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i
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
ESCOLA POLITÉCNICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
MODELO DE SISTEMA DE GESTÃO DA SEGURANÇA PROATIVO EM
CANTEIROS DE OBRA BASEADO NA ENGENHARIA DE RESILIÊNCIA (ER) E
ASSISTIDO POR VEÍCULO AÉREO NÃO TRIPULADO
Roseneia Rodrigues Santos de Melo
Salvador
2018
ii
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
ESCOLA POLITÉCNICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
MODELO DE SISTEMA DE GESTÃO DA SEGURANÇA PROATIVO EM
CANTEIROS DE OBRA BASEADO NA ENGENHARIA DE RESILIÊNCIA (ER) E
ASSISTIDO POR VEÍCULO AÉREO NÃO TRIPULADO
Roseneia Rodrigues Santos de Melo
Projeto de Pesquisa apresentado ao PROGRAMA
DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
como requisito parcial à obtenção do título de
DOUTOR EM ENGENHARIA CIVIL
Orientador: Profª. Drª. Dayana Bastos Costa
Agência Financiadora: CAPES
Salvador
2018
iii
RESUMO
Os projetos de construção podem ser compreendidos por sua natureza complexa e
dinâmica, destacando a indústria da construção civil como um dos setores com maior
representatividade nos índices de acidentes de trabalho. A gestão da segurança é
responsável pela identificação, controle e avaliação dos perigos que possam
ocasionar em acidentes. Entretanto, devido as altas taxas de eventos adversos
(acidentes/incidentes), questiona-se a eficiência dos sistemas de gestão baseados em
métodos reativos. Em vista disso, observa-se a necessidade de novas abordagens
para impulsionar a segurança em projetos de construção, como a aplicação de
Engenharia de Resiliência (ER) e tecnologias visuais para monitoramento do canteiro.
A RE está relacionada a capacidade intrínseca de uma organização ou sistema em
manter ou recuperar um estado dinamicamente estável, permitindo continuar as
operações após eventos inesperados ou na presença de um estresse contínuo. Do
ponto de vista tecnológico, destaca-se o potencial dos Veículos aéreos Não Tripulados
(VANT) no monitoramento proativo da segurança. Assim, este trabalho tem como
objetivo propor um modelo de sistema de gestão da segurança proativo por meio da
adoção de princípios da RE associada ao uso do UAS, visando melhorias no processo
de gestão e da compreensão do trabalho normal. A estratégia de pesquisa adotada
nesta tese é a Design Science Research, envolvendo as seguintes etapas: (a)
conscientização do problema real de pesquisa; (b) proposta do estudo através de um
estudo de caso A; (c) desenvolvimento do artefato a partir de dois estudos de caso B
e C; e (d) avaliação do artefato por dos estudos B e C. Como contribuições, destaca-
se que o uso de tecnologias visuais associado a RE pode auxiliar no processo de
gestão da segurança em canteiros de obra, corroborando no gerenciamento das
atividades a fim de antecipar e controlar as ameaças ou conflitos.
Palavras chaves: gestão da segurança na construção, engenharia de resiliência
e Veículo Aéreo Não tripulado (VANT).
iv
Proactive safety management system model in construction sites based on resilience
engineering and assisted by Unmanned Aerial Systems (UAS)
ABSTRACT
Construction projects can be characterized by its complexity and dynamism,
highlighting the construction industry sector as one of the more representative in
accident rates. The construction safety management is responsible for identifying,
controlling and evaluating the safety hazards. However, due to the accident evidences,
the efficiency of the management systems based on reactive methods is questioned.
In view of this, the need of new approaches to leverage the construction safety is noted,
such as the application of Resilience Engineering (RE) and visual technologies for site
monitoring. The RE is defined as the intrinsic capacity of an organization or system in
maintaining the regular operations after unexpected events or in the presence of
continuous stress. From a technological standpoint, the potential of Unmanned Aerial
Systems (UASs) for proactive safety monitoring can be pointed out. Therefore, the goal
of this work is to propose a Proactive Safety Monitoring Model (PSMM), adopting the
RE principles in association with the use of UAS, aiming at improvements in the
management process and the understanding of normal work. The research strategy
adopted in this thesis is Design Science Research, involving the following steps: (a)
awareness of the actual research problem; (b) study proposal through a case study A;
(c) development of the artifact from case studies B and C; and (d) evaluation of the
artifact. As contributions, it is highlighted that the use of visual technologies associated
with RE can help in the process of safety management in beds, corroborating without
management of the activities in order to anticipate and control as threats or conflicts.
Key words: construction safety management, resilience engineering Unmanned Aerial
Vehicles/Systems).
v
SUMÁRIO
Pág. RESUMO ........................................................................................................... iii
ABSTRACT ....................................................................................................... iv
SUMÁRIO ........................................................................................................... v
ÍNDICE DE FIGURAS ....................................................................................... vii
ÍNDICE DE QUADROS .................................................................................... viii
SÍMBOLOS E ABREVIATURAS ....................................................................... ix
1 INTRODUÇÃO .............................................................................................. 1
1.1 Justificativa ............................................................................................... 1
1.2 Problema de Pesquisa ............................................................................. 3
1.3 Questões de pesquisa .............................................................................. 6
1.3.1 Questão principal ................................................................................... 6
1.3.2 Questões secundárias ........................................................................... 6
1.4 Objetivos .................................................................................................. 7
1.4.1 Objetivo Geral ........................................................................................ 7
1.4.2 Objetivos secundários ........................................................................... 7
1.5 Delimitação da pesquisa .......................................................................... 7
1.6 Estrutura do Trabalho ............................................................................... 7
2 GESTÃO DA SEGURANÇA EM SISTEMAS COMPLEXOS ........................ 9
2.1 Contextualização dos modelos de análise de acidentes .......................... 9
2.1.1 Modelo Sequencial ................................................................................ 9
2.1.2 Modelo Epidemiológico ........................................................................ 10
2.1.3 Modelo sistêmicos ............................................................................... 11
2.2 Sistemas Sociotécnicos Complexos (SSC) ............................................ 16
2.3 Engenharia de Resiliência (ER) ............................................................. 19
2.3.1 Conceitos ............................................................................................. 19
2.3.2 Pressupostos e princípios da Engenharia de Resiliência .................... 21
2.3.3 Diferenças entre o trabalho normal e o trabalho prescrito ................... 25
2.4 Sistemas de Gestão da Segurança com enfoque na ER ....................... 28
2.4.1 Conceitos básicos ................................................................................ 28
2.4.2 Sistema de Gestão da Segurança (SGS) ............................................ 29
3 TECNOLOGIAS VISUAIS APLICADAS A SEGURANÇA EM CANTEIRO 33
3.1 Tecnologias visuais ................................................................................ 33
vi
3.1.1 Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) .................................................. 33
3.1.2 Building Information Modeling (BIM) .................................................... 37
3.1.3 Realidade Aumentada (RA) ................................................................. 42
3.1.4 Técnicas de visão computacional ........................................................ 44
3.2 Considerações sobre a atuação de tecnologias para segurança ........... 45
4 MÉTODO DE PESQUISA ........................................................................... 48
4.1 Estratégia de Pesquisa........................................................................... 48
4.2 Delineamento da pesquisa ..................................................................... 51
4.2.1 Tecnologia adotada ............................................................................. 52
4.2.2 Seleção de empresas e empreendimentos.......................................... 52
4.3 Detalhamento das etapas da pesquisa .................................................. 53
4.3.1 Conscientização do problema real de pesquisa .................................. 53
4.3.2 Proposta do estudo .............................................................................. 55
4.3.3 Desenvolvimento ................................................................................. 61
4.3.4 Avaliação do artefato ........................................................................... 61
4.4 Estudo de Caso A .................................................................................. 64
4.5 Cronograma do desenvolvimento da tese .............................................. 67
5 REFERÊNCIAS ........................................................................................... 68
vii
ÍNDICE DE FIGURAS
Pág.
Figura 1 – Modelo de acidente sequencial ................................................................ 10
Figura 2 – Modelo epidemiológico “queijo suíço” ...................................................... 10
Figura 3 - Modelo dinâmico de ocorrência de acidentes ........................................... 12
Figura 4 - Adaptação do modelo dinâmico ................................................................ 14
Figura 5 – Hexágono de representação de uma função no FRAM ........................... 15
Figura 6 - Protocolo de inspeção de segurança em canteiro de obras com VANT ... 36
Figura 7 - Delineamento da pesquisa ........................................................................ 51
Figura 8 - DJI Phantom 3 Advanced ......................................................................... 52
Figura 9 – Itens e Critérios do MASST ...................................................................... 54
Figura 10 - Protocolo de inspeção de segurança com VANT .................................... 55
Figura 11 – Etapas adotadas na proposição de soluções ......................................... 56
Figura 12 – Fluxo de atividades para a proposição do sistema ................................ 57
Figura 13 - Fluxo de atividades para a proposição da prototipagem de processos
críticos ................................................................................................................ 59
Figura 14 – Planta do empreendimento .................................................................... 64
Figura 15 – Cronograma de desenvolvimento da tese .............................................. 67
viii
ÍNDICE DE QUADROS
Quadro 1 – Fatores positivos e negativos das tecnologias visuais ........................... 46
Quadro 2- Definição preliminar dos constructos, variáveis e fontes de evidência ..... 62
Quadro 3 – Descrição das visitas realizadas no empreendimento A ........................ 65
Quadro 4 - Resumo dos dados coletados pelo VANT ............................................... 65
ix
SÍMBOLOS E ABREVIATURAS
ER Engenharia de Resiliência
VANT Veículo Aéreo Não Tripulado
UAV/UAS Unmanned Aerial Vehicles/Systems
FRAM Functional Resonance Analysis Method
SSC Sistemas Sociotécnicos Complexos
ESC engenharia de sistemas cognitivos
OHSAS Occupational Health and Safety Assessment Services
SGS Sistema de Gestão da Segurança
SST Saúde e Segurança do Trabalho
PCS Planejamento e Controle da Segurança
PCP Planejamento e Controle da Produção
BIM Building Information Modeling
RA Realidade Aumentada
EPI Equipamento de Proteção Individual
DSR Design Science Research
1
1 INTRODUÇÃO
1.1 Justificativa
Os acidentes de trabalho comprovadamente constituem um problema social,
econômico e ambiental (FINNERAN; GIBB, 2013). A indústria da Construção Civil está
entre as indústrias com maior representatividade nos índices de acidentes de trabalho
no mundo. Nos Estados Unidos, o número de óbitos relacionados ao trabalho na
construção em 2014 representou cerca de 27% do total de acidentes no país (WANG;
LARGAY; DONG, 2015). Enquanto no Brasil, a indústria da construção representou
16% dos acidentes fatais ocorridos em 2013 (AEAT, 2015). Tais dados são chocantes
e explicitam a necessidade de um esforço coordenado e focado para desenvolver,
implantar e avaliar novas abordagens em prol da resolução desse problema
(LINGARD, 2013).
Durante a etapa de construção, a gestão da saúde e segurança é responsável
pela identificação, controle e avaliação dos perigos que possam ocasionar acidentes.
Enquanto a segurança é tradicionalmente definida como uma condição em que o
número de resultados adversos (acidentes / incidentes) é tão baixo quanto possível,
a gestão da segurança é responsável por criar meios para alcançar e manter esse
estado (HOLLNAGEL; WEARS; BRAITHWAITE, 2015).
Essa visão de segurança, também conhecida como Safety-I, baseia-se
principalmente em métodos reativos, ou seja, buscam identificar as causas e fatores
que causaram eventos adversos, e, em seguida, eliminar as causas e/ou melhorar as
barreiras (ZHOU; WHYTE; SACKS, 2013; PATTERSON; DEUTSCH, 2015;
HOLLNAGEL; WEARS; BRAITHWAITE, 2015). Além disso, promove uma visão
bimodal do trabalho e das atividades, em que quando as coisas dão certo, é porque o
sistema funciona como deveria e o trabalho é executado como imaginando ou
prescrito. E quando as coisas dão errado é porque houveram falhas, seja no
funcionamento do sistema ou na execução do trabalho (HOLLNAGEL; WEARS;
BRAITHWAITE, 2015).
Esta abordagem analisa pessoas, tecnologia e contexto de trabalho de forma
independente, considerando apenas relações de causalidade e desprezando as
interações entre os subsistemas (CLEGG, 2000; COSTELLA et al., 2009;
2
HOLLNAGEL; WEARS; BRAITHWAITE, 2015), e, como consequência, desconsidera
o dinamismo e a complexidade dos projetos de construção.
Guo, Yu e Skitmore (2017) levantam outros problemas enfrentados pelo sistema
de gestão da segurança tradicional (Safety-I), como: (a) treinamento de segurança
ineficientes, devido à ausência de métodos de treinamentos práticos capazes de
melhorar a consciência de segurança dos trabalhadores; (b) falhas no planejamento
de segurança, em especial, na identificação dos riscos, que ocorrem devido à
ausência de métodos que favorecem a compreensão do processo real, como
realizado; (c) monitoramento do canteiro ineficaz, em que geralmente são utilizados
checklist para identificação e registro de desvios e não conformidades, e devido ao
dinamismo e complexidade do canteiro é impraticável o monitoramento de todas as
atividades sem o suporte tecnológico.
Em vista dos problemas identificados, Hollnagel, Wears e Braithwaite (2015)
argumentam que a abordagem Safety-I é simplificada demais, rejeitando a hipótese
de diferentes causas (para ocorrência de eventos adversos ou não) e, em vez disso,
propõem que os fatores que levam a ocorrência de eventos positivos ou negativos são
basicamente os mesmos (HOLLNAGEL; WEARS; BRAITHWAITE, 2015). Neste
sentido, uma nova abordagem, denominada Safety-II ou Engenharia de Resiliência
(ER), traz uma mudança de perspectiva, buscando ressaltar a capacidade de sucesso
sob diferentes condições, de modo que o número de resultados pretendidos e
aceitáveis (atividades diárias), seja o mais alto possível (HOLLNAGEL, 2006).
Segundo Hollnagel, Wears e Braithwaite (2015), a gestão Safety-I e Safety-II
não diferem em seu objetivo geral, que em ambos os casos, deseja-se que se tenha
o menor número possível de eventos adversos. Enquanto a Safety-I busca alcançar o
objetivo por meio da eliminação do que pode dar errado, a Safety-II é alcançada pela
tentativa em fazer as coisas darem certo. Portanto, para uma visão no qual se busca
uma meta de zero acidentes, a gestão de segurança reativa apenas não é suficiente
(ZHOU; WHYTE; SACKS, 2013), além de não fornecer embasamento no
entendimento de como a adaptação humana contribui para um resultado bem-
sucedido (PATTERSON; DEUTSCH, 2015).
Portanto, para a Engenharia de Resiliência, um sistema é seguro se puder
“ajustar seu funcionamento antes, durante ou após mudanças e distúrbios,
sustentando as operações necessárias em ambos as condições, esperadas e/ou
inesperadas” (HOLLNAGEL; WEARS; BRAITHWAITE, 2015). Hollnagel (2010)
3
complementa que para ser considerado resiliente, o sistema ou organização precisa
desenvolver quatro habilidades básicas, a de monitorar, antecipar, responder e
aprender.
A engenharia de resiliência baseia-se na teoria dos sistemas sociotécnicos
(STS) (SHAEFER et al., 2000), no qual busca-se dar ênfase nas interfaces entre os
fatores, proporcionando uma análise mais próxima da realidade complexa de
interações mútuas e adaptações entre pessoas, tecnologia e trabalho (PASMORE;
SHERWOOD, 1978 apud COSTELLA et al., 2009; CLEGG, 2000). Esta abordagem
proporciona que a identificação dos riscos seja realizada de forma mais realística,
visto que considera o elevado grau de complexidade e dinamismo enfrentado no
ambiente da construção civil (SAURIN et al., 2008).
Conforme destacado por Lingard (2013) e Zhou, Whyte e Sacks (2013), a
mudança de abordagem é um dos caminhos que podem impulsionar a segurança na
indústria da construção. Neste sentido, observa-se a necessidade de estudos que
explorem a gestão da segurança proativa na construção civil, tomando como base os
princípios discutidos na Engenharia de Resiliência.
1.2 Problema de Pesquisa
Segundo Perrow (1984), os sistemas complexos podem ser identificados pelo
alto grau de interconectividade e interdependência entre os componentes, cujas
interações nem sempre são visíveis e facilmente compreendidas. Por esse motivo, os
projetos de construção podem ser considerados sistemas de natureza complexa e
dinâmicas, caracterizados por um elevado grau de fragmentação e especialização
(BERTELSEN, 2003), o que explicita a necessidade de uma abordagem capaz de lidar
com tal complexidade e dinamismo.
A Engenharia de Resiliência é uma abordagem proativa de segurança, que
pode ser compreendida como, a capacidade de responder e adaptar-se a mudanças
inesperadas em ambientes organizacionais (SCHAFER et al., 2008). A ER vem sendo
aplicada em diferentes sistemas complexos, como plantas petroquímicas, usinas
nucleares, os hospitais e indústria de aviação, no entanto, na construção civil tais
discussões vêm sendo pouco exploradas (RIGHI; SAURIN; WACHS, 2015).
Em vista dos problemas enfrentados pela gestão da segurança tradicional,
Saurin, Formoso e Cambraia (2008) discutem a oportunidade de pesquisa para a
concepção de sistemas inovadores de gerenciamento de segurança na construção,
4
destacando a conscientização do status atual de operação e das defesas do sistema,
juntamente com o desenvolvimento de um conjunto de métricas proativas e reativas,
capaz de fornecer feedback para o planejamento de segurança.
