La fatiga es un importante factor humano en la seguridad de la aviación . [1] La herramienta de programación para evitar la fatiga ( FAST ) fue desarrollada por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en 2000-2001 para abordar el problema de la fatiga de la tripulación en la programación de vuelos de la tripulación. [2] FAST es un programa de Windows que permite a los científicos, planificadores y programadores cuantificar los efectos de varios programas de trabajo y descanso en el rendimiento humano. Permite la entrada de datos de trabajo y sueño en formatos gráficos, simbólicos (cuadrícula) y de texto. La pantalla gráfica de entrada-salida muestra la efectividad del rendimiento cognitivo (eje y) en función del tiempo (eje x). Un área verde superior en el gráfico termina en el momento del sueño normal, 90% de efectividad. El objetivo del planificador o programador es mantener la efectividad del rendimiento en o por encima del 90% manipulando el tiempo y la duración de los períodos de trabajo y descanso. Un programa de trabajo se ingresa como bandas rojas en la línea de tiempo. Los períodos de sueño se ingresan como bandas azules a lo largo de la línea de tiempo, debajo de las bandas rojas.
La eficacia del rendimiento calculada representa el rendimiento humano compuesto en una serie de tareas cognitivas, en una escala de cero a 100%. La línea oscilante en el gráfico representa el rendimiento promedio esperado del grupo en estas tareas, determinado por la hora del día, el ritmo circadiano , el tiempo que se pasa despierto y la cantidad de sueño , y se pueden mostrar varios límites de confianza en torno al promedio. La visualización gráfica se puede cortar y pegar en informes y diapositivas informativas. Las estimaciones de eficacia cognitiva para períodos de trabajo de cualquier duración también se pueden cortar y pegar en formato tabular.
FAST fue desarrollado bajo contratos de Investigación de Innovación para Pequeñas Empresas (SBIR) de Fase 1 y 2 otorgados por el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de los EE. UU. (AFRL), Dirección de Efectividad Humana, a NTI, Inc. [3] (Dr. Douglas R. Eddy, Investigador Principal) con Science Applications International Corporation como subcontratista (Dr. Steven R. Hursh, Modelador). [4] [5] [6] [7] Las predicciones de fatiga en FAST se derivan de la simulación de Sueño, Actividad, Fatiga y Efectividad de Tareas (SAFTE) inventada por el Dr. Hursh, actualmente Presidente de los Institutos de Recursos Conductuales y Profesor Adjunto de Biología Conductual, Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins .
La simulación SAFTE integra información cuantitativa sobre (1) el ritmo circadiano en la tasa metabólica; (2) las tasas de recuperación del rendimiento cognitivo asociadas con el sueño y las tasas de deterioro del rendimiento cognitivo asociadas con la vigilia; y (3) los efectos del rendimiento cognitivo asociados con la inercia del sueño para producir un modelo de tres procesos de la eficacia cognitiva humana. El modelo SAFTE ha estado en desarrollo por el Dr. Hursh durante más de una década. En la arquitectura general del modelo SAFTE, un proceso circadiano influye tanto en la eficacia cognitiva como en la regulación del sueño. La regulación del sueño depende de las horas de sueño, las horas de vigilia, la deuda de sueño actual, el proceso circadiano y la fragmentación del sueño (despertares durante un período de sueño). La eficacia cognitiva depende del equilibrio actual del proceso de regulación del sueño, el proceso circadiano y la inercia del sueño.
La simulación SAFTE ha recibido una amplia revisión científica y el Departamento de Defensa la considera un modelo completo, preciso y operativamente práctico para ayudar a la programación del operador. [8] La implementación del software de la simulación SAFTE [9] y sus aplicabilidades han sido validadas desde entonces en entornos de trabajo de aviación [10] y ferrocarril [11] .
Durante la Fase 2, el modelo se perfeccionó con los hallazgos de la investigación de la Fuerza Aérea y otros estudios que proporcionaron un índice de alcohol en sangre, un índice de lapsos, un algoritmo de sincronización del sueño y características de la interfaz (percentiles de variación del rendimiento, cronograma de la misión, entrada de la cuadrícula [12] y un panel de factores de fatiga, por nombrar algunos). FAST proporcionó al fisiólogo militar la primera herramienta computarizada que utilizó un modelo homeostático para optimizar el rendimiento del aviador en condiciones de sueño limitado, al tiempo que minimizaba la necesidad de ayudas farmacológicas. Se podían planificar misiones que proporcionaran un descanso suficiente para mantener un rendimiento efectivo y, cuando el sueño nocturno normal fuera imposible, organizar intervenciones como siestas o tratamientos farmacológicos para mantener el rendimiento. La herramienta estaba destinada a mejorar la seguridad del vuelo, optimizar el éxito de la misión durante operaciones sostenidas y minimizar la necesidad de ayudas farmacológicas.
