornos virtuales, los escenarios y el comportamiento de los equipos que hacen que la experiencia de formación sea realista y transferible a las tareas del mundo real.

El software de simulación de alta calidad modela con precisión la física del mundo real y las características de la maquinaria, garantizando que los alumnos desarrollen las habilidades que necesitan para manejar los equipos de forma segura y eficiente. Sin una simulación sólida y precisa, incluso las configuraciones de hardware más avanzadas no conseguirían ofrecer resultados de formación significativos.

Una simulación incluirá normalmente los siguientes elementos:

Entorno virtual

El entorno virtual consiste en modelos 3D detallados de obras de construcción, puertos u otros entornos operativos en los que se pretende que tenga lugar la formación. Estos entornos están diseñados para reproducir las condiciones del mundo real, lo que permite a los alumnos experimentar y responder a diversos retos que se encontrarían en el trabajo, como peatones que entran en una obra o condiciones meteorológicas variables. El entorno virtual contará con elementos visuales, junto con efectos de sonido, iluminación y comportamiento del suelo.

Comportamiento de la máquina

Algoritmos avanzados simulan el comportamiento físico de la máquina y sus interacciones con el entorno, incluyendo la dinámica de la carga, los efectos del viento, la compactación del suelo y las colisiones. Esto garantiza que cada movimiento y respuesta dentro de la simulación refleje lo que ocurriría en el mundo real con máquinas reales, proporcionando a los aprendices una experiencia de aprendizaje precisa.

Ejercicios de entrenamiento por simulación

Los ejercicios de formación son los diferentes escenarios que permiten a los alumnos practicar y desarrollar sus habilidades. En un simulador de excavadora, por ejemplo, los aprendices pueden practicar técnicas de apertura de zanjas, mientras que un simulador de grúa puede incluir ejercicios sobre cómo controlar el péndulo. Estos ejercicios pueden variar en dificultad desde principiantes hasta avanzados, e incluso pueden incorporar formación en equipo o Entrenamiento para Señalador.

Los operadores pueden practicar elevaciones en tándem en ejercicios de entrenamiento de simulación específicos

Recogida de datos y elaboración de informes

No se puede gestionar lo que no se puede medir, por eso son importantes la calidad de los datos de un simulador y la profundidad de sus características de elaboración de informes. Los datos extraídos de las sesiones de formación deben reflejar con precisión una evaluación significativa de las habilidades de un operario y de las infracciones de seguridad que cometa. Si el comportamiento de la máquina de la simulación es preciso, los datos que proporcione la simulación también lo serán y ofrecerán información valiosa sobre todo, desde el consumo de combustible hasta los tiempos de ciclo. Estos datos ayudan a los instructores a evaluar objetivamente el rendimiento de los aprendices y a medir su progreso a lo largo del tiempo. Además, pueden utilizarse incluso para calcular costes y hacer previsiones.

Acontecimientos inesperados

Algunas simulaciones permiten introducir fallos, como averías en la maquinaria, diferentes condiciones climáticas o distracciones ambientales, en los ejercicios. En esencia, situaciones que no querrías encontrar en la vida real, pero para las que, sin embargo, debes estar preparado. Un instructor podría, por ejemplo, limitar repentinamente la visibilidad de un operador para observar su reacción y ofrecerle orientación sobre qué hacer.

La conexión entre el simulador y la simulación

Aunque la calidad de una simulación y la calidad de un simulador son importantes, la forma en que interactúan entre sí también es esencial. Cómo se mueve la plataforma de movimiento cuando el equipo corre el riesgo de volcar, cómo ofrecen resistencia los controles, cómo avanza o se detiene la máquina simulada cuando el operador pisa los pedales… cada uno de estos detalles construye la memoria muscular. Es esta relación entre el simulador y la simulación la que, en última instancia, permite al operador desarrollar habilidades que se transfieren al equipo real.

Ventajas de la formación con simulación: ¿Por qué es importante la formación mediante simulación?

El uso de simuladores de operadores de maquinaria pesada para la formación ofrece numerosas ventajas.

Los operadores pueden practicar maniobras peligrosas que sería imposible practicar con seguridad en un equipo real. Los nuevos operadores que empiezan también se benefician de la experiencia añadida que reciben en un simulador, lo que reduce la probabilidad de que se produzca un accidente.
Los operarios pueden practicar un ejercicio una y otra vez, comprobando sus tiempos para observar objetivamente su progreso y rendimiento. Esa práctica concentrada puede ayudar incluso a los operarios experimentados a reducir sus tiempos de ciclo y completar su trabajo más rápidamente.
Completar la formación inicial en un simulador en lugar de en un equipo real protege su equipo de un desgaste añadido. Eso supone un ahorro en costes de mantenimiento, de combustible y en el coste de retirar el equipo de un trabajo para realizar la formación en su lugar.
Los simuladores utilizan menos energía para funcionar que una pieza real de maquinaria pesada. Como resultado, cambiar a los simuladores para la formación inicial reduce la cantidad de emisiones creadas, ayudándole a alcanzar sus objetivos de emisiones de CO2.
Los simuladores de operador de maquinaria pesada están disponibles 24/7. En otras palabras, la formación con simuladores no se ve interrumpida por las condiciones meteorológicas, la disponibilidad de los equipos u otros factores que pueden causar retrasos e interrupciones. De hecho, muchas empresas dedican el tiempo de inactividad a la formación de operadores en simuladores.
Dado que la formación por simulación ofrece una formación concentrada y está disponible 24/7, acelera considerablemente los tiempos de formación.

Industrias que utilizan la formación con simulación

Muchas industrias utilizan la simulación para formar a sus trabajadores de forma segura:

Aviación: Los simuladores de vuelo se utilizan para entrenar a los pilotos en diversos escenarios de vuelo sin los riesgos asociados al vuelo real.
Forestry: Simulations help loggers learn to operate heavy machinery safely and efficiently in a controlled environment.
Construction: Simulation training allows construction operators to practice operating equipment and performing complex tasks, reducing on-site accidents.
Utilities: Utility companies use simulation training to prepare workers for handling emergencies and maintaining infrastructure safely.
Ports: Simulations train port operators to manage cargo handling and logistics, improving efficiency and safety.
Defense: Military personnel use simulations for mission planning, and to practice combat scenarios, strategy, and equipment handling without real-world risks.
Agricultura: Los agricultores y los trabajadores agrícolas utilizan simuladores para aprender las técnicas de la agricultura de precisión y el manejo de la maquinaria.
Sanidad: Los profesionales médicos utilizan el entrenamiento con simulación para practicar cirugías, atención al paciente y respuesta a emergencias, mejorando sus habilidades sin poner en peligro a los pacientes.
Minería: La formación de operadores utiliza simuladores para mejorar la seguridad y reducir el consumo de combustible de los camiones de transporte.