De modo semelhante, Famá (2010) destaca a necessidade em desenvolver
meios de monitorar os perigos menos visíveis, notadamente os perigos
organizacionais, perigos à saúde no trabalho e perigos vinculados à segurança de
processos. No caso do monitoramento de processos, uma das lacunas discutidas pela
ER refere-se as diferenças encontradas entre o trabalho real (trabalho normal) e o
trabalho prescrito (SAURIN; FORMOSO; CAMBRAIA, 2008; BORYS, 2012;
HOLLNAGEL; WEARS; BRAITHWAITE, 2015).
O estudo do trabalho normal busca compreender as habilidades desenvolvidas
pelos trabalhadores quando em zona limites de operação e os “desvios necessários”
para que as atividades planejadas sejam realizadas (RASMUSSEN, 1997). O
desenvolvimento de habilidades de resiliência tem sido objeto de estudo nas áreas de
distribuição elétrica e construção civil (SAURIN et al., 2014; PEÑALOZA et al., 2017).
Entretanto, na construção civil são necessários estudos com maior profundidade para
identificar as habilidades de resiliência para trabalhadores na linha de frente, assim
como no âmbito gerencial, visto o estudo realizado por Peñaloza et al. (2017) dá
ênfase apenas as habilidades de resiliência para trabalhadores na linha de frente no
processo de montagem de estruturas pré-moldadas de concreto por meio um caso
exploratório.
O estudo do trabalho normal também possibilita entender como ocorre a
acomodação das demandas emergentes e o gerenciamento dos trade-offs entre
produção e segurança (WOODS, 2006a; WOODS, 2006b; HALE; HEIJER, 2006).
Contribuindo com o aprendizado a partir das estratégias bem-sucedidas (SAURIN;
FORMOSO; CAMBRAIA, 2008), constata-se, então, o potencial de aplicação da
engenharia de resiliência na indústria da construção frente as lacunas de
conhecimento quanto as melhorias dos processos operacionais e gerenciais
relacionado à segurança.
Saurin, Formoso e Cambraia (2008) discutem que à medida que os perigos são
numerosos, dinâmicos e espacialmente dispersos, é praticamente impossível projetar
dispositivos visuais para abranger todos os perigos. Em vista disso, o desempenho da
segurança não pode ser coletado e exibido de forma totalmente automática,
necessitando da visão humana para coletar e interpretar dados, especialmente devido
5
à dificuldade de previsão dos possíveis comportamentos inseguros (SAURIN;
FORMOSO; CAMBRAIA, 2008) e identificação das zonas de perigos, em que perda
de controle é irreversível (HOWELL et al., 2002).
Tais dificuldades são intensificadas com o tamanho do canteiro e a quantidade
de atividades executadas simultaneamente, podendo vir a comprometer a eficiência e
eficácia do processo de monitoramento, visto o elevado tempo dispendido para avaliar
todas as atividades e carência de recursos tecnológicos e de pessoal (CAMBRAIA;
SAURIN; FORMOSO, 2010; IRIZARRY et al., 2012).
Em razão disso, estudos recentes apontam o crescente uso de tecnologias
emergentes aplicado a segurança (ZHOU; WHYTE; SACKS, 2013; GUO; YU;
SKITMORE, 2017). Ainda assim, existe uma necessidade latente do uso proativo de
tecnologias para monitoramento das condições de trabalho (IRIZARRY; COSTA,
2016), principalmente quanto à execução do trabalho em zonas de riscos, como,
trabalho em altura e na periferia das construções, visto a dificuldade de visualização
e avaliação do risco de forma factual (SAURIN et al., 2005). Contudo, destaca-se a
necessidade do uso de tecnologias integrado ao sistema de gestão, e como estas
impactam no desempenho do sistema. Percebe-se também uma convergência na
busca por melhorias nas condições de segurança dos processos por meio da adoção
da ER quanto pelo uso das tecnologias visuais.
Em vista disto, acredita-se o uso de tecnologias visuais podem auxiliar no
monitoramento dos processos se trabalhadas de forma integradas ao processo de
gestão da segurança, contribuindo no fornecimento de informações nas etapas de
monitoramento, antecipação dos riscos, resposta às não conformidades e conflitos
entre produção e segurança e uso para aprendizagem.
Diante da diversidade de tecnologias visuais utilizadas em canteiro de obras
para a segurança, destaca-se o uso de Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT), em
inglês, Unmanned Aerial Vehicles/Systems (UAV/UAS), definidos como toda aeronave
não tripulada, pilotada a partir de uma estação de pilotagem remota que tenha
qualquer outra finalidade que não seja recreativa (ANAC, 2017). O uso desta
tecnologia vem sendo utilizado para atividades relacionadas a inspeção e
monitoramento, visto o elevado potencial de visualização das condições de segurança
por meio dos ativos (fotos e vídeos) coletados (IRIZARRY et al., 2012; IRIZARRY et
al., 2015; IRIZARRY e COSTA, 2016; MELO et al., 2017). Esta tecnologia vem
6
contribuindo com o aumento da transparência dos processos, melhoria na facilidade
de identificação dos problemas, agilidade no processo de tomada de decisão e
redução do tempo de inspeção (IRIZARRY et al., 2015; KIM e IRIZARRY, 2015; MELO
et al., 2017).
Devido aos problemas práticos e lacunas apresentadas, percebe-se a
necessidade de um modelo de sistema de gestão da segurança de maior eficácia, que
contribua com a melhorias das condições de trabalho, atuando de forma proativa na
prevenção de acidentes. Diante da perspectiva de uma segurança mais proativa, o
uso de tecnologias visuais é de suma importância, visto a grande demanda de
atividades, necessidade de tornar explícito as condições inseguras, os conflitos entre
segurança e produção e o monitoramento dos processos críticos (redução das
distancias entre o trabalho real e o trabalho prescrito).
O estudo proposto se justifica pelo caráter inovador, devido a proposição de um
modelo de sistema de gestão da segurança baseado nos pressupostos da Engenharia
de Resiliência assistido por VANT. Acredita-se que o uso combinado dessas duas
diferentes soluções pode contribuir de forma significativa com a melhoria do sistema
de gestão da segurança em canteiro de obras, e, consequentemente, com a qualidade
das condições de trabalho e redução de eventos adversos (acidentes).
1.3 Questões de pesquisa
1.3.1 Questão principal
De que forma o uso dos princípios da Engenharia de Resiliência e de Veículos
Aéreos Não Tripulados podem contribuir com o Sistema de Gestão da Segurança em
canteiro de obras?
1.3.2 Questões secundárias
• Quais as principais dificuldades e barreiras enfrentadas pelo sistema de
gestão da segurança tradicional?
• Como identificar as principais diferenças entre o trabalho prescrito e o
trabalho normal com o uso do VANT?
• Quais os parâmetros e conceitos a serem utilizados para a avaliação do
modelo proposto?
• Quais os requisitos para aplicação do modelo proposto e como aplicá-
lo?
7
1.4 Objetivos
1.4.1 Objetivo Geral
O objetivo geral deste trabalho em desenvolver, implantar e avaliar um modelo
de Sistema de Gestão da Segurança Proativo em canteiros de obra assistido por
Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) baseado nos pressupostos da Engenharia de
Resiliência (ER).
1.4.2 Objetivos secundários
Como objetivos secundários tem-se:
a) Identificar as principais barreiras enfrentadas pelo sistema de gestão da
segurança tradicional em canteiros de obras;
b) Estabelecer um conjunto de práticas visando a melhoria do sistema de gestão
da segurança por meio da integração entre ER e VANT;
c) Identificar requisitos para monitoramento do trabalho normal de processos
críticos com o uso do VANT e da ER;
d) Definir métricas para a avaliar o modelo de sistema de gestão da segurança
proposto;
e) Propor diretrizes de uso segundo o escopo de aplicabilidade do modelo.
1.5 Delimitação da pesquisa
Para o presente trabalho, será avaliado apenas a segurança em canteiros de
obras, com ênfase nos itens de segurança situados na área externa da edificação e
nos processos críticos sob a perspectiva de segurança. Além disso, serão obedecidos
os requisitos de segurança do espaço aéreo recomendados pela Agência Nacional de
Aviação Civil (ANAC, 2017), visto que o presente trabalho busca integrar o uso do
VANT ao sistema de gestão da segurança da obra.
1.6 Estrutura do Trabalho
Este projeto de tese está organizado em seis capítulos visando apresentar os
aspectos relevantes relacionados à gestão da segurança com ênfase em Engenharia
de Resiliência, além de uma breve abordagem sobre as tecnologias emergentes
aplicada à segurança em canteiros de obras.
8
No capítulo 1 foi discutido a justificativa e problema de pesquisa, assim como
os objetivos e delimitação do estudo.
O capítulo 2 tem por objetivo apresentar os principais conceitos relacionado a
gestão da segurança em sistemas complexos, com ênfase na engenharia de
resiliência.
O capítulo 3 apresenta uma abordagem das tecnologias visuais na segurança
em canteiros e o desempenho das mesmas no processo de gestão da segurança.
No capítulo 4 são apresentadas as informações relativas ao método de
pesquisa a ser utilizado, definições, estratégia e coleta de dados.
9
2 GESTÃO DA SEGURANÇA EM SISTEMAS COMPLEXOS
Este capítulo visa apresentar o processo de gestão da segurança em sistemas
complexos, destacando o setor da construção civil. Será apresentada uma breve
evolução dos modelos de análises de acidentes, ressaltando as principais diferenças
entre o sistema de gestão da segurança tradicional (Safety-I) e o sistema de gestão
da segurança baseado na engenharia de resiliência (Safety-II).
2.1 Contextualização dos modelos de análise de acidentes
Ao longo do tempo, diversos autores têm buscado discutir a ocorrência de
acidentes por meio de modelos (REASON, 1998; REASON, 2000; DEKKER, 2003;
HOLLNAGEL, 2006). Entretanto, nota-se que além de tentar explicar as razões pelas
quais os acidentes acontecem, os modelos contribuem com a evolução filosófica
quanto ao pensamento e os fatores considerados nas análises dos acidentes,
avançando de sistemas simples e lineares a sistemas complexos.
2.1.1 Modelo Sequencial
O modelo de Dominó, também conhecido como modelo sequencial, é
considerado o modelo de acidente mais simples, no qual apresenta o acidente sob
uma perspectiva de causalidade linear, como um conjunto de peças de dominó que
caem um após o outro (HOLLNAGEL, 2006; MIGUEL, 2010).
Este modelo, conforme Figura 1, considera que o acidente ocorre devido às
relações de causa e efeito entre cinco elementos (ambiente social/personalidade,
falha humana, atos e condições inseguras, acidente e a lesão propriamente dita),
sendo que a manifestação de um elemento necessariamente implica a manifestação
em cadeia dos elementos (HEINRICH, 19311 apud MIGUEL, 2010). De acordo com a
lógica desse modelo, o objetivo da análise de eventos é encontrar a causa raiz do
acidente (HOLLNAGEL, 2006).
1 Heinrich, H. W. 1931. Industrial accident prevention: a scientific approach. New York: McGraw-Hill
10
Figura 1 – Modelo de acidente sequencial
Fonte: Heinrich (1931) apud Miguel (2010)
O modelo de Dominó tem como base a causalidade, no qual acredita-se que
todos os efeitos adversos têm causas, e que as mesmas podem ser encontradas,
significando que todos os acidentes podem ser evitados.
2.1.2 Modelo Epidemiológico
Os modelos simples e lineares foram substituídos pelos modelos lineares
compostos, como modelo epidemiológico, mostrando as barreiras em analogia à
teoria do “queijo suíço”, conforme apresenta a Figura 2 (REASON, 1998). Neste
modelo, os acidentes podem ser vistos como a inter-relação entre atos inseguros e
condições latentes. Hollnagel (2006) discute que embora este modelo seja mais
complexo que o modelo dominó, no qual a causalidade não é provocada apenas por
propagação linear de efeitos, um acidente ainda é o resultado de uma combinação
relativamente clara de eventos, e a falha de uma barreira ainda é considerado a falha
de um componente individual. No qual, defesas e barreiras (sejam elas, tecnológicas
ou procedimentos e controles administrativos) ocupam uma posição chave na
abordagem do sistema (REASON, 2000).
Figura 2 – Modelo epidemiológico “queijo suíço”
Fonte: adaptado de Reason (2000).
11
Segundo a interpretação do modelo, a falha de uma barreira qualquer apenas,
normalmente não causa um mau resultado. Para isso ocorrer, deve-se existir uma
sequência de eventos (combinação entre falhas ativas ou atos inseguros e condições
latentes) que permitam o surgimento de uma trajetória de acidente. Outro diferencial
destacado por Reason (1998) é que as falhas não são estáticas, elas estão
movimentando-se em um fluxo contínuo de acordo com as circunstâncias locais.
Reason (1998) classifica os acidentes como eventos individuais ou
organizacionais. Os organizacionais têm múltiplas causas envolvendo muitas pessoas
que operam em diferentes níveis dentro de suas respectivas atividades, além disso,
possuem uma grande quantidade e diversidade de defesas, a fim de tornar estes
sistemas à prova de falhas humanas ou técnicas.
A cultura de segurança é outro fator de extrema importância na redução dos
acidentes. Segundo Reason (1998), os erros de linha de frente são mais prováveis
em organizações que negligenciam as condições de trabalho, por meio de treinamento
inadequado, má comunicação, maus procedimentos e problemas com o projeto da
interface homem-máquina. Até mais além, uma cultura de segurança deficiente
poderá incentivar uma atmosfera de não conformidade a práticas operacionais
seguras (REASON, 1998; REASON, 2000).
Embora seja fundamentado na teoria da causalidade, o modelo do Queijo Suíço
apresenta uma maior complexidade se comparado ao modelo dominó, visto que
considera a possibilidade de múltiplas causas e fatores organizacionais.
2.1.3 Modelo sistêmicos
Rasmussen (1997) questiona se realmente existem modelos adequados de
causalidade de acidentes na sociedade dinâmica atual. De modo semelhante,
Leveson (2004) discute que os modelos lineares não levam em consideração o caráter
dinâmico do contexto sociotécnico das organizações. No qual, segundo a Engenharia
de Resiliência, os erros humanos são inevitáveis devido a constante pressões
organizacionais, sejam eles de carga de trabalho, econômica ou de desempenho
(RASMUSSEN, 1997).
O modelo proposto por Rasmussen (1997) apresenta uma nova abordagem,
não focada em erros e violações humanas, mas na dinamicidade dos sistemas e no
mapeamento do ambiente em zonas de trabalho. Esta abordagem ressalta a
importância para o controle do desempenho do sistema, no qual, invés de se esforçar
12
para controlar o comportamento de combater os desvios de um caminho previamente
planejado, deve-se buscar o controle do comportamento, tornando os limites explícitos
e conhecidos. Segundo o autor, treinar as pessoas a trabalharem próximas ao limite
de perda de controle e aumentar a consciência do limite por meio de campanhas de
instrução e motivação são meios para melhorar a segurança.
O modelo apresentado na Figura 3 mostra que todas as organizações estão
sujeitas a constante pressões de custo, carga de trabalho e desempenho, que as
levam a trabalhar próximas a áreas perigosas, com maior possibilidade de ocorrência
de acidentes.
Figura 3 - Modelo dinâmico de ocorrência de acidentes
Fonte: Rasmussen (1997) apud Costella (2008)
Incentivado pelo modelo apresentado por Rasmussen (1997), Howell et al.
(2002) discutem a necessidade de uma nova abordagem de segurança para a
compreensão dos acidentes na construção civil. Uma das questões levantadas por
Howell et al. (2002) trata da ausência de programas de segurança que avalie a
qualidade do planejamento da pré-tarefa contra a análise da causa raiz. Normalmente,
a análise da causa raiz fornece informações para a compreensão dos incidentes e a
sua prevenção, determinando muitas vezes que o incidente resultou de um erro
humano.
13
Segundo os referidos autores, o conceito de erro como um o desvio da prática
normal faz sentido em sistemas bem estruturados, onde os procedimentos são
sequenciados, no entanto, para o contexto da construção civil em que os
procedimentos são muito difícil de prescrever, principalmente pelo dinamismo e
complexidade das condições de trabalho, este conceito não é adequado. Sendo, a
rastreabilidade da causa raiz quase impraticável (HOWELL et al., 2002).
Howell et al. (2002) discordam que o modelo de causa e efeito centrado no
trabalhador, aliado à violação de procedimentos, explica como ocorrem os incidentes
ou fornece a influência necessária para futuras melhorias. Em vista disso, o modelo
apresentado na Figura 3 considera que pessoas são levadas a trabalhar em situações
de risco devido a tendência individuais e fatores organizacionais, evidenciando a
necessidade do desenvolvimento de habilidades para se trabalhar além do limite de
perigo, como também destacado por Rasmussen (1997).
No modelo adaptado de Rasmussen (1997) proposto por Howell et al. (2002),
o ambiente de trabalho é divido em três zonas, conforme ilustra a Figura 4. Para cada
zona, Howell et al. (2002) propõem estratégias de gestão específicas. A zona de
segurança, embora as atividades sejam exercidas sob as condições previstas nos
procedimentos de segurança, a resultante do desempenho ocorre em função das
pressões de custo e trabalho. A condição de segurança pode ser ampliada
empregando-se first run studies (HOWELL et al., 2002). Segundo Ballard (2000), “first
run studies é o planejamento das futuras operações seguido de estudo metódico, no
qual existe um redesenho e julgamento da operação, até que o padrão desejado seja
estabelecido processos”.
A zona de segurança é envolvida pela zona perigo, no qual se está mais
susceptível a ocorrência dos desvios previstos ou não, em relação a execução dos
procedimentos. Nesta zona, deve-se tornar visível o limite além do qual o trabalho não
é mais seguro, e ensiná-los a reconhecer essa situação. Na zona de perda do controle,
a perda do controle é irreversível, devendo então, estabelecer previamente formas de
limitar o efeito do perigo, uma vez que não há controle sobre a situação (HOWELL et
al., 2002).
14
Figura 4 - Adaptação do modelo dinâmico
Fonte: Howell et al. (2002) apud Costella (2008).
Hollnagel (2004) discute como os “links de causa e efeito” são considerados
nos modelos de lineares de análises de acidentes (sendo eles, o sequencial, o
epidemiológico e o sistêmico).
[...] acidentes são fenômenos resultantes, no sentido de que as
consequências são previsíveis [...] do conhecimento sobre suas partes
constituintes. Em contraste [...] o modelo sistêmico vê os acidentes
como fenômenos emergentes, como alguma coisa que surge de
complexo de condições, mas que não pode ser previsto de modo
similar (HOLLNAGEL, 2004, p. 66).
Em vista da necessidade em explicar os fenômenos mais complexos, a
Engenharia de Resiliência busca por meio do princípio da ressonância, representar
como a variabilidade de desempenho normal pode combinar dinamicamente em
modos que podem levar a efeitos (não lineares) desproporcionais (HOLLNAGEL,
2006). Tendo assim, como produto o Método de Análise de Ressonância Funcional,
em inglês, Functional Resonance Analysis Method (FRAM).
15
Este método refere-se a um modelo ou a uma representação de funções
individuais e/ou organizacionais, utilizadas para descrever sua potencial variabilidade
(HOLLNAGEL, 2013). Segundo Hollnagel (2004), a variabilidade de desempenho é
induzida pela complexidade e pelas demandas do sistema, em que devido a
impossibilidade de redução dessa complexidade, o caminho para a prevenção é tentar
gerir essa variabilidade.
Segundo Hollnagel (2013), o princípio da ressonância é utilizado para explicar
que grandes efeitos podem surgir de pequenas ou mesmo insignificantes variações,
dando ênfase nas dependências e acoplamentos entre as funções, ao invés da
probabilidade de falha. Cada função (Figura 5) refere-se a uma atividade ou processo,
no qual, os acoplamentos entre elas são descritos em termos de seis diferentes tipos
de relações de dependência (entrada, saída, tempo, controle, pré-condições e
recursos), buscando assim, proximidade com as condições reais, ao invés de relações
de causa-efeito pré-definidas, como apresentado nos modelos lineares.
Figura 5 – Hexágono de representação de uma função no FRAM
Fonte: Adaptado Hollnagel (2013)
O FRAM é baseado em quatro princípios, segundo Hollnagel (2013):
a) Princípio da equivalência de sucessos e falhas
O FRAM reconhece que o sucesso é uma consequência da capacidade de
antecipação a mudança antes da ocorrência do dano e o fracasso é simplesmente a
ausência disso. Além disso, acredita-se que as coisas dão certo e dão errado
basicamente da mesma maneira. O fato dos resultados serem diferentes, não significa
que os processos subjacentes devam ser diferentes.
16
b) Princípio da inevitabilidade dos ajustes aproximados
A variabilidade do funcionamento normal pode ser justificada pelas diferenças
entre o trabalho real e o trabalho como imaginado ou prescrito. Outro fator relatado
são as constantes mudanças nas condições de operação, e isto significa que é
praticamente impossível preparar instruções antecipadamente, logo, deve-se fornecer
diretrizes e procedimentos apoiados por treinamento profissional extensivo e realizar
o planejamento do curto prazo, sendo estes, constantemente revisados para estar
alinhados as condições atuais.
c) Princípio da emergência
A variabilidade do desempenho normal raramente é bastante grande para ser
a causa de um acidente, mas as variabilidades de múltiplas funções podem se
combinar de maneiras inesperadas, levando a consequências que são
desproporcionalmente grandes, portanto, produzem efeitos não lineares. Portanto,
para os sistemas sociotécnico é impossível descrever todos os acoplamentos no
sistema, sendo assim, praticamente impossível antecipar mais do que os eventos
ordinários.
d) Princípio da ressonância funcional
A variabilidade de um número de funções pode, de tempos em tempos, entrar
em ressonância, no sentido de que podem reforçar-se mutuamente e, assim, fazendo
com que a variabilidade de uma determinada função exceda os limites normais. As
consequências podem se propagar através de acoplamentos fortes, por meio de
ligações de causa-efeito identificáveis e enumeráveis.
2.2 Sistemas Sociotécnicos Complexos (SSC)
De acordo com Baxter e Sommerville (2011), o termo sistemas sociotécnicos
surgiu em 1960 por Emery e Trist, para descrever sistemas que envolvem uma
interação complexa entre humanos, máquinas e os aspectos ambientais do sistema
de trabalho. Atualmente, essa interação é uma realidade para a maioria dos sistemas
organizacionais.
A abordagem de sistemas sociotécnicos considera que as condições para o
sucesso ou fracasso do desempenho organizacional são criadas pela interação entre
os fatores sociais e técnicos. Esta interação compreende tanto eventos de causa e
efeito linear, quanto eventos emergentes, "não-lineares" (HOLLNAGEL, 2013).
17
Perrow (1984) descreve alguns sistemas sociotécnicos, no qual apresenta um
conjunto robusto de evidências de vários tipos de acidentes e desastres de alto risco,
incluindo as áreas de usinas nucleares, plantas petroquímicas, aeronáutica, marinha,
entre outras.
Segundo a perspectiva de Perrow (1984), os diferentes tipos de acidentes
podem ser caracterizados em duas dimensões: interações e acoplamento. As
interações podem ser lineares ou complexas, enquanto os acoplamentos podem ser
“loose ou tight” 2, ou seja, fracamente ou fortemente acoplados.
Em sistemas com interações complexas há um alto grau de interconectividade
e interdependência entre os componentes, ocorrendo assim interações inesperadas,
como por exemplo, em plantas petroquímicas, usinas nucleares, hospitais e a aviação.
De forma distinta, sistemas lineares são aqueles com baixo grau de interconectividade
entre os componentes ou funções, nos quais as interações têm claras relações de
causa e efeito, sendo facilmente compreensíveis.
O acoplamento significa o quão os subsistemas ou funções estão conectados
ou dependem um do outro em um sentido funcional. Os sistemas fortemente
acoplados podem ser caracterizados pela existência de buffers e redundâncias, não
permitem atrasos no processamento, as sequências são invariantes, existe pouca
folga em suprimentos, equipamentos e pessoal e existe apenas um método para
atingir o objetivo. Por essas e outras razões, os sistemas complexos são considerados
de difícil compreensão, além de se apresentarem instáveis, no sentido de que os
limites para uma operação segura são bastante restritos (PERROW, 1984).
Segundo Perrow (1984), sistemas altamente acoplados e com interações
complexas são ainda mais difíceis de controlar e também são mais difíceis de analisar.
Em sistemas complexos, o processo de tomada de decisões ocorre sob considerável
incerteza, visto que as informações vêm de inferências ou fontes indiretas. Portanto,
é impossível descrever e controlar completamente um sistema complexo (PERROW,
1984; WOODS; HOLLNAGEL, 2005).
2 Loose, segundo Perrow (1984) refere-se às atividades que possuem um com menor vínculo de dependência com as atividades predecessoras, enquanto tight, representa as atividades fortemente acopladas, ou seja, possuem elevado nível de dependência com às atividades predecessoras.
18
Dekker et al. (2012) discutem que um sistema sociotécnico é por natureza
complexo e não complicado. Os sistemas complicados possuem relações de causa e
efeito evidentes, logo, podem ser descritos e modelados, enquanto os sistemas
complexos (sociotécnicos), por outro lado, não podem ser descritos nem precisamente
modelados, pois possuem uma infinidade de relações não lineares e fenômenos
emergentes.
Hollnagel e Woods (2005) apontam alguns fatores que afetam a complexidade
dos sistemas, sendo eles: (1) treinamento insuficiente e falta de experiência, visto que
podem levar a uma incompleta ou parcial compreensão da situação; (2) o tempo e
conhecimento insuficiente, no qual podem influenciar na correção da condição,
mesmo quando essa for reconhecida; (3) à complexidade da interface, se de difícil
uso, pode levar a uma ação de implementação incompleta ou incorreta, resultando em
resultados inesperados e não desejados.
Saurin e Gonzalez (2013) identificaram quatro caraterísticas da complexidade
por meio da revisão da literatura, destacando:
a) Um grande número de elementos interagindo dinamicamente – os SSC
mudam ao longo do tempo, suas interações podem ser não-lineares. Além disso, as
interações ocorrem entre elementos fortemente acoplados, o que favorece a rápida
propagação de erros e dificulta criação de barreiras;
b) Grande diversidade de elementos – implica em uma grande variabilidade de
categorias, influenciando na natureza das relações entre os elementos, tais como,
grau de cooperação, grau de objetivos compartilhados e grau de troca de informações;
c) Variabilidade não prevista – é resultado da incerteza (devido, a riqueza das
interações entre os elementos, e pelo uso informações de fontes de informação
indiretas ou inferenciais), além disso, os SSC são sistemas abertos, o que significa
que eles interagem com seu ambiente, que é, por si só, uma fonte importante de
variabilidade;
d) Resiliência – é a capacidade dos sistemas de ajustar o seu funcionamento
antes, durante ou após mudanças e distúrbios. Este ajuste de desempenho significa
preencher as lacunas de procedimentos, devendo ser orientado por feedback, tanto
de eventos recentes quanto passados. Esta característica/habilidade vem sendo
objeto de estudos em diversos setores, visto a importância dos sistemas em manter
um fluxo de operações contínuo, apesar dos imprevistos não esperados.
19
2.3 Engenharia de Resiliência (ER)
2.3.1 Conceitos
A engenharia da resiliência baseia-se nos avanços na modelagem e na
medição de sistemas adaptativos complexos, nas ideias obtidas das observações de
organizações de alta confiabilidade e nos resultados de estudos de como as pessoas
se adaptam para que os sistemas funcionem, apesar da complexidade na engenharia
de sistemas cognitivos (ESC) (WOODS, 2006b).
Segundo Hollnagel (2006), a resiliência está relacionada a capacidade
intrínseca de uma organização ou sistema em manter ou recuperar um estado
dinamicamente estável, o que lhe permite continuar as operações após eventos
inesperados ou na presença de um estresse contínuo. Além de ser capaz de sustentar
as operações necessárias e manter a sua capacidade para responder a eventos
inesperados também na ausência de pressão externa ou stress (REIMAN;
OEDEWALD, 2009).
Woods (2006a) critica que como todos os sistemas se adaptam ao longo do
tempo, a resiliência não pode ser simplesmente a capacidade de adaptação de um
sistema, considerando, então, a resiliência como uma capacidade mais ampla de quão
bem uma organização ou sistema consegue lidar com as interrupções e variações.
Logo, a resiliência tem como propósito monitorar as condições de contorno do modelo
atual de competência (como as estratégias são compatíveis com as demandas) e
ajustar ou expandir esse modelo para acomodar melhor as demandas (WOODS,
2006a; DINH et al., 2012).
Hale e Heijer (2006) discutem que a resiliência está relacionada com a
capacidade das organizações em gerenciar as atividades a fim de antecipar e
controlar as ameaças ou conflitos, inclusive os conflitos entre segurança e produção.
Esta característica da resiliência busca dar ênfase na prevenção da perda de controle
sobre o risco, em vez da recuperação dessa perda de controle.
Woods (2006a) ressalta que a ER também tem o propósito de compreender
como as organizações lidam com os conflitos de metas que surgem a partir da pressão
para ser " faster, better, cheaper ", ou seja, “mais rápido, melhor e mais barato”. Em
função disso, para gerenciar o risco de forma proativa é necessário em alguns
momentos atenuar a pressão sobre os objetivos de produção e eficiência, ou seja,
fazer um julgamento de sacrifício. No qual, a ER busca dar suporte às organizações
20
como decidir quando atenuar a pressão da produção para reduzir o risco de acidentes,
por meio da prática do julgamento de sacrifício em condições de incerteza, a fim de
manter um nível de risco aceitável (WOODS, 2006a).
Na engenharia de resiliência, a segurança não é vista como uma propriedade
do sistema, mas "... como algo que um sistema ou organização faz, em vez de algo
que uma organização tem" (HOLLNAGEL; WOODS, 2005). A ER busca dar ênfase
aos fatores organizacionais como as principais causas dos acidentes ao invés de erros
humanos ou mau funcionamento de máquina (HOLLNAGEL; WOODS, 2005).
A adoção de procedimentos, diretrizes, equipamentos de proteção pessoal e
barreiras não tornam o sistema resiliente, mas sim o monitoramento contínuo do
desempenho do sistema de "como as coisas são feitas" (SHAEFER et al., 2008).
Surgem, então, a necessidade em monitorar o trabalho normal, ou seja, as atividades
que são realizadas diariamente, a fim de compreender os atos e fatores que
contribuem ou favorecem no ajuste do sistema (resiliência).
Segundo a perspectiva de segurança tradicional (modelos de acidentes
lineares), os desvios do trabalho prescritos são usualmente considerados violações,
atos intencionais, e são corrigidos por meio de treinamentos para que as regras sejam
seguidas corretamente. Nesta perspectiva, não é comum a discussão acerca da
redefinição do trabalho prescrito (COSTELLA et al., 2015). Em função disso, a ER
busca por meio do monitoramento contínuo, minimizar a distância entre o trabalho
prescrito (“work as imagined”) e o trabalho normal (“work as done”), a fim de
compreender os fatores que levam os trabalhadores a praticar “tais violações” e
reduzir a incidência das mesmas (COSTELLA et al., 2015). Para Polet et al. (2003)
apud Costella et al. (2015), em sistemas complexos, as violações são subprodutos
inevitáveis para alcançar o desempenho desejado.
Portanto, a Engenharia de Resiliência surge como um novo paradigma para o
estudo da segurança, buscando entender como as pessoas, sob pressão, lidam com
a complexidade e com a variabilidade de um sistema, e ainda obtém sucesso quando
se encontram sob condições adversas (HOLLNAGEL, 2006). Costella (2008) destaca
que a ER pode ser utilizada em qualquer nível de agregação do sistema cognitivo,
desde o enfoque de um único trabalhador no seu posto de trabalho até o enfoque na
organização como um todo.
Este trabalho considera a Engenharia de Resiliência como sendo a capacidade
das organizações em gerenciar as atividades a fim de antecipar e controlar as
21
ameaças ou conflitos, que possam vir a causar interrupções e variações nas
operações. Buscando por meio do monitoramento contínuo compreender como as
atividades são realizadas, levando em consideração os trade-off entre segurança e
produção.
2.3.2 Pressupostos e princípios da Engenharia de Resiliência
Os princípios da ER vêm sendo discutido por diversos autores, entretanto
observa-se a ausência de definição de um conjunto de princípios na área de
segurança, acabam gerando uma variedade de princípios e conceitos relativamente
próximos, mas sem consolidação definida. Em vista disso, este estudo busca
apresentar os princípios até então discutidos na literatura de modo geral.
No método proposto por Costella (2008) para avaliar a saúde e segurança em
indústrias de manufatura com foco em engenharia resiliência, foram adotados os
seguintes princípios:
• Comprometimento da alta direção: está relacionado na capacidade da alta
direção em demonstrar uma devoção à segurança acima ou do mesmo modo
que a outros objetivos da empresa;
• Aprendizagem: está relacionado a retroalimentação dos processos
gerenciais da segurança e saúde com foco na identificação da distância
entre o trabalho prescrito e o trabalho real;
• Flexibilidade: capacidade de adaptar-se às mudanças a fim de manter o
controle em termos de SST, resistindo às pressões da produção;
• Consciência: todas as partes interessadas devem estar conscientes do
limite da perda de controle e do seu próprio desempenho no sistema.
Em especial, complementa-se que o princípio da conscientização requer que
se esteja atento ao status atual do sistema quanto ao status das defesas, sendo tais
conhecimentos fundamentais para antecipar futuras mudanças que podem vir a afetar
o funcionamento do sistema (RESILIÊNCIA REDE DE ENGENHARIA, 2008 apud
COSTELLA, 2008). Além da importância para avaliar os trade-offs entre a produção e
segurança, conforme mencionado por Hale e Heijer (2006).
Embora não tenha sido considerado um princípio, Woods (2006a) discute que
o monitoramento é um fator chave da resiliência, no qual deve levar a intervenções
para gerenciar e ajustar a capacidade de adaptação à medida que o sistema enfrenta
novas formas de variação e desafios. Enquanto, para Hollnagel (2010) são quatro os
22
fatores chaves para uma organização para ser considerada resiliente, sendo elas as
habilidades em monitorar, antecipar, responder e aprender:
• responder a variabilidade, distúrbios e eventos inesperados ou não, sabendo
como e quando fazê-lo, habilidade de abordar o atual;
• monitorar o que acontece e reconhecer se algo muda a ponto de afetar a
capacidade da organização de realizar operações atuais ou futuras,
habilidade de abordar o crítico;
• considerar os possíveis eventos futuros, condições ou mudanças de estado
que possam afetar a capacidade da organização de funcionar, habilidade de
abordar o potencial; e
• aprender com as experiências corretas, habilidade em abordar o real.
Apesar da diferença de nomenclatura, é possível visualizar algumas
semelhanças entre os princípios adotados por Costella (2008) e as habilidades
discutidas por Hollnagel (2010). Para ambos os autores, a aprendizagem está
relacionada ao trabalho real, as experiências e fatores de sucesso tão enfatizados na
ER. O princípio da consciência pode ser relacionado as habilidades em monitorar e
antecipar discutidas por Hollnagel (2010), visto a necessidade em estar atento ao
status atual do sistema, afim de antecipar futuras mudanças que podem vir a
comprometer o funcionamento do sistema. E a flexibilidade, pode ser relacionada com
a capacidade em responder, uma vez que para adaptar-se as mudanças é necessário
saber quando e como responder aos distúrbios esperados e inesperados,
considerando que estes já tenham sidos identificados.
Outros princípios são discutidos por Dinh et al. (2012), sendo eles: flexibilidade,
controlabilidade, detecção precoce, minimização de falhas, limitação de efeitos e
controles e procedimentos administrativos.
O princípio da minimização de falhas busca evitar que algo ruim aconteça por
medidas preventivas, seja por meio de um projeto mais seguro ou uso adequado de
equipamentos de proteção, quando as mesmas não forem suficientes, então a
detecção precoce entra em vigor (DINH et al., 2012). Uma falha pode ser
compreendida como um estado que não atende um objetivo desejado ou pretendido,
ou que cria potencialmente uma situação perigosa para as pessoas (por exemplo,
liberação de gás tóxico) e danos ao equipamento (por exemplo, vazamento, ruptura e
aumento brusco de temperatura) (DINH et al., 2012).
23
Para tal, os trabalhadores devem ser treinados para reconhecer condições
anormais ou estados que pode ocorrer (DINH et al., 2012). Para Steen e Aven (2011),
muitos eventos adversos não podem ser atribuídos a uma quebra ou mau
funcionamento de componentes e funções normais do sistema, sendo melhor
entendidos como o resultado de combinações inesperadas da variabilidade de
desempenho normal. Em vista disso, o fator humano tem um papel importante na
detecção de situações inesperada, atuando na minimização das falhas, limitando os
efeitos e no planejamento das respostas de emergências (DINH et al., 2012). Segundo
os autores, o plano de resposta de emergência deve ser bem preparado uma vez que
uma resposta rápida e adequada geralmente resulta em um menor tempo de
recuperação.
O princípio da limitação de efeitos está relacionado ao uso de medidas
preventivas ou mitigadoras para limitar os impactos de um distúrbio. Além disso,
destaca-se a importância de sistemas de gerenciamento por meio de controles e
procedimentos administrativos (DINH et al., 2012). A controlabilidade refere-se ao
estado dinâmico e a capacidade do sistema em atingir os pontos-alvo em um
determinado momento, ou intervalo de tempo.
De modo geral, os princípios de minimização de falhas, limitação de efeitos,
controle e procedimentos administrativos e controlabilidade destacados por Dinh et al.
(2012) apresentam-se de maneira ambígua, visto a dificuldade em explicitar os
conceitos dos mesmos de forma clara e independente. Ao contrário, do princípio da
flexibilidade, em que um processo pode ser considerado flexível, se consegue operar
sob vários distúrbios, ou seja, se os outputs permanecem dentro de um intervalo
desejado, apesar da variação dos inputs (DINH et al., 2012). O princípio de detecção
precoce estabelecido por Dinh et al. (2012) pode ser associado a capacidade de
monitorar discutida por Hollnagel (2010).
Além disso, a visão convencional sobre a gestão de segurança (risco)
considera a variabilidade de desempenho, de qualquer tipo, como uma ameaça e algo
que deve ser evitado. Na ER a variabilidade do desempenho é considerada tanto
normal quando necessário, visto que é a fonte de resultados positivos e negativos
(STEEN; AVEN, 2011). A segurança não pode ser obtida pela restrição da
variabilidade de desempenho, uma vez que isso também afetaria a capacidade para
alcançar os resultados desejados. A solução é, em vez disso, amortecer a
24
variabilidade que pode levar a resultados negativos e ao mesmo tempo reforçar a
variabilidade que pode levar a resultados positivos (STEEN; AVEN, 2011). Portanto,
embora não seja descrita como um princípio, a gestão da variabilidade é essencial
para o funcionamento dos sistemas complexos. Sendo mais pertinente discutir a
minimização da variabilidade que leva a resultados negativos, em vez da minimização
das falhas discutido por Dinh et al. (2012), visto a dificuldade em atribuir eventos
negativos à ocorrência de falhas.
Azadeh e Zarrin (2015) buscaram mostrar que a implementação de princípios
da ER pode melhorar no gerenciamento da saúde, segurança, meio ambiente e
ergonomia, em inglês, Health, Safety, Environment e Ergonomics (HSEE) de uma
planta petroquímica. De forma semelhante a Costella (2008), os autores também
consideraram o compromisso da alta direção, a aprendizagem, a conscientização e a
flexibilidade. Além destes, Azadeh e zarrin (2015) incluíram como princípios da ER a
cultura de relatórios e a prontidão. A cultura de relatórios busca favorecer no aumento
da vontade da equipe em relatar problemas e a prontidão, está relacionada a
preparação de uma equipe de emergência eficaz para responder situações
rapidamente.
Dessa forma, os resultados da implementação dos princípios da ER
representados por meio do mapa cognitivo de números Z gerados através de análises
fuzzy, mostraram que os princípios da RE têm um alto impacto nos fatores de HSEE.
A análise realizada consistiu na determinação do grau de influência que os princípios
ER têm sobre os fatores HSEE. Os resultados indicaram que o compromisso da alta
direção tem o maior impacto no ambiente (0.827), a aprendizagem tem o maior
impacto em saúde (0.792), a prontidão tem o maior impacto em ergonomia (0.786) e
a consciência tem o maior impacto em segurança (0.776). Segundo os autores, a
abordagem proposta neste estudo pode contribuir com a melhoraria seu desempenho
em termos de HSEE usando fatores RE.
Em um outro estudo, Azadeh et al. (2016) buscaram avaliar por meio de
questionários o desempenho de segurança em sistemas resilientes com o uso dos
métodos de análises estatísticas como Fuzzy Data Envelopment Analysis (FDEA) e
Análise de Variâcia (ANOVA). Este trabalho adotou os mesmos princípios levantados
Azadeh e Zarrin (2015), sendo eles: compromisso da alta direção, aprendizagem,
conscientização, prontidão, flexibilidade e a cultura de relatórios. Estes princípios
foram então correlacionados com as variáveis/habilidades do sistema, como, auto-
25
organização, trabalho em equipe, redundância e tolerância a falhas. Os resultados das
análises de FDEA e ANOVA mostraram que as variáveis de trabalho em equipe e
redundância têm a maior influência em sistemas resilientes (AZADEH et al., 2016).
Como apresentado acima, os estudos realizados por Azadeh e Zarrin (2015) e
Azadeh et al. (2016) buscaram avaliar o desempenho da segurança de sistemas
resilientes, levando em consideração os princípios da resiliência considerados pelos
autores. Isso corrobora com o apresentado por Woods (2009), no qual o autor
argumenta que não é possível medir a resiliência, mas o potencial de resiliência. Como
a resiliência é definida pela capacidade da organização de ajustar seu funcionamento
a condições esperadas e inesperadas, uma "medida" de resiliência será diferente das
medidas tradicionais de segurança. Observando assim, a necessidade em sistemas
de medidas que possam avaliar a resiliência dos sistemas de uma forma sistemática.
2.3.3 Diferenças entre o trabalho normal e o trabalho prescrito
Segundo Dekker (2003), existem dois caminhos para avançar na segurança:
(1) aplicação de procedimento como sequência de regras, e (2) a aplicação do
procedimento como atividade cognitiva.
No primeiro caso, o ato de não seguir os procedimentos não significa que irá
ocasionar uma situação insegura, ou seja, os procedimentos devem representam a
melhor forma de realizar a atividade de forma segura, fato este, também discutido por
Besnard e Greathead (2003). Além disso, o trabalho normal ocorre em um contexto
de pressões e múltiplos recursos e objetivos, em alguns casos, a incerteza e a
ambiguidade envolvidas na atividade fazem os procedimentos emergir da prática e
experiência em vez de precedê-los (DEKKER, 2003). Segundo o autor, quando os
procedimentos são tratados apenas como uma sequência de regras, pode ter efeito
contrário para segurança.
Embora os procedimentos sejam um investimento em segurança, nem sempre
conseguem ser eficientes em alcançar uma prática segura. No qual, sua criação não
evita necessariamente o próximo incidente, entretanto, procedimentos com o objetivo
de padronização, podem desempenhar um papel importante na formação de práticas
seguras (DEKKER, 2003).
No segundo modelo apresentado por Dekker (2003), se discute que a
segurança não é o resultado da sequência dos procedimentos, e sim, é resultado da
capacidade das pessoas em utilizar os recursos disponíveis para alcançar os objetivos
26
desejados. Acredita-se que os procedimentos são recursos para ação e nem sempre
são aplicáveis a todas as situações, em que o resultado depende da habilidade das
pessoas em julgar quando e como adaptar procedimentos para eventuais
circunstâncias.
Em vista disso, Hollnagel et al. (2015) critica que o ‘trabalho imaginado’, é uma
visão idealista da tarefa formal, que ignora como o desempenho da tarefa deve ser
ajustado para corresponder às reais condições de trabalho. Enquanto, o ‘trabalho
realizado’ ou trabalho normal, descreve como o trabalho realmente é executado pelos
operadores.
O estudo do trabalho normal tem buscado compreender as habilidades
desenvolvidas pelos trabalhadores quando em zona limites de operação, como
destaca por Rasmussen (1997). Segundo Saurin et al. (2014), as habilidades de
resiliência podem ser definidas como habilidades individuais e de equipe, necessárias
para ajustar o desempenho, a fim de manter operações seguras e eficientes durante
situações esperadas e inesperadas. Os referidos autores também destacam que “o
ajuste de desempenho significa preencher as lacunas de procedimentos
padronizados, qualquer que seja sua extensão e razão”.
Segundo Costella et al. (2009), a ER ressalta a compreensão do trabalho
normal para aprender e promover estratégias de trabalho bem-sucedidas, ao invés
apenas do aprendizado baseado em acidentes. No entanto, para que haja
aprendizagem baseada no trabalho normal, é imprescindível a criação de um
ambiente organizacional que encoraje o relato de incidentes e que reconheça as
estratégias adaptativas (WREATHALL, 2006)
Para o progresso em segurança, as organizações devem monitorar e
compreender as razões por trás da lacuna entre procedimentos e práticas,
desenvolver formas que apoiem a habilidade de adaptação das pessoas (DEKKER,
2003) e elaborar procedimentos que condizem com a realidade, reduzindo a lacuna
entre o trabalho, como imaginado pelos gerentes e o trabalho como realizado pelos
operadores (SAURIN; FORMOSO; CAMBRAIA, 2008; COSTELLA et al., 2009).
Dada natureza dinâmica e em mudança do trabalho de construção, Borys
(2012) discorre sobre a necessidade de estudos para avaliar as diferenças entre o
trabalho imaginado e o trabalho realizado em canteiros de obras para atender os
requisitos de segurança. Além disso, o referido autor crítico que tais estudos vêm
27
ocorrendo em uma variedade de indústrias (petroquímica, aviação, nuclear, entre
outras) e categorias ocupacionais, mas menos no setor de construção.
O estudo realizado por Saurin et al. (2014) investiga como o treinamento
baseado em cenário pode contribuir com o desenvolvimento de habilidade de
resiliência de trabalhadores em uma empresa de distribuição de eletricidade, segundo
a perspectiva da engenharia de resiliência. Entre as contribuições do presente estudo,
o debriefing destaca-se como um meio de discussão de oportunidades de melhorias
que vão além do desempenho individual dos trabalhadores, um mecanismo de
melhoria contínua.
O estudo realizado por Peñaloza et al. (2017) buscou propor diretrizes para a
concepção de medidas preventivas, considerando o paradigma de Engenharia de
Resiliência por meio da identificação de habilidades de resiliência utilizadas pelos
trabalhadores envolvidos no processo de montagem de estruturas de concreto pré-
moldado. Os autores consideraram como uma habilidade de resiliência qualquer
ajuste de desempenho adotado pelos trabalhadores da linha de frente com o objetivo
de compensar, criar condições ou evitar situações.
Durante o estudo, levantou-se diversas situações na qual, os operadores
tiveram a necessidade de realizar ajuste para evitar retrabalhos, mantendo a produção
com segurança. Como por exemplo, após a montagem da coluna, um montador teve
que ajudar a remover o pino usando uma plataforma de trabalho aéreo com exposição
ao risco de queda de altura.
Os resultados provenientes da investigação demostraram que os trabalhadores
experientes foram capazes de realizar ações competentes no ambiente de trabalho,
como forma de superar situações inesperadas, afirmando as habilidades de resiliência
têm uma influência considerável no desempenho e no resultado final de segurança.
Com base nas categorias de habilidades de resiliência, foram propostas três
diretrizes para a concepção de medidas preventivas, com base na perspectiva da
Engenharia de Resiliência (PEÑALOZA et al., 2017):
(a) identificar e analisar os riscos específicos de cada projeto em canteiro, a fim
de reduzir ou eliminar restrições locais;
(b) estabelecer treinamento específico para processos críticos para
desenvolver habilidades de resiliência chave (por exemplo, criar condições,
28
compensar ou evitar) e atualizar programas de treinamento à medida que os eventos
ocorrem; e
(c) redesenhar e atualizar procedimentos com base na experiência dos
trabalhadores.
2.4 Sistemas de Gestão da Segurança com enfoque na ER
2.4.1 Conceitos básicos
O acidente é um acontecimento inesperado, não planejado e não controlado. A
ocorrência destes eventos indesejados resulta em lesões corporais, danos à
propriedade, falha de equipamento, ou alguma combinação destes (SAURIN, 2002).
Acidentes não acontecem por acaso, eles são causados por atos inseguros,
condições inseguras ou ambos (HAMID; MAJID; SINGH, 2008).
De acordo com o modelo de proposto por Howell et al. (2002), os acidentes
ocorrem quando os trabalhadores ultrapassam o limite de perda de controle, ou seja,
devido à constante pressões de custo, carga de trabalho e desempenho (Rasmussen,
1997).
Cambraia, Saurin e Formoso (2010) conceituam quase acidentes como um
evento imediato, que tem potencial para gerar um acidente. Hinze (1997) define os
quase acidentes como, eventos que não envolveram lesão aos trabalhadores ou dano
à propriedade, mas que apresentaram potencial para tanto. Reason (1997)
complementa que os quase acidentes podem gerar feedbacks positivos ou negativos.
O positivo refere-se às medidas preventivas que funcionaram conforme planejadas ou
como operador pode conseguir recuperar o controle em uma situação de risco. Já o
feedback negativo ocorre quando as medidas preventivas não funcionaram ou não
existiam (REASON, 1997).
Segundo a OSHAS 18001 (2007), o perigo é uma fonte ou situação com
potencial para dano em termos de lesões humanas ou problemas de saúde; dano à
propriedade; dano ao ambiente de trabalho ou uma combinação destes. Enquanto, o
risco é a combinação da probabilidade de ocorrência e das consequências de um
determinado evento perigoso.
Além dos termos básicos, para este trabalho observa-se a necessidade em
conceituar violações e desvios, que na visão de tradicional são diretamente
associados a atos intencionais, no qual o trabalho realizado não condiz como o
trabalho prescrito (COSTELLA et al., 2009). Enquanto a ER enfatiza que em sistemas
29
complexos, violações e desvios são muitas vezes necessários para que haja um ajuste
na variação da demanda, visto a ocorrência de eventos inesperados (WOODS,
2006a).
Segundo Reason (1990) e Besnard e Greathead (2003), as violações podem
ser comuns ou rotineiras e excepcionais. As violações comuns acontecem quando os
operadores atingem os objetivos por vias que diferem dos procedimentos prescritos.
Neste caso, na maioria das vezes, a violação está tão inserida na prática diária que
não é mais identificada como um ato ilegal. Enquanto, as violações excepcionais,
ocorre quando um operador realiza uma ação em um contexto identificado como não
rotineiro, e não são tolerados pela organização.
Segundo Dekker (2003), o erro humano não é uma causa de falha, ele é o
efeito, ou sintoma, de problemas mais profundos. Além disso, o erro está
sistematicamente ligado a recursos das ferramentas, tarefas e ambiente operacional
das pessoas.
2.4.2 Sistema de Gestão da Segurança (SGS)
Barreiros (2002) define o Sistema de Gestão da Segurança como um conjunto
de iniciativas da organização executado por meio de políticas, programas,
procedimentos e processos integrados, cujo propósito consiste em auxiliar a
organização a estar em conformidade com as exigências legais, realizando suas
atividades com ética e responsabilidade social.
Os elementos do sistema de gestão da segurança podem ser procedimentos,
programas, definição de responsabilidades, controles, diretrizes, recursos físicos,
financeiros e humanos com diferentes graus de complexidade, sendo o nível de
complexidade e a eficácia dos elementos estabelecidos pela organização (BENITE,
2004).
Segundo o autor, o SGS apresenta características orgânica e dinâmica, no qual
os elementos devem reagir e se adaptarem aos desvios (reais ou potenciais) que
ocorrem em relação aos seus objetivos ou propósitos. Dessa forma, o SGS pode
contribuir com a melhoria contínua do desempenho, devido a existência de
mecanismos sistêmicos de melhoria, atuando de forma proativa.
Dentre as normas de gestão da saúde e segurança utilizadas, destaca-se a
Occupational Health and Safety Assessment Services (OHSAS) 18001 (2007). Esta
norma internacional, que tem como principal propósito apresentar os principais
30
requisitos para a implantação de um sistema em saúde e segurança do trabalho,
permitindo a uma organização controlar seus riscos e melhorar seu desempenho,
podendo vir a ser aplicada a qualquer tipo de organização (OHSAS 18001, 2007).
O estudo desenvolvido por Benite (2004) e Costella (2008) apresentam de
forma detalhada os requisitos abordados pelas normas de gestão da segurança
OHSAS 18001 (2007) e pelo guia ILO-OSH (2003). Tais requisitos devem ser
entendidos como boas práticas de administração voltadas para a melhoria de
desempenho em SST.
O modelo de gestão proposto pela OHSAS 18001 (2007) é dividido em cinco
fases: políticas de Gestão da Saúde e Segurança do Trabalho, planejamento,
implementação e operação, verificação e ação corretiva e análise crítica dos
resultados. Essas etapas em conjunto buscam promover a melhoria contínua do
sistema de gestão, conforme apresentado sucintamente a seguir.
a) Política de Saúde e Segurança do Trabalho (SST)
A política de saúde e segurança do trabalho tem como propósito definir um
direcionamento geral para a empresa, assim como os princípios e sua atuação em
relação à segurança e saúde do trabalho (BENITE, 2004). Esta política deve
contemplar os requisitos de segurança a ser efetivamente cumpridos pela empresa.
Dessa forma, um programa de gestão da segurança deve contar com a
participação de gestores e trabalhadores na formulação de políticas condizentes com
as necessidades do projeto e no estabelecimento de um sistema de feedback que
promova a melhoria contínua (ABUDAYYEH et al., 2006).
b) Planejamento
O planejamento deve ser fundamentado, com base na política de SST
estabelecida pela empresa, os objetivos e os respectivos meios para atingi-los. Além
disso, é de competência do planejamento da SST, a identificação de perigos, a
avaliação e controle dos riscos e o cumprimento das exigências legais (BENITE,
2004). O planejamento e controle da segurança é um requisito obrigatório segundo as
normas de segurança, além de ser uma prática frequente por empresas líderes em
gestão de segurança (SAURIN, 2002; CAMBRAIA; SAURIN; FORMOSO, 2010).
Na construção civil, embora a segurança esteja diretamente relacionada à
produção, ainda se observa o planejamento da segurança sendo desenvolvido de
forma independente da gestão da produção (SAURIN, 2002). Visto essa necessidade,
31
Saurin (2002) propõe um modelo de Planejamento e Controle da Segurança (PCS)
que pudesse ser integrado ao sistema Planejamento e Controle da Produção (PCP)
existentes.
Cambraia (2004) buscou aperfeiçoar o modelo de PCS desenvolvido por Saurin
(2002), com ênfase no ciclo participativo, no planejamento e controle da segurança
(PCS) em todos os níveis hierárquicos através de uma definição mais clara das
principais decisões tomadas e do grau de detalhamento em cada nível, e na difusão
das informações do PCS.
Howell et al. (2002) discutem que um fluxo de trabalho mais confiável pode
contribuir na redução dos eventos inesperados que levam a incidentes. Uma das
opções seria trazer para a segurança os conceitos aplicados no Last Planner System,
como o critério de qualidade “solidez”. Por exemplo, para que uma tarefa fosse
liberada, seria necessário análise de risco prévia, resultando assim em melhorias no
processo de inspeção e análise de causa raiz.
Além disso, a engenharia de resiliência busca explorar e discutir os trade-offs
entre segurança e produção enfrentado pelas organizações (HALE; HEIJER, 2006;
WOODS, 2006a). No qual, para um sistema de gestão proativo, o planejamento tem
um papel importante na acomodação das eventuais demandas e antecipação dos
riscos, corroborando com a ampliação da zona segura a que os trabalhadores estão
expostos (WOODS, 2006a; DINH et al., 2012; HOWELL et al., 2002).
c) Implementação e operação
Os sistemas de gerenciamento de segurança devem ser uma combinação de
medidas reativas e proativas. Na visão de gerenciamento tradicional a variabilidade
de desempenho é considerada um perigo que deve ser controlado, podendo levar a
consequências tanto positivas como negativas (AZADEH; ZARRIN, 2015). Para
Reiman e Oedewald (2009), a ER trabalha com o entendimento da variabilidade,
focando no seu controle, visto que a variável desempenho humano está sempre
presente dentro do sistema, sendo fonte de sucesso e insucesso. Um processo é
chamado controlável se os parâmetros de saída a ser controlado podem ser ajustados
para atingir os requisitos desejados em tempo aceitável (DINH et al., 2012).
Entretanto, a contingência da variabilidade do desempenho pode resultar em
falta de segurança, podendo vir a prejudicar a organização em alcançar resultados
desejados. Durante a etapa de implementação e operação, segundo os conceitos da
32
ER deve-se buscar reduzir a variabilidade que pode causar consequências negativas
e reforçar a variabilidade que pode resultar em consequências positivas.
Outro ponto discutido durante a fase de operação é a falta de procedimentos
estruturados, situação comum no ambiente da construção, em que a decisão de como
fazer o ajuste decorre da iniciativa dos trabalhadores na maioria das vezes, sem o
apoio organizacional adequado (SAURIN; SANCHES, 2014). Em função disso,
algumas orientações podem ser implementadas para promover a resiliência na SST,
como, o dimensionamento de folga, o aumento da visibilidade dos processos, o
encorajamento da diversidade de perspectivas na tomada de decisões e de relatos de
incidentes e o monitoramento contínuo de como as atividades são feitas (SAURIN;
SANCHES, 2014; SCHAFER et al., 2008).
d) Verificação e tomada de medidas corretivas
Segundo a OHSAS 18001 (2007) a organização deve estabelecer e manter
procedimentos para monitorizar e medir, periodicamente o desempenho em SST. A
engenharia de resiliência enfatiza a importância do monitoramento e a detecção
precoce dos riscos para um sistema de gestão proativo (HOLLNAGEL, 2006; 2010;
DINH et al. 2012).
Wehbe, Al Hattab e Hamzeh (2016), o rastreamento e monitoramento de
indicadores de desempenho de segurança permitem a identificação de problemas de
forma precoce, atuando em melhores medidas de prevenção de acidentes, e
consequentemente na melhoria contínua dos processos. Entretanto, em sistemas
complexos Dinh et al. (2012) ressaltam que nem todos os riscos podem ser previstos
através de um sistema de detecção, sendo de extrema importância o controle por meio
de procedimentos. Os autores complementam que as medidas preventivas não
podem impedir uma falha de ocorrer, o que torna o papel de detecção precoce ainda
mais importante.
Portanto, segundo a Engenharia de Resiliência, para que haja sucesso na
melhoria da segurança, esforços multidisciplinares são necessários para promover a
integração entre as atividades de gestão da SST, aparentemente desconexas, tais
quais: o comprometimento da alta direção com a segurança e saúde, a aproximação
entre o trabalho real e o trabalho prescrito, o monitoramento proativo, o gerenciamento
do trade-off entre produção e segurança, a visualização dos limites seguro para o
trabalho e a capacidade de adaptação à variabilidade do ambiente (WREATHALL,
2006).
33
3 TECNOLOGIAS VISUAIS APLICADAS A SEGURANÇA EM CANTEIRO
Este capítulo tem como objetivo discutir as principais tecnologias visuais
aplicada a segurança do trabalho em canteiro de obras, seus impactos e a integração
com o processo de gestão. Serão apresentados os principais estudos com o uso
tecnologias visuais na segurança, destacando as seguintes tecnologias: Veículo
Aéreo Não Tripulado (VANT), Building Information Modeling (BIM), Realidade
Aumentada, além do uso de objetos e vídeos para detecção automática de padrão.
Além disso, buscou-se posicionar a atuação das tecnologias visuais estudadas na
gestão proativa da segurança.
3.1 Tecnologias visuais
3.1.1 Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT)
Irizarry et al. (2012) foram os pioneiros no uso do VANT para a segurança em
canteiros de obras. Neste estudo buscou-se realizar uma avaliação inicial da utilização
do VANT como uma ferramenta para auxiliar na gestão da segurança dentro do
canteiro de obras. Foi utilizado uma câmera de vídeo acoplada ao VANT e ao longo
do canteiro foram coletadas diversas imagens e vídeos, de diversos ângulos e
perspectivas, como forma de melhorar e facilitar o serviço de inspeção de segurança.
Com base nos dados coletados, duas análises distintas foram realizadas, a
primeira baseia-se na avaliação heurística que visa à análise da interface (design e
sistema) e a segunda consiste em uma avaliação com participação do usuário para
análise da quantidade de capacetes visualizados por meio das imagens, como item
de segurança inspecionado. No geral, as avaliações obtiveram bons resultados
quanto à eficácia durante o processo de visualização, mostrando-se uma ferramenta
eficiente para atuar no processo de inspeção.
Irizarry e Costa (2016) e Irizarry, Costa e Kim (2015) identificaram por meio de
estudos exploratórios, potenciais aplicações para os ativos visuais (fotos e vídeos),
obtidos com o VANT, envolvendo a coleta de dados em quatro diferentes canteiros de
obras, três nos Estados Unidos e um no Brasil. O monitoramento da segurança
destacou-se entre as potenciais áreas de aplicação segundo os engenheiros e
gestores entrevistados. Entretanto, por ser um estudo exploratório e qualitativo, cujo
objetivo foi identificar as áreas de aplicação da tecnologia, nenhuma intervenção foi
realizada junto a segurança do canteiro com base nos ativos coletados.
34
No estudo realizado por Kim e Irizarry (2015) buscou-se avaliar o potencial, a
utilização e o desempenho do VANT para atividades de monitoramento de canteiros
em obras de construções de estradas, levantando os benefícios e os fatores críticos
que contribuem ou influenciam no desempenho de VANT para inspeção de
segurança. Os fatores críticos foram classificados segundo as características da
equipe, do projeto e do sistema. Dentre os principais fatores destacam-se: a facilidade
de interface do usuário, a qualidade dos ativos obtidos e a confiabilidade do sistema,
para os aspetos relacionados ao sistema VANT; a localização, o tamanho e o custo
para os aspectos relacionados às características do projeto; e a experiência da equipe
com VANT, atitudes com relação à aplicação do VANT em projetos, a adequação dos
recursos para uso VANT (seja, recurso financeiro, tempo, pessoal, etc.) e o
treinamento para o uso do VANT, para os fatores associados à equipe do projeto.
Quanto aos benefícios ao processo de gestão da segurança, Kim e Irizarry
(2015) destacam a gestão do comportamento dos trabalhadores, a inspeção de
equipamentos de proteção individual, o monitoramento eficaz do local de trabalho,
incluindo áreas de difícil acesso, o controle de tráfego de pessoas, veículos e
equipamentos pesados, além da fácil identificação dos problemas e agilidade na
correção de potenciais perigos em canteiros (KIM; IRIZARRY, 2015).
Neste estudo foram levantados diversos benefícios quanto ao uso da tecnologia
VANT para segurança em canteiro de obras, entretanto, tais benefícios foram
avaliados por meio de survey e análise estatística, não havendo nenhum estudo de
campo para a validação das mesmas.
Gheisari e Esmaelli (2016) identificaram algumas práticas de segurança que
podem ser melhoradas com o uso do VANT, a fim de facilitar o trabalho de técnicos e
gestores. No total foram levantadas 16 situações de riscos, no qual 15 situações estão
relacionadas às atividades de monitoramento e inspeção e uma relacionada a
investigação de pós-acidente. Dentre as atividades de maior potencial de aplicação
do VANT, destacam-se: trabalhadores em áreas próximas a içamento de carga (gruas
e guindastes), trabalhadores próximos a bordas desprotegidas (sem guarda-corpos
ou outras proteções contra queda), realização de investigação pós-acidente, inspeção
de uso adequado de Equipamento de Proteção Individual (EPI) e sistema de proteção
contra quedas, entre outros.
Além do potencial de aplicação, os autores avaliaram as características
técnicas do sistema VANT requisitadas pelos potenciais usuários em segurança,
35
destacando a comunicação em tempo real por meio de vídeo, precisão durante a
navegação (confiabilidade do sistema), a existência de sensores para evitar colisões
durante o voo, piloto automático e a comunicação via rádio em tempo real.
Melo (2016) e Costa et al. (2016) avaliaram o uso do VANT para inspeção de
segurança em canteiro de obras por meio dos constructos: utilidade, desempenho do
equipamento e riscos associados ao uso da tecnologia. Para isso, foram realizados
dois estudos de caso em empreendimentos residenciais. Para a coleta dos dados
adaptou-se para a realidade brasileira o conjunto de formulários desenvolvidos por
Irizarry, Costa e Kim (2015), principalmente, o que se refere a normas de segurança
na construção civil.
Segundo Melo (2016), em um primeiro momento buscou-se a geração de um
checklist de segurança com os itens possíveis de serem visualizados externamente
com o uso do VANT, baseado nos requisitos descritos na norma de segurança NR-18
(Condições e Meio Ambiente de Trabalho na Industria da Construção). Em seguida foi
realizada uma survey para avaliar o grau de importância dos itens coletados em
campo para a gestão da segurança (no total foram avaliados na survey 25 itens), estes
itens foram classificados segundo o tipo de captura (overview3, medium altitute view4
ou close up view5), desenvolvido no estudo realizado por Irizarry, Costa e Kim (2015).
Dentre os itens de maior importância pode-se destacar nas capturas em
overview, a visualização das condições do tapume e perímetro do canteiro, rotas de
acesso de pessoas, materiais e equipamentos e áreas de armazenamento de
materiais; na medium altitude view a visualização das condições das plataformas de
proteção (bandejas) e escadas, rampas e passarelas; e na Close Up, a visualização
das proteção para pontas verticais de vergalhões de aço expostas e sistemas de
proteção contra quedas (MELO, 2016; COSTA et al. 2016).
Quanto a análise dos ativos visuais coletados (fotos e vídeos), primeiramente
observou-se a possibilidade de visualização dos itens de segurança nas imagens,
sendo estes classificados em visualizados e não-visualizados (justificados segundo
3 Overview – captura realizada em altas altitudes, por volta dos 100 metros. 4 Medium altitude view – captura realizada em altitudes intermediárias, por volta dos 50 a 60 metros. 5 Close Up View – captura realizada próximo ao objeto de interesse, por volta de 20 a 30 metros, a depender da necessidade do maior nível de detalhes nos ativos (fotos ou vídeos) coletados.
36
as seguintes razões, inspeção incompleta, limitação da tecnologia e imagem sem
detalhamento suficiente). Com base nos resultados, percebeu-se um alto potencial de
aplicação, visto que para o estudo A (dos 34 itens avaliados, 29 foram visualizados
nas imagens) e no estudo B (dos 34 itens avaliados, 21 foram visualizados nas
imagens) (MELO, 2016).
Melo (2016) e Melo et al. (2017) buscaram avaliar a aplicabilidade do uso da
tecnologia VANT para inspeção de segurança em estudo de casos de obras
residenciais. Para tal, forma realizadas 4 inspeções com aplicação de checklist de
segurança baseado na NR 18, sendo os itens avaliados em conforme, não conforme
ou não visualizado. Como principais contribuições do requerido estudo, tem-se o
desenvolvimento de um protocolo de inspeção de segurança em canteiro (Figura 3),
contemplando as etapas de planejamento, coleta de dados, processamento e análise,
além da proposição de diretrizes de como se utilizar o VANT para inspeções em
canteiro.
Figura 6 - Protocolo de inspeção de segurança em canteiro de obras com VANT
Fonte: Melo (2016)
Os resultados mostraram que os ativos visuais coletados com o VANT podem
colaborar com o processo de inspeção por meio da melhor visualização das condições
de trabalho. No qual, foi possível identificar com clareza diversas situações inseguras
difíceis de serem monitoradas segundo o método tradicional, tais como, trabalhadores
e equipamentos sobre a plataforma de proteção secundária, trabalhadores em altura
sem proteção contra queda, entre outros (MELO, 2016; MELO et al., 2017).
37
Além disso, os autores destacam como principais barreiras do uso da
tecnologia, a necessidade de integração do VANT ao sistema de gestão da segurança
do canteiro, assim como, a análise dos dados de modo mais automatizado, a fim de
proporcionar um feedback das condições de trabalho em tempo quase real. Como
benefícios pode-se ressaltar, a redução do tempo de inspeção, o aumento de
transparência dos processos visto a melhor visualização das condições e atos
inseguros e a melhoria no comportamento dos trabalhadores.
Costa et al. (2016) e Melo (2016) avaliaram o risco do uso da tecnologia em
canteiro por meio de entrevistas com trabalhadores do campo e a equipe de gerência.
De modo geral, o VANT apresentou um baixo impacto quanto a distração do
trabalhador durante a realização das atividades, assim como, a preocupação quanto
ao risco de queda do equipamento e a privacidade dos mesmos.
De forma semelhante, Tatum e Liu (2017) realizaram uma survey para
identificar as atividades em que se está utilizando o VANT em canteiro de obras e os
riscos do uso dessa tecnologia. No total foram distribuídas 400 survey, entretanto,
apenas 167 foram validadas. Dentre as reais aplicações com o uso do VANT, das 167
empresas que estavam utilizando o VANT em canteiro, apenas 31 eram para inspeção
visual e destacando 14 para monitoramento da segurança. Quanto ao risco do uso da
tecnologia, 17% das respostas indicaram que nenhum risco foi percebido e 83%
identificaram algum risco (risco de causar dano físico a funcionários ou a civis, risco
de preocupação com a privacidade e risco de causar dano a propriedade).
3.1.2 Building Information Modeling (BIM)
Segundo Kasirossafar e Shahbodaghlou (2012), ferramentas de visualização
com base no Building Information Modeling (BIM) pode contribuir na redução dos
riscos e perigos e desempenhar um papel importante no planejamento de segurança
antes da fase de construção.
Dentre os potenciais uso do BIM para a segurança pode-se destacar a
aplicação de checklist de segurança baseado em regras e simulações de processos
construtivos. Além disso, o BIM pode atuar como uma plataforma de gerenciamento
de segurança proativa, visto a possibilidade de identificação e redução de possíveis
riscos (KASIROSSAFAR; SHAHBODAGHLOU, 2012).
Park e Kim (2013) propõem um sistema de gerenciamento e visualização da
segurança (SGVS), integrando as tecnologias BIM, sistemas de rastreamento,
38
realidade aumentada e games (uso de jogos para aprendizados). Para tal, foi
desenvolvido e testado um protótipo (Microsoft Studio XNA 4.0 Game Studio) com
base em um cenário ilustrativo e a implementação em um estudo de caso. Os
resultados apontam que o SGVS tem um grande potencial para melhorar a
identificação de riscos, aumentar a capacidade de reconhecimento do risco pelos
trabalhadores, além de contribuir na comunicação entre gerente e trabalhadores.
Embora esse sistema tenha sido aplicado apenas a tarefas específicas
(processo de forma e armação de estruturas de concreto armado) buscou-se utilizar
de jogos educativos e modelagem virtuais do canteiro para controle da segurança. O
principal diferencial do estudo é a integração das tecnologias no processo de gestão,
ou seja, a existência de um sistema unificado, possibilitando a visualização das
condições do canteiro e as informações de localização em tempo real de forma
interativa (PARK; KIM, 2013).
Os riscos identificados e informações relativas à segurança, tais como
materiais, equipamentos, condições inseguras, casos de acidentes e checklist são
extraídos de um banco de dados de informações de segurança e, em seguida,
interagem com o modelo virtual do canteiro para o uso em educação e inspeção. Os
fatores de risco de cada atividade identificada durante o planejamento são utilizados
para treinamentos usando jogos de perguntas e respostas. Durante a inspeção é
possível verificar a eficiência das medidas de prevenção de acidentes, permitindo o
armazenamento de fotos e informações relativos aos novos riscos encontrados no
banco de dados durante o processo de inspeção (PARK; KIM, 2013).
Os resultados indicam que o uso do SGVS pode efetivamente colaborar na
comunicação e identificação de ambientes de trabalho inseguros e ação insegura em
canteiro por meio da simulação de cenários no modelo virtual. Embora, os gerentes e
os trabalhadores possam obter as informações automaticamente depois de se
conectarem ao sistema através de um dispositivo móvel, a comunicação efetiva com
os trabalhadores no campo permanece sem solução, visto a dificuldade de interação
direta com o trabalhador e a dependência do uso de dispositivos móveis.
Hammad et al. (2012) propõem um método para identificar de forma automática
as áreas de riscos de quedas (aberturas na laje e bordas da laje) em projetos BIM 4D,
no qual quando detectadas são geradas barreiras virtuais (como, guarda-corpo) para
a mitigação do risco. Além disso, os autores desenvolveram em conjunto um sistema
de localização em tempo real (Real-time Location Systems-RTLS), em que alertas de
39
segurança são emitidos quando os trabalhadores se aproximam das áreas de riscos
identificadas no projeto BIM 4D.
A modelagem de informações da construção pode ser usada para visualizar e
simular medidas de segurança em canteiros, podendo ser modeladas no BIM a cada
etapa do projeto de construção. Enquanto isso, os sistemas de localização em tempo
real podem ser usados para monitorar os trabalhadores durante a execução da
atividade, de modo a dar-lhes avisos de segurança quando necessário, tomando como
base seus locais relativos em relação às zonas perigosas especificadas no modelo
(HAMMAD et al., 2012).
Hongling et al. (2016) apresentam um método para codificação de regras de
segurança, por meio da combinação entre os componentes ou atividades do BIM com
os regulamentos e códigos de segurança relevantes. Segundo os referidos autores, a
comparação entre as regras de segurança e as informações de projetos armazenadas
no modelo BIM possibilitam a identificação e a visualização de condições inseguras
em projeto. Com base nos resultados da identificação dos potenciais riscos, os
projetistas podem melhorar a proposta de projeto ou compartilhar os resultados com
os contratados para melhorar o planejamento da construção.
Kim e Teizer (2014) desenvolveram um sistema baseado em regras pré-
definidas para planejamento automático de andaimes fachadeiro, por meio do
reconhecimento automático das condições geométricas das edificações em BIM. As
regras utilizadas baseiam-se nos critérios apresentados nas normas de segurança.
Segundo os referidos autores, a visualização das instalações provisórias e a
simulação 4D pode aumentar a conscientização dos trabalhadores sobre tarefas que
ocorrem simultaneamente e que provavelmente causam conflitos de tempo ou espaço
entre equipes concorrentes. Ao aumentar a consciência dos colaboradores, os erros
de planejamento e as situações perigosas decorrentes de usos temporários das
instalações podem ser identificados e corrigidos antes que tais situações ocorram.
Takim et al. (2016), assim como Hongling et al. (2016) e Hammad et al. (2012),
propuseram um método denominado Automated Safety Rule Checking (ASRC) para
identificar de zonas de perigos contra quedas por meio de regras baseada em critérios
de segurança. Segundo os referidos autores, a integração do sistema ASRC no
projeto BIM pode ser realizada durante todo o processo de desenvolvimento do projeto
(ou seja, design e construção). Na fase de projeto, a integração da verificação por
40
meio de regras de segurança e o modelo 3D-BIM podem contribuir com o
planejamento e execução de projetos. Na fase de construção, o sistema ASRC pode
ser utilizado como suporte na inspeção de segurança.
O uso de regras de verificação para a segurança associado ao projeto BIM
pode proporcionar três vantagens significativas, segundo Takim et al. (2016), sendo
elas: (1) a eliminação dos perigos conforme o projeto avança, (2) a possibilidade em
combinar as normas de segurança e as boas práticas em BIM, e (3) a melhoria
contínua do sistema de regras de verificação de segurança ao longo das fases do
projeto. No entanto, apesar dos benefícios foram levantadas por meio de entrevistas
as razões pelas quais tais recursos ainda não foram incorporados nas organizações
públicas e privadas, destacando: a falta de conhecimento em cultura de segurança, a
falta de consciência de segurança e o maior custo do projeto.
O estudo realizado por Zhang et al. (2015) propôs o uso do BIM integrado a
tecnologias de sensoriamento remoto, visando melhorar a segurança da construção.
O método apresentado estabelece a visualização do espaço automatizado no BIM,
utilizando tecnologias de sensoriamento remoto e modelagem de espaço de trabalho
como parte integrante do planejamento de segurança da construção.
Neste estudo, Zhang et al. (2015) utilizaram GPS anexados aos capacetes dos
trabalhadores e desenvolveram algoritmos para extrair parâmetros de espaço para a
atividade de execução de colunas de concreto armado. Na plataforma BIM foi possível
visualizar os espaços de trabalho, permitindo assim, a detecção de potenciais conflitos
de espaço de trabalho entre equipes concorrentes ou equipamentos de movimentação
de material (por exemplo, uso de grua para concretagem das colunas). Para a
identificação automática dos conflitos, foi necessário o cálculo de parâmetros de
espaço, sendo estes fundamentados em experiência anteriores. Além disso, utilizou-
se o cronograma da construção para a detecção dos conflitos (ZHANG et al., 2015).
O método proposto por Zhang et al. (2015) foi validado por meio de um estudo
de caso, no qual verificou-se algumas situações críticas quanto a otimização os
espaços de trabalho, destacando: o congestiomento durante o processo de forma e
vazamento de concreto da construção de colunas; risco de queda ou de ser atingido
durante a execução da atividade e a identificação de uma sequência de construção
mais segura. Neste estudo duas simulações 4D no BIM foram executadas para
identificar potenciais perigos na execução da atividade. Por meio dos resultados foi
possível determinar o nível de desempenho de segurança esperado no campo para
41
cada sequência, facilitando na tomada de decisão sobre qual oferece menor risco ao
trabalhador.
Park, Kim e Cho. (2016) buscaram desenvolver e avaliar um sistema de
monitoramento de segurança automatizado de baixo custo para canteiro de obras. O
sistema proposto integra tecnologia de detecção de localização baseada em Bluetooth
low-energy (BLE), plataforma BIM e uma plataforma de comunicação baseada na
nuvem. Além disso, propôs o uso de realidade aumentada para educação e
treinamentos dos trabalhadores. Neste estudo os potenciais riscos foram identificados
de forma automática e manual através do modelo BIM, o monitoramento da segurança
foi feito por meio de sensores nas áreas classificadas como de potencias riscos e o
sinal transmitido por meio do BLE para a nuvem.
Foram realizados um conjunto de experimentos para avaliar a capacidade do
sistema de monitoramento automatizado de segurança em tempo real. A informação
contendo a localização dos trabalhadores em tempo real foi continuamente
monitorada e registrada no servidor de nuvem configurado, permitindo a visualização
das informações contextuais para monitorar o comportamento dos trabalhadores em
relação às condições inseguras identificadas. Segundo Park, Kim e Cho. (2016),
embora o sistema proposto tenha apresentado desempenho aceitável com base nos
resultados da análise de armazenamento e transmissão das informações, o sistema
apresentou baixo desempenho para os cenários que exigiram detecção precisa,
principalmente os situados em limites de zonas de perigo.
Entretanto, vale ressaltar que esse tipo de sistema é aplicados apenas para
requisitos de segurança parametrizáveis, como por exemplo, trabalho em borda de
lajes, no qual é possível detectar a necessidade de barreiras nos modelos 3D por meio
de regras, no qual são instalados sensores no limite de acesso dos trabalhadores e
quanto ultrapassado esse limite, os sensores são acionados enviando sinais de
alertas local, além de mensagem para um sistema geral para que alguma medida seja
acionada pelos responsáveis.
Collins et al. (2014) buscaram com o uso do BIM 4D vincular os riscos de
segurança de andaimes e o cronograma do projeto. Os resultados mostraram que o
método aplicado favorece a conscientização do risco por parte do técnico de
segurança, devido a melhor visualização do mesmo no nível da construção.
42
3.1.3 Realidade Aumentada (RA)
De acordo com Behzadan, Dong e Kamat (2015), a Realidade Aumentada (RA)
preserva a consciência do usuário sobre o ambiente real através da composição do
mundo real e dos conteúdos virtuais em um espaço 3D misto (misturado). Para isso,
a RA não deve apenas manter uma relação espacial correta e consistente entre os
objetos virtuais e reais, mas também sustentar a ilusão de que eles coexistem no
espaço aumentado.
Cheng e Teizer (2013) buscaram analisar as condições de segurança em
canteiro utilizando um conjunto de laser scanner para levantamento 3D associado a
recursos de Realidade Aumentada, permitindo a visualização de dados em tempo real.
A ideia dos referidos autores foi de avaliar simulações em diferentes cenários, levando
em consideração a identificação dos riscos durante a movimentação de equipamentos
pesados ou cargas próximas durante as operações de elevação do guindaste.
O método proposto consistiu em quatro etapas: (1) coleta de dados, (2)
processamento de dados, (3) visualização de informações e (4) tomada de decisão e
aplicação de campo (educação e treinamento). Os resultados mostraram que
importantes informações relacionadas à segurança e atividade em operações de
campo podem ser monitoradas e visualizadas automaticamente em tempo real,
proporcionando benefícios, como o aumento da consciência dos trabalhadores
(CHENG; TEIZER, 2013).
Han et al. (2009) propuseram a aplicação do modelo D4AR (realidade
aumentada 4-dimensões), no qual o modelo planejado em 4D é sobreposto com
fotografias retiradas no canteiro. Os dados fotográficos foram coletados por meio de
câmeras fixas, bem como de câmeras em modo walk-through, e o modelo 3D como
planejado foi disponibilizado pelos arquitetos e engenheiros de projetos.
O modelo proposto por Han et al. (2009) para gerenciamento de segurança,
com base nas estratégias de controle do projeto, envolveu sete etapas principais.
Sendo eles, (i) identificar categorias de atividades inseguras; (ii) atribuir pesos a cada
categoria de atividade insegura; (iii) determinar e visualizar o índice de perigo inicial.
Uma vez que o peso para cada atividade foi avaliado, o índice de perigo inicial da
atividade é obtido a partir da distribuição de frequência dos pesos; (iv) desenvolver
uma lista de verificação consistindo em disposições adequadas para cada categoria
de atividade para avaliar o risco de atividades em um local de construção; (v) marcar
43
cada atividade no intervalo de 1 a 5 usando, segundo o grau de risco; (vi) avaliar o
gerenciamento de segurança usando o registro de acidentes; (vii) desenhar um gráfico
de controle para gerenciamento de segurança.
O modelo D4AR busca investigar como uma técnica de visualização pode
contribuir para o gerenciamento da segurança do canteiro (HAN et al., 2009). Segundo
os referidos autores, as fotografias fornecem informações úteis que podem ser usadas
para segurança, especialmente quando sobreposta ao modelo 4D (as-planned). O
sistema proposto se concentra na visualização de problemas (por exemplo, a
identificação de condições insegura), todavia também espera influenciar as ações e
comportamentos dos trabalhadores, porque tem a vantagem de informá-los sobre as
condições do site através da visualização (HAN et al., 2009).
Dando continuidade ao estudo, Golparvar-Fard et al. (2011) apresentam alguns
potenciais usos do modelo D4AR, dentre eles o gerenciamento da segurança e
educação e treinamento dos trabalhadores. No estudo realizado em canteiro de obra
real, foi possível visualizar detalhes como a ausência das tampas das proteções dos
vergalhões, assim como, escavações no terreno sem proteções contra queda. Em
vista disso, os autores discutem que a capacidade de zoom das imagens coletadas
permite que em alguns casos, a inspeção de segurança seja realizada remotamente,
além de diminuir a frequência das inspeções no local. Os ativos coletados podem ser
utilizados como registro, atuando como evidência na tomada de decisão perante as
irregularidades detectadas.
Kim, Kim e Kim. (2017) propõem um sistema de prevenção de riscos baseado
na visualização proativa de situações potencialmente perigosas. O sistema em
questão é composto por três módulos: (i) módulo de monitoramento de canteiro (busca
por meio de dispositivo de captura de imagem e dispositivos portáteis identificar os
perigos do canteiro); (ii) módulo de avaliação da segurança (utiliza os dados de
imagem capturados e raciocínio baseado em fuzzy para avaliar o nível de segurança
de cada objeto; e (iii) módulo de visualização (fornece informações como orientação
de perigo, distância e nível de segurança aos trabalhadores).
Para o monitoramento do canteiro utilizou-se uma câmera estacionária,
especificamente, uma televisão de circuito fechado (CCTV) e um dispositivo portátil.
A localização e a direção dos trabalhadores foram extraídas das imagens e dos dados
de orientação adquiridos a partir do dispositivo wearable (neste caso, utilizou-se o
44
Google Glass). Com base nos dados coletados múltiplos objetos foram rastreados por
meio de algoritmo, gerando informações sobre potenciais perigos (tais como,
orientação e distância entre equipamentos e trabalhadores). Como variáveis de saída
tem-se os em níveis de segurança, variando de 0 a 10 (sendo 10, o nível mais seguro),
além da representação por uma seta com escala de cores (representando o vermelho
alto nível de perigo, e o verde, baixo nível de perigo) (KIM; KIM; KIM, 2017).
Segundo Kim, Kim e Kim. (2017), o método desenvolvido permite que os
trabalhadores visualizem as situações perigosas por meio do dispositivo wearable de
forma efetiva, em que os elementos perigosos, como os equipamentos, são
visualizados em forma gráfica com uma cor apropriada. A visualização das condições
de perigo permite que os trabalhadores reconheçam e, consequentemente, evitem o
perigo antes que ocorram acidentes
3.1.4 Técnicas de visão computacional
Muitos pesquisadores têm utilizados os vídeos como instrumento base para o
uso de tecnologias de detecção automática, realizada por meio da padronização de
objetos, pessoas e equipamentos em canteiro.
O estudo realizado por Yang et al. (2010) propõem um método de rastreamento
de múltiplos trabalhadores utilizando câmeras de vídeos associado a técnicas de visão
computacional, ou seja, algoritmo de rastreamento com base em métodos de
aprendizado de máquina. Neste estudo buscou-se avaliar a viabilidade da técnica para
rastreamento de diversos trabalhadores simultaneamente, a fim de otimizar o
processo de monitoramento da segurança. Este método foi testado em diferentes
cenários, entretanto, apesar da confiabilidade do desempenho, o algoritmo de
rastreamento apresentou falhas devido à mudança da aparência do trabalhador em
diferentes exposições de iluminação e sombreamento (YANG et al., 2010).
Seo et al. (2015) buscaram analisar aplicações de técnicas de visão
computacional baseada em vídeos e imagens para monitoramento da segurança em
canteiro de obras. Segundo os autores, os principais desafios do uso dessa técnica
incluem compreensão abrangente da cena, precisão de rastreamento variável pela
posição da câmera e reconhecimento de ação de múltiplos equipamentos e
trabalhadores. Além disso, algumas questões práticas foram levantadas, como, a falta
de métricas quantificáveis para avaliar as informações extraídas no contexto da
45
segurança, além de problemas técnicos devido à condição dinâmica do canteiro e a
privacidade dos envolvidos (SEO et al., 2015).
Segundo Seo et al. (2015), embora as câmeras de vídeo ou de vigilância sejam
cada predominante em canteiro, o uso dessas câmeras para monitoramento de
segurança pode ser limitado devido a: (1) mudança no layout de canteiro, conforme
avança o projeto, (2) acessibilidade limitada aos espaços de trabalho e (3) frequente
oclusões quando múltiplas tarefas são realizadas em um espaço limitado. Por estas
razões, o número e a posição das câmeras devem ser cuidadosamente determinados
antes do início das atividades.
Zhu et al. (2017) apresentam um método para detecção e rastreamento de mão
de obra e equipamentos simultaneamente em canteiro de obras. Os referidos autores
discutem que a análise manual das informações contidas nos vídeos demanda tempo
e esforço, entretanto, isso não significa que os vídeos devem ser processados em
tempo real. O processamento dos vídeos está relacionado ao seu potencial de uso, e
da necessidade da informação para a tomada de decisão, podendo ser um limitante
para o uso da tecnologia (ZHU et al., 2017).
Outra dificuldade levantada pelos autores refere-se as oclusões, visto o
dinamismo das atividades nos canteiros de obras. Os resultados dos testes realizados
apontaram que a integração entre técnicas de detecção e rastreamento melhora
significativamente a recuperação dos dados, mantendo alta precisão, evidenciando o
potencial das técnicas computacionais de detecção automática.
3.2 Considerações sobre a atuação de tecnologias para segurança
No Sistema de segurança tradicional o uso de tecnologias visuais vem sendo
aplicado de forma pontual, percebe-se que apesar do potencial das tecnologias para
o planejamento, monitoramento e detecção de não conformidades, tais tecnologias
não são utilizadas de modo integrado ao sistema de gestão, de forma a contribuir
efetivamente com a melhoria dos ambientes de trabalho e redução de acidentes.
Em vista disso, buscou-se realizar levar os fatores positivos e negativos das
tecnologias BIM, realidade aumentada, técnicas de reconhecimento automático e
VANT, conforme apresentado no Quadro 1.
46
Quadro 1 – Fatores positivos e negativos das tecnologias visuais
Tecnologia Fatores positivos Fatores negativos
BIM + sensores
de rastreamento
• Uso do modelo 3D para identificação dos riscos por meio de regras ou simulações de diferentes cenários;
• Uso do modelo 3D para planejamento da segurança –proteções coletivas e layout de canteiro;
• Monitoramento em campo das condições de trabalho;
• Uso de simulações no suporte ao treinamento dos trabalhadores, corroborando com o reconhecimento de zonas inseguras.
• Monitoramento apenas de objetos ou situações parametrizáveis;
• Impossibilidade de identificação de riscos relacionados a fatores humanos/organizacionais
• Dificuldade de interação direta com o trabalhador;
• Não permite a identificação das adaptações e boas práticas realizadas para a execução das atividades.
Realidade
Aumentada
• Identificação dos riscos por meio de simulações em diferentes cenários;
• aumento da consciência dos trabalhadores por meio de treinamentos;
• Impossibilidade de identificação de riscos relacionados a fatores humanos/organizacionais;
• Não permite a identificação das adaptações e boas práticas realizadas em campo para a execução das atividades.
Técnicas de
reconhecimento
automático
• Identificação dos riscos de forma automática;
• Identificação e monitoramento apenas itens parametrizáveis;
• Dificuldade de transformar as regras de segurança em linguagem de programação.
Veículos Aéreos
Não Tripulados
(VANT)
• fornecimento de informações em tempo real sobre as condições de trabalho, inclusive atos e condições inseguras (fatores humanos);
• Análise subjetiva realizada por especialista;
• capacidade de visualizar uma maior quantidade de elementos em um menor tempo;
• uso dos ativos visuais (fotos e vídeos) para promover o aprendizado baseado em fatos reais/experiências vivenciadas pelos trabalhadores em campo;
• Identificação e registro de boas práticas – monitoramento do trabalho como é realmente realizado.
• Dificuldade de interação direta com trabalhador;
• Demanda de tempo na análise dos dados;
• Dificuldade de visualização de ambientes internos;
Fonte: A autora
47
Dentre as tecnologias com maior potencial de aplicação, pode-se destacar o
BIM e o VANT. O BIM tem como maior diferencial a aplicação do modelo 3D para o
planejamento da segurança alinhado à produção. Além da possibilidade de integração
com outras tecnologias favorecendo o monitoramento das condições de trabalho e a
antecipação de riscos. Entretanto, apesar dos benefícios está tecnologia tem seu
potencial limitado a aplicação a situações parametrizáveis, ou seja, a identificação de
áreas com risco de queda, como a periferia das lajes. O monitoramento atua da
mesma forma, o uso de sensores é aplicado a essas situações alertando os
trabalhadores a potenciais riscos naquele local. As tecnologias de realidade
aumentada e reconhecimento automático (visão computacional) também tem como
características principais a aplicação a situações parametrizáveis.
Observa-se que embora tais tecnologias tenham caráter proativo, é
praticamente impossível projetar dispositivos automatizados para monitorar todos os
perigos, especialmente os relacionados a fatores humanos e organizações. E diante
da complexidade e dinamismo das atividades realizada em canteiros de obras, as
tecnologias que necessitam de regras e parametrizações, como a identificação
automática por meio de visão computacional, não são suficientes no monitoramento e
antecipação dos riscos, visto a constante mudança e adaptações a situações
esperadas e inesperadas enfrentadas pelos sistemas, pessoas e organizações.
Ao contrário das demais tecnologias, o VANT atua principalmente no suporte a
coleta de dados em tempo real, podendo seu processamento ser automatizado por
meio de técnicas de reconhecimento de imagens, ou então manual, no qual a análise
das condições de segurança ocorre segundo a percepção de um especialista de
segurança. Essa característica, até então não discutida pelos estudos já realizados,
permite o uso do VANT para a identificação de zonas e atos inseguros em diferentes
contextos, levando em consideração os fatores humanos e organizacionais, sendo
possível monitorar o trabalho como é realmente executado, registrando não apenas
as não conformidades, como também os fatores de sucessos e experiências positivas
provenientes de adaptações durante a execução das atividades. Dentre as dificuldade
encontradas destaca-se a necessidade de interação direta com os trabalhadores,
especialmente em situações de perigo.
48
4 MÉTODO DE PESQUISA
Esse capítulo discute sobre o método de pesquisa a ser utilizada para o
desenvolvimento do presente estudo, além de apresentar o delineamento da
pesquisa, com a descrição das etapas a serem desenvolvidas.
4.1 Estratégia de Pesquisa
O presente trabalho adotou como estratégia a pesquisa construtivista
(construtive research), também conhecido como Design Science Research (DSR),
sendo esta amplamente utilizadas em pesquisas das ciências sociais, devido ao
desenvolvimento e avaliação de artefatos visando resolver problemas do mundo real
(VAN AKEN, 2004; DRESCH, 2013). Em vista disso, a DSR tem sido aplicada em
pesquisas em gestão, devido à necessidade de descrever, entender, explicar e, se
possível, predizer soluções de problemas em um contexto real.
Para Lacerda et al. (2013), a Design Science Research é responsável por
conceber e validar sistemas que ainda não existem, seja criando, recombinando,
alterando produtos/processos/softwares/métodos visando propor soluções para os
problemas existentes. Segundo Simon (1996)6 apud Vaishnavi e Kuechler (2007), a
DSR é um campo de conhecimento sobre objetos e fenômenos artificiais projetados
para atender as metas determinadas.
Dresch (2013) discute que a DSR busca a solução de problemas específicos,
não sendo necessariamente a solução ótima, mas sim, a solução mais adequada para
os problemas em questão (DRESCH, 2013). No qual, as soluções geradas devem ser
passíveis de generalizações, favorecendo o enquadramento de problemas de uma
mesma classe (VAN AKEN, 2004; DRESCH et al., 2015).
Além disso, a DSR destaca-se como um método de pesquisa cujo domínio de
aplicação consiste nas pessoas, sistemas organizacionais e sistemas técnicos que
interagem para trabalhar em direção a um objetivo (HEVNER, 2007). Esta
característica é de extrema importância nas pesquisas aplicadas na área de gestão
da construção e segurança, visto que considera os sistemas como sociotécnicos,
mantendo as interações entre os subsistemas (pessoas, organizações e tecnologia).
6 SIMON, H. A. The Sciences of the Artificial. 3rd ed. Cambridge: MIT Press, 1996.
49
O artefato é a organização dos componentes do ambiente interno para atingir
objetivos em um determinado ambiente externo (SIMON,1996 apud LACERDA et al.,
2013). Segundo March e Smith (1995), uma vez definidos os artefatos podem ser
classificados em: construtos, modelos, métodos e instanciações, e teoria do design
segundo Vaishnavi, Kuechler e Peter (2011).
• Constructos: também conhecidos como conceitos formam o vocabulário de
um domínio. Eles constituem uma conceituação usada para descrever
problemas e especificar suas soluções (MARCH; SMITH, 1995; VAISHNAVI;
KUECHLER; PETER, 2011).
• Modelo: é um conjunto de proposições que expressam relações entre os
constructos. March e Smith (1995) identificam modelos como declarações
de problemas e soluções.
• Método: é um conjunto de etapas (um algoritmo ou diretrizes) utilizado para
executar uma tarefa (VAISHNAVI; KUECHLER; PETER, 2011). Os métodos
são planos orientados por objetivos para manipulação dos constructos, a fim
de que proposições do modelo seja realizado (MARCH; SMITH, 1995).
• Instanciações: é a concretização de um artefato em seu ambiente. Instanciações
operacionalizam constructos, modelos e métodos (MARCH; SMITH, 1995).
• Teoria do Design: compreendido com um conjunto prescritivo de
proposições sobre como fazer algo para atingir um determinado objetivo.
Uma teoria geralmente inclui outros artefatos abstratos, como constructos,
modelos, métodos, entre outros (VAISHNAVI; KUECHLER; PETER, 2011).
Com o avanço da DSR, outros artefatos abstratos foram adicionados, tais
como, framework, arquitetura e princípios de design (VAISHNAVI; KUECHLER;
PETER, 2011), que ainda são pouco discutidos na literatura.
No que se refere a condução da DSR, diversos autores discutem sobre a
estrutura lógica ou passos do processo utilizado para a resolução dos problemas
(VAISHNAVI; KUECHLER; PETER, 2011; LACERDA et al., 2013; DRESCH et al.,
2015; WIERINGA, 2009). Segundo Lacerda et al. (2013), os passos do processo
podem ser estruturados em:
• Conscientização do problema - diz respeito à compreensão da
problemática envolvida, buscando entender os problemas de uma
perspectiva mais abrangente (ROMME, 2003; LACERDA et al., 2013);
50
• Sugestão de algo (etapa de criação – protótipo) - está vinculada às
atividades de desenvolver uma, ou mais, alternativas de artefato para a
solução dos problemas, justificando os parâmetros utilizados (LACERDA et
al., 2013);
• Desenvolvimento do artefato - corresponde ao processo de constituição
do artefato em si. Entretanto, necessita-se destacar que o artefato não se
refere apenas ao desenvolvimento de produtos, incluindo a melhoria de
sistemas já existentes e criação de novas soluções e teorias (VENABLE,
2006 apud LACERDA et al., 2013);
• Avaliação do artefato - pode ser compreendida como o processo de
verificação do comportamento do artefato no ambiente para o qual foi
projetado, em relação às soluções que se propôs alcançar;
• Conclusão – esta etapa consiste na formalização geral do processo e sua
contribuição do ponto de vista teórica (acadêmico) e prático (profissional)
(LACERDA et al., 2013).
Para este trabalho, o uso do Design Science Research pode ser justificado
devido à resolução de problemas reais a partir do desenvolvimento e avaliação de
artefatos. Contudo, destaca-se que está metodologia de pesquisa busca a resolução
de um problema prático associado a uma lacuna de pesquisa levantada na literatura.
Em vista disso, este trabalho tem como problema real a ineficácia do sistema
de gestão da segurança na construção civil, especialmente nas etapas de
monitoramento e antecipação de riscos, no qual tecnologias visuais vêm sendo
aplicadas de forma pontual, não corroborando de forma efetiva com o processo de
gestão. A literatura evidencia a necessidade da adoção de novas abordagens para
impulsionar o sistema de gestão da segurança em canteiro, como o uso da engenharia
de resiliência. A engenharia de resiliência vem sendo aplicado em diversos tipos de
sistemas complexos, tais como, indústria, aviação e sistema de saúde, entretanto,
para a construção civil está abordagem ainda é pouco discutida. Além disso, este
estudo busca integrar o uso de tecnologias visuais ao sistema de gestão da
segurança, atuando no suporte a tomada segundo os pressupostos da engenharia de
resiliência.
51
4.2 Delineamento da pesquisa
A presente pesquisa será conduzida com base nas seguintes etapas: (a)
conscientização do problema real de pesquisa; (b) proposta do estudo; (c)
desenvolvimento do artefato; (d) avaliação do artefato, conforme apresentado na
Figura 7. Inicialmente será realizada uma revisão da literatura sobre os seguintes
tópicos: gestão da segurança em canteiros de obras, engenharia de resiliência e uso
de tecnologias visuais (VANT, BIM, Realidade aumentada, vídeos, entre outros)
aplicado à segurança em canteiro de obras.
Figura 7 - Delineamento da pesquisa
Fonte: A autora
A etapa de conscientização do problema real tem como propósito compreender
o sistema de gestão da segurança em canteiro de obras por meio da literatura e de
estudo de caso, buscando identificar o problema real prático e teórico a ser estudado.
A partir da identificação do problema será proposto soluções visando melhorias no
52
sistema de gestão da segurança por meio da integração do uso da ER e do VANT. A
etapa de desenvolvimento e implantação do artefato, que neste caso consiste no
modelo de sistema de gestão da segurança proativo assistindo por VANT, este modelo
irá levar em consideração os conceitos e princípios da engenharia de resiliência. Por
fim, o artefato será avaliado segundo o desempenho e impactos no processo de
gestão da segurança do canteiro, assim como segundo a sua utilidade.
4.2.1 Tecnologia adotada
O VANT selecionado para o projeto é um DJI Phantom 3 Advanced (Figura 8),
já adquirido pelo projeto de pesquisa em 2015. O equipamento é acoplado com
câmera Sony EXMOR ½.3”, com 12,76 pixels, gerando fotos nos formatos JPEG e
DNG, e vídeos em MP4. Tal escolha justifica-se pelo fato de ser uma tecnologia
acessível e amplamente comercializada.
Figura 8 - DJI Phantom 3 Advanced
Fonte: Projeto de Pesquisa GETEC/UFBA
4.2.2 Seleção de empresas e empreendimentos
Empresa – Construtora 1
A empresa construtora selecionada é uma empresa de grande porte com
segmento de imóveis residenciais para a classe média e média baixa, atua na
construção civil desde 1979. A empresa realiza atividades nas áreas de concepção
do projeto, incorporação e construção. Ela possui importantes certificações na área
de gestão, sendo elas, a ISO 14.001 (Gestão de meio ambiente) e a OHSAS 18.001
(Gestão e saúde e segurança do trabalho). É a primeira vez que a empresa está tendo
contato com o uso do VANT para a segurança em canteiro.
53
Empreendimento A
O empreendimento A, consiste em um conjunto Habitacional de Interesse
Social (Programa Minha Casa Minha Vida), composto por 20 edificações (blocos) de
5 pavimentos cada, com 4 apartamentos por andar, totalizando 400 unidades, com
área total de 22.800 m². O prazo para execução é de 18 meses. Dentre as tecnologias
construtivas utilizada destacam-se a execução da fundação em hélice contínua e
estrutura em parede de concreto. A obra possuí um jogo completo de forma de
alumínio para a execução da estrutura em parede de concreto, o que corresponde a
1 pavimento com 4 apartamentos. Vale destacar que este empreendimento busca a
certificação de segurança OHSAS 18001.
Os empreendimentos B e C ainda não estão definidos.
4.3 Detalhamento das etapas da pesquisa
A seguir serão detalhadas as etapas da pesquisa.
4.3.1 Conscientização do problema real de pesquisa
A fase de Conscientização visa identificar o problema real a ser estudado,
buscando um melhor entendimento de como a adoção dos princípios da engenharia
de resiliência e o VANT podem contribuir com a melhoria do sistema de gestão da
segurança em canteiros de obras. Será realizado um estudo de caso em obras de
empresa parceira, com o objetivo de realizar um diagnóstico do sistema de segurança,
levantando as atividades realizadas pelo sistema de gestão.
Diagnóstico do sistema de gestão
O diagnóstico do Sistema de Gestão da Segurança será realizado levando em
consideração os requisitos utilizados no Método de Avaliação de Saúde e Segurança
do Trabalho (MASST) desenvolvido por Costella (2008), no qual leva em consideração
os critérios da OHSAS 18001 e dos princípios da ER (consciência, aprendizagem,
comprometimento da alta direção e flexibilidade). O MASST é constituído por 28 itens
distribuídos entre sete critérios de avaliação, conforme apresentado na Figura 9. No
entanto, vale ressaltar que o MASST será utilizado como instrumento de orientação
sobre quais as informações a serem coletadas para o diagnóstico, sendo adaptado ao
54
contexto da construção civil e a realidade do estudo, não sendo o objetivo do
diagnóstico auditar o sistema de gestão conforme desenvolvido por Costella (2008).
Esse estudo será conduzido por meio de visitas ao canteiro para aplicações de
questionários, análise de documentos (procedimentos de segurança, checklist, entre
outros), entrevistas com todos os intervenientes (engenheiros, técnicos e
trabalhadores do campo) a fim de identificar as necessidades reais da segurança sob
a perspectiva dos envolvidos no processo de segurança.
Nesta etapa, também será realizada a identificação dos processos críticos,
buscando inicialmente levantar os principais riscos de acidentes e os procedimentos
de segurança adotados para a execução dessas atividades.
Figura 9 – Itens e Critérios do MASST
Fonte: Costella (2008)
Protocolo de coleta com VANT
Para o desenvolvimento do protocolo de coleta com VANT, serão realizados
voos com VANT em canteiro para análise das condições de segurança buscando
55
analisar os fatores positivos e as não conformidades em nível operacional de canteiro,
buscando inserir de forma gradual o uso do VANT no convívio dos trabalhadores e
equipe de segurança. Busca-se nesta etapa, refinar o protocolo de inspeção
desenvolvido por Melo (2016), apresentado na Figura 10.
Figura 10 - Protocolo de inspeção de segurança com VANT
Fonte: Melo (2016)
Com base nos resultados do diagnóstico será possível identificar pontos de
melhorias no sistema de gestão da segurança por meio da integração entre
Engenharia de Resiliência e VANT.
Como produto desta etapa, espera-se: (a) gerar um framework do sistema de
gestão da segurança; (b) identificar as fontes de resiliência e fragilidade do sistema
de gestão da segurança; (c) propor um plano de ação com base nos pressupostos da
Engenharia de Resiliência buscando integrar o uso VANT de forma efetiva no
fornecimento de informações.
4.3.2 Proposta do estudo
Nesta fase do estudo, busca-se propor e testar diferentes soluções para a
resolução do problema. A proposição de soluções é fundamentada nos problemas
identificadas no diagnóstico do SGS e nas lacunas de conhecimento levantadas na
literatura. Para isso, será desenvolvido um estudo de caso visando aplicar o plano de
ação com base nos pressupostos da ER integrando o uso VANT no suporte a tomada
de decisão pela equipe de gestão da segurança.
56
Busca-se com o presente trabalho propor duas propostas de estudo integrado,
sendo a primeira relacionada a proposição de um modelo de sistema de gestão da
segurança, visando fornecer uma visão macro de como o uso dos pressupostos da
ER integrando o uso VANT pode contribuir com o aumento da eficácia do sistema. A
segunda proposta é uma subdivisão da primeira proposta, no qual busca-se
desenvolver e implementar uma sistemática para o monitoramento do trabalho normal
dos processos críticos, por meio da aplicação de prototipagem com o VANT.
Ambas as propostas compreendem as etapas de: (1) planejamento das
políticas e ações de segurança; (2) monitoramento das condições de trabalho; (3)
antecipação dos riscos e conflitos entre segurança e produção; (4) capacidade de
responder aos eventos e situações identificadas em tempo hábil segundo o grau de
risco ou emergência e (5) aprendizagem com as experiências positivas e negativas,
conforme apresenta a Figura 11.
Figura 11 – Etapas adotadas na proposição de soluções
Fonte: A autora
4.3.2.1 Proposta 1 – modelo de sistema de gestão da segurança proativo
A Figura 12 apresenta o fluxo de atividades a ser desenvolvido no estudo de
caso A, a fim de testar soluções para o desenvolvimento do sistema de gestão da
segurança proativo assistido por VANT.
57
Figura 12 – Fluxo de atividades para a proposição do sistema
Fonte: A autora
A etapa de planejamento consiste no alinhamento dos pressupostos da
Engenharia de Resiliência ao sistema de gestão adotado pela empresa, tomando
como base os dados provenientes do diagnóstico. O diagnóstico também contribuirá
com a compreensão da dinâmica entre segurança e produção, como as atividades
são planejadas, a integração entre as áreas e como quais os critérios adotados na
resolução de conflitos. O modelo de sistema de gestão da segurança proativo buscará
promover melhorias no planejamento entre produção e segurança, visando a
integração dos mesmos.
No monitoramento, busca-se por meio dos ativos visuais coletados com VANT
extrair informações visando o controle das condições gerais do canteiro, buscando
identificar as zonas de trabalho segura e as zonas de perigo. As zonas de perigos
sempre que identificadas, serão comunicadas aos técnicos ou responsáveis com a
maior brevidade possível, evitando situações de perda de controle que possam afetar
a continuidade das operações. A frequência do monitoramento será determinada
58
segundo a complexidade do projeto e necessidade de informação para a tomada de
decisão pelo SGS e produção.
Nesta etapa é essencial o uso de checklists e procedimentos relativos aos
processos construtivos e atividades realizadas no canteiro, visto a dificuldade em
antecipar aos eventos adversos, tais como, condições inseguras e atos
comportamentais. A cada monitoramento com VANT serão enviados relatórios com o
feedback das condições gerais do canteiro e a atualização dos indicadores utilizados.
O sistema a ser desenvolvido buscará analisar os processos de tomada de decisão,
a resolução de conflitos entre produção e segurança, avaliando o tempo para a
correção ou mitigação do problema identificado e o fluxo de informações.
A aprendizagem é um dos fatores chave da Engenharia de Resiliência, logo,
serão realizados debriefing com a equipe de gestão da obra (produção e segurança)
para a discussão dos resultados encontrados, destacando as experiências de sucesso
e as oportunidades de melhorias. Será realizado debriefing com os trabalhadores, em
um nível mais operacional, a fim de promover a conscientização quanto aos riscos e
zonas seguras.
Como produto deste estágio da pesquisa propõem-se a geração de
procedimentos e protocolos a serem utilizados no sistema de gestão de forma
integrada, compreendendo as etapas de planejamento, monitoramento, antecipação,
resposta e aprendizagem. Também será definido o escopo de aplicabilidade do
modelo, levando em consideração a variabilidade e complexidade do sistema de
gestão.
4.3.2.2 Proposta 2 –prototipagem de processos críticos
A Figura 13 apresenta o fluxo de atividades a ser desenvolvido no estudo de
caso A. Esta proposta tem como propósito o monitoramento do trabalho normal por
meio de prototipagem com VANT.
59
Figura 13 - Fluxo de atividades para a proposição da prototipagem
Fonte: A autora
Os processos críticos serão definidos conforme a complexidade e grau de risco
das atividades, no qual o principal objetivo consiste no monitoramento do trabalho
normal, ou seja, buscar compreender como as atividades são realizadas na prática,
identificando as diferenças entre o trabalho normal e o trabalho prescrito (baseado no
procedimento operacional utilizado pela empresa). Para facilitar a compreensão, será
utilizado o método de análise FRAM (Functional Resonance Analysis Method). Este
método busca a representação de um modelo por meio da representação de um
conjunto de funções necessárias para a execução da atividade, utilizado para
descrever a variabilidade dos processos.
Durante o planejamento da prototipagem serão realizadas entrevistas com
engenheiros de produção e técnicos de segurança visando a identificação de
experiências passadas para desenvolver boas práticas. Sistematizar as etapas que
compõem o processo crítico, classificando em atividades referentes a produção e
atividades referente a segurança. Com base na organização das etapas e metas a
serem alcançadas, será realizada uma sessão de brainstorm com equipe da
60
segurança e produção visando discutir os possíveis conflitos entre produção e
segurança durante a execução do processo crítico, assim como os potenciais riscos
de acidentes. Além disso, o planejamento compreende as etapas de antecipação dos
perigos e especificação das prevenções e atribuição de recursos. Os passos adotados
para o planejamento foram baseados nos estudos de first run studies realizados por
Ballard e Howell (1997).
O monitoramento do processo crítico será realizado principalmente com o uso
do VANT, no qual, será coletado ativos visuais de todo o processo, seguindo as etapas
definidas no planejamento. Nesses casos, serão geradas sistemáticas de
monitoramento de acordo com as particularidades do processo analisado.
Por meio do monitoramento do trabalho normal, será possível identificar as
experiências de sucessos que contribuem para a finalização da atividade no prazo
determinado. O monitoramento do trabalho normal inclui a descrição das etapas,
sequência e duração do processo; das improvisações, omissões e retrabalhos
realizados pelos trabalhadores; dos acidentes, quase-acidentes e situações de
perigos que possam influenciar na operacionalidade do processo; e os recursos
utilizados (mão-de-obra, ferramentas, equipamentos, manuais de apoio, etc.).
A etapa de antecipação consiste na identificação de riscos ou conflitos futuros
que possam a vir a afetar as operações, sejam eles positivos ou negativos. Para tal,
serão utilizados os dados coletados durante o planejamento semanal ou mensal, os
dados coletados durante o monitoramento com VANT, a análise de documentos como
a Análise Preliminar de Risco (APR), a fim de reduzir ou eliminar restrições que
possam vir a influenciar na execução das atividades.
Durante a prototipagem buscará fornecer feedback sobre os riscos e situações
indesejadas identificadas durante a etapa de monitoramento e antecipação, a fim de
agilizar o processo de decisão pela equipe de segurança e produção.
Na etapa de aprendizagem será realizado sessões de debrienfing com a equipe
de gestão da obra (produção e segurança) para a discussão dos resultados
encontrados, destacando as experiências de sucesso e as oportunidades de
melhorias. Também buscará promover uma maior conscientização dos trabalhadores
por meio do uso dos ativos visuais coletados com o VANT (fotos e vídeos) em
treinamento e/ou workshop, buscando reduzir a distância entre o trabalho normal e o
trabalho prescrito e promover melhorias nas condições de segurança por meio das
experiências de sucesso em nível operacional e organizacional.
61
4.3.3 Desenvolvimento
A fase de Desenvolvimento visa à construção do artefato, que no presente
trabalho envolve o desenvolvimento, implantação e validação de um modelo de
sistema gestão da segurança proativo apoiado por VANT com ênfase em processos
críticos. O desenvolvimento do modelo será baseado no refinamento dos resultados
provenientes do plano de ação, integrando todas as etapas que envolvem o sistema
de gestão. Além disso, esta etapa envolve a implantação do modelo em dois estudos
de caso em canteiros de obras com diferentes níveis de complexidade.
Nesta etapa, tem-se como principais produtos têm-se a geração de um banco
de dados de segurança (práticas de resiliência e indicadores de segurança) e o
modelo sistema de gestão da segurança proativo assistido por VANT.
4.3.4 Avaliação do artefato
A etapa final da pesquisa consiste na avaliação de desempenho, que buscará
avaliar o modelo do ponto de vista de melhorias de desempenho das condições de
segurança em canteiros e aumento da resiliência do sistema de gestão, considerando
os indicadores de segurança proativos e reativos coletados. Além de identificar o
funcionamento prático do modelo proposto, destacando as contribuições práticas e
teóricas do estudo.
Para avaliação do desempenho do modelo será proposto um conjunto de
construtos e variáveis com base na revisão da literatura e na experiência adquirida
com os estudos de caso. Os constructos possuem um significado construído
intencionalmente a partir da literatura, com o objetivo de ser traduzido em proposições
particulares observáveis e mensuráveis (MARTINS; PELISSARO, 2005), além de
serem considerados um dos tipos de artefatos segundo a Design Science Research
(MARCH; SMITH, 1995).
Para uma definição prévia dos constructos levou-se em consideração alguns
pressupostos da engenharia de resiliência, tais como: comprometimento, flexibilidade,
consciência, aprendizagem, controlabilidade, transparência e utilidade do artefato.
• Comprometimento: Nesta pesquisa, o comprometimento está
relacionado na capacidade da alta direção em priorizar à segurança
acima ou do mesmo modo que a outros objetivos da empresa;
62
• Flexibilidade: está relacionado a capacidade de adaptar-se às mudanças
a fim de manter o controle em termos de SST, resistindo às pressões da
produção e externas;
• Consciência: refere-se à conscientização por todas as partes
interessadas do limite além do qual o trabalho não é mais seguro e do
seu próprio desempenho no sistema, seja em nível organizacional ou
operacional;
• Aprendizagem: está relacionado a retroalimentação dos processos
gerenciais da segurança com foco na identificação da distância entre o
trabalho prescrito e o trabalho real, na melhoria contínua dos processos
por meio das experiências corretas positivas;
• Controlabilidade: refere-se ao estado dinâmico e a capacidade do
sistema em monitorar, antecipar e responder, ou seja, ser capaz de
atingir os pontos-alvo em um determinado momento, ou intervalo de
tempo, levando em consideração a variabilidade dos processos;
• Transparência: nesta pesquisa, transparência está relacionada a
melhoria do processo de gestão visual entre segurança e produção;
• Utilidade: está relacionado com o uso e aplicabilidade do artefato
segundo o nível de complexidade do projeto e a aderência entre o uso
de tecnologias visuais, neste caso o VANT e os princípios da engenharia
de resiliência.
O Quadro 2 apresenta as variáveis e as fontes de evidência consideradas em
cada constructo.
Quadro 2- Definição preliminar dos constructos, variáveis e fontes de evidência
Constructos Variáveis Fontes de evidência
Comprometimento
• Eliminação das restrições de segurança antes do início das atividades;
• Redução dos conflitos entre segurança e produção durante a execução das atividades;
• Autonomia da segurança na tomada de decisão.
Análise documental; entrevistas, observação direta; planejamento médio e curto prazo, ativos visuais coletados com VANT e checklist de Segurança.
63
Flexibilidade
• Autonomia dos trabalhadores para a adoção de medidas adaptativas.
Análise documental; entrevistas, observação direta, ativos visuais coletados com VANT e checklist de Segurança.
Consciência
• Redução de condições e atos inseguros;
• Redução de incidentes e acidentes.
Análise documental; entrevistas, observação direta, ativos visuais coletados com VANT e checklist de segurança.
Aprendizagem
• Redução da distância entre o trabalho normal e o trabalho prescrito;
• Aumento de experiência positivas.
Análise documental; entrevistas, observação direta, ativos visuais coletados com VANT, horas de treinamento/homem, checklist de segurança.
Controlabilidade
• Redução das demandas emergenciais de segurança;
• Aumento da detecção precoce de eventos adversos;
• Redução do tempo de monitoramento/itens verificados;
• Redução do tempo de intervenção da segurança;
Análise documental; entrevistas, observação direta, ativos visuais coletados com VANT, checklist de segurança.
Transparência
▪ Melhor comunicação entre a segurança e a produção;
▪ Simplificação das etapas; ▪ Facilidade de disponibilização
das informações; ▪ Agilidade na identificação dos
conflitos.
Análise documental; entrevistas, observação direta, ativos visuais coletados com VANT, checklist de segurança.
Utilidade
▪ Atendimento as necessidades de informações;
▪ Facilidade de uso do artefato; ▪ Amplitude de aplicabilidade do
artefato.
Análise documental; entrevistas, observação direta.
Fonte: A autora
Como produtos finais desta etapa têm-se a proposição de métricas para avaliar
a resiliência do sistema de gestão por meio dos constructos escolhidos; o
desenvolvimento de framework comparativo entre o sistema de gestão da segurança
tradicional e o sistema de gestão da segurança proativo e a proposição de diretrizes
para uso do modelo proposto em canteiros de obras.
64
4.4 Estudo de Caso A
O estudo de caso A teve início em julho de 2017, no qual foi realizado uma
parceria com a construtora responsável pelo empreendimento. Logo após foram
realizadas algumas entrevistas e análise dos checklists de segurança já realizado pela
obra. Sendo assim, buscou-se inicialmente realizar um diagnóstico preliminar do
sistema de gestão da segurança, que consiste na compreensão preliminar do sistema
de gestão da segurança e levantamento dos pontos críticos sob a perspectiva de risco.
Além de adaptar os procedimentos de coleta de dados com VANT levando em
consideração os itens de segurança já coletados pela obra durante o monitoramento.
Cabe destacar que ainda está sendo realizado o diagnóstico mais aprofundado
do sistema de segurança, segundo os itens proposto por Costella (2008). Visto a
necessidade de coletar dados mais consistente acerca do sistema de gestão da
segurança, a fim de propor um conjunto de práticas visando a melhoria do mesmo por
meio da integração entre ER e VANT, conforme apresentado em um dos objetivos
específicos deste trabalho.
A coleta de dados com VANT teve início em outubro de 2017 durante a fase de
fundação, e teve por objetivo principal refinar o procedimento de coleta com VANT
durante as fases iniciais do empreendimento, como apresentado na Figura 14.
Figura 14 – Foto do empreendimento (overview)
Fonte: A autora (2017)
O Quadro 3 apresenta um resumo das visitas realizadas até janeiro de 2018. O
Quadro 4 apresenta o resumo dos dados coletados pelo VANT na Obra A.
65
Quadro 3 – Descrição das visitas realizadas no empreendimento A
Período/ Quant. Visitas
Objetivo Atividades Realizadas
na Visita Produto
01/08/17 a 16/11/17 (3 visitas)
Diagnóstico Preliminar
(1) Entrevista com Eng. de Segurança (uma vez) e Técnico de Segurança (duas vezes).
(1) Identificação dos pontos críticos;
(2) Adaptação de checklist de monitoramento
04/10/17 a 24/01/18
(14 visitas)
Refinamento do Procedimento de coleta de dados
com VANT
(2) Monitoramento das condições de segurança com VANT;
(3) Feedback – envio de checklist de segurança.
(3) banco de dados com as boas práticas e não conformidades;
(4) indicador de conformidade/visita;
(5) Percepção dos engenheiros e técnicos sobre o uso de ativos visuais para o monitoramento e antecipação de riscos.
24/11/17 Debriefing - segurança e
produção
(4) Apresentação e discussão dos resultados preliminares
11/12/17 Debriefing com trabalhadores
(5) Workshop para apresentação das boas práticas e não conformidades observadas com VANT durante a execução das atividades
Fonte: A autora
Quadro 4 - Resumo dos dados coletados pelo VANT
Fase do Projeto
Data Quant. Fotos Duração de vídeos (min)
Duração dos voos (min)
Fundação
04/10/17 72 00:01:01 00:20:26
16/10/17 44 00:04:00 00:13:33
24/10/17 72 00:01:46 00:18:44
01/11/17 89 00:02:09 00:11:12
06/11/07 42 - 00:08:29
16/11/17 99 00:01:12 00:20:36
24/11/17 109 00:02:01 00:20:00
01/12/17 63 00:01:02 00:15:02
Lajão e instalações
06/12/17 73 00:01:33 00:13:31
15/12/17 69 00:01:39 00:14:00
21/12/17 73 00:01:39 00:12:57
11/01/18 84 00:01:13 00:18:42
19/01/18 79 00:02:33 00:14:30
24/01/18 86 00:01:52 00:15:50
Total 1054 00:23:40 00:15:32
Fonte: A autora
66
Até o momento, foram realizados 14 voos com VANT para o monitoramento
das condições de segurança, a fim de validar o protocolo de coleta preliminar e
checklist de segurança adaptado segundo as características do canteiro. Também
foram realizadas três entrevistas com a equipe de segurança, conforme demonstrado
no Quadro 1. No total foram registradas 1.054 fotos e 23min de vídeos, no período
entre outubro de 2017 a janeiro de 2018. Os voos tiveram tempo médio de 15minutos
(Quadro 2) e foram realizados no período da manhã.
67
4.5 Cronograma do desenvolvimento da tese
Figura 15 – Cronograma de desenvolvimento da tese
Fonte: A autora
Etapas
Início do Doutorado (Novembro 2016)
Revisão da Literatura
Disciplinas
Conscientização do problema real
Diagnóstico (Estudo de caso A)
Protocolo de Coleta com VANT (Estudo de caso A)
Defesa de Projeto
Proposta do Estudo
Implantação do plano de ação (Estudo de caso A)
Desenvolvimento do artefato
Desenvolvimento e Implantação (Estudo de caso B)
Desenvolvimento e Implantação (Estudo de caso C)
Qualificação de Projeto
Avaliação do artefato
Avaliação do artefato
Proposição de diretrizes
Ajustes finais da tese
Previsão Defesa da tese (Agosto 2020)
2016.2 2017.1 2017.2 2018.1 2018.2 2019.1 2019.2 2020.1
68
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