Durante las actividades de la Fase 2 y la Fase 3, el equipo FAST tuvo la oportunidad de capacitar a diferentes grupos de personal de la Fuerza Aérea en el uso de FAST para resolver los problemas de fatiga que tenían con operaciones sostenidas, despliegues en el extranjero y operaciones de entrenamiento nocturno. La capacitación se llevó a cabo con numerosos grupos en parte a través de varias de las funciones educativas de la Escuela de Medicina Aeroespacial de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAFSAM) (2002-2007) y en parte a través del Taller de Medidas Contra la Fatiga de la Aviación de la AFRL impartido aproximadamente cada tres años por los Dres. John A. Caldwell, J. Lynn Caldwell y James C. Miller. A lo largo de los años, los estudiantes incluyeron cirujanos de vuelo, fisiólogos aeroespaciales y técnicos en fisiología aeroespacial en capacitación anual; fisiólogos aeroespaciales y técnicos en fisiología aeroespacial durante la capacitación inicial; cirujanos de vuelo que participaron en los programas de Residencia en Medicina Aeroespacial (RAM) y Medicina Aeroespacial Avanzada para Oficiales Médicos Internacionales (AAMIMO) de la USAFSAM; y oficiales de seguridad de la aviación de la Fuerza Aérea, la Armada, la Infantería de Marina y el Ejército de los Estados Unidos, y de las Fuerzas Canadienses. Muchos de estos nuevos usuarios recomendaron que el producto FAST se transformara de varias maneras para hacerlo más útil para las unidades operativas.
El equipo de desarrollo, los investigadores de la Fuerza Aérea y varias unidades operativas de la Fuerza Aérea utilizaron con éxito el sistema FAST para resolver problemas de fatiga en las operaciones de la Fuerza Aérea. Los científicos de la División de Medidas Contra la Fatiga del Combatiente (WFC, ahora AFRL/RHPF) y los operadores utilizaron el sistema FAST para identificar y evitar la fatiga en más de 2000 horas de operaciones con bombarderos B-2 Spirit desde la Base de la Fuerza Aérea Whiteman [13] y operaciones nocturnas en la Base de la Fuerza Aérea Shaw, para optimizar los horarios de trabajo por turnos de las fuerzas de seguridad en la Base de la Fuerza Aérea Brooks, para evaluar el impacto de la pérdida de sueño y las operaciones nocturnas en la investigación de accidentes y para muchas otras consultas. Durante el período 2000-2007, el Dr. Miller utilizó el sistema FAST para ayudar a las juntas de investigación de accidentes de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en al menos nueve investigaciones de accidentes de aviación. Además, el sistema FAST se utilizó para preparar una guía para varias unidades operativas en los Estados Unidos [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] y Canadá. [21] [22] [23] [24] [25] [26] Estos usuarios de FAST no tuvieron problemas para ingresar datos, probar diferentes horarios, hacer modificaciones a los horarios existentes o interpretar resultados. Sin embargo, todas estas aplicaciones involucraron a expertos o personal que ellos habían capacitado. Los intentos de aplicar FAST a las operaciones de programación de vuelos diarios no tuvieron éxito porque la interfaz de usuario fue diseñada originalmente para científicos, no para operadores.
La Administración Federal de Ferrocarriles patrocinó una importante evaluación del modelo (o simulación) de fatiga biomatemática de SAFTE para determinar si podía predecir un mayor riesgo de accidentes ferroviarios basándose en la información del horario de trabajo (Hursh, Raslear et al., 2006). El proyecto examinó los historiales laborales de 30 días de las tripulaciones de locomotoras antes de 400 accidentes de factores humanos y 1000 accidentes de factores no humanos. SAFTE estimó la efectividad de la tripulación (la inversa de la fatiga) basándose completamente en la información del horario de trabajo y las oportunidades para dormir. Se evaluaron más de 1 millón de intervalos de trabajo de 30 minutos basándose en datos de cinco ferrocarriles de carga de EE. UU. Existió una relación lineal confiable entre la efectividad de la tripulación y el riesgo de accidentes de factores humanos (r = - 0,93), pero no para los accidentes de factores no humanos. El riesgo de accidentes de factores humanos aumentó con puntajes de efectividad por debajo de 90 y aumentó progresivamente con una efectividad reducida. Con un puntaje de efectividad ≤ 50, los accidentes de factores humanos fueron 65 por ciento más probables que el azar. Por debajo de una puntuación de eficacia de 70, los códigos de causa de accidentes indicaron los tipos de errores del operador compatibles con la fatiga, lo que confirmó que la relación entre el riesgo de accidente y la eficacia era significativa. Un análisis posterior indicó que SAFTE/FAST también predijo un aumento en la gravedad de los accidentes; los accidentes por factores humanos que ocurrieron cuando se calculó que la eficacia media era inferior a 77 fueron 2½ veces más costosos que los accidentes similares que ocurrieron cuando la eficacia fue superior a 90.
En 2005, la AFRL adjudicó a NTI un contrato SBIR de Fase 3 de 3 años para desarrollar y demostrar una herramienta de software de gestión de la fatiga cuantitativa y predictiva basada en navegador para la planificación de misiones, la evaluación del rendimiento de la tripulación y la presentación de informes de estado, basada en FAST. Se desarrolló un "conjunto de herramientas de eficacia operativa 24/7" como una herramienta basada en Internet accesible a través de un navegador, que proporciona soporte para la programación de trabajo y descanso cíclicos y regulares (turnos de trabajo rotativos regulares), para horarios de trabajo y descanso irregulares, para los efectos de las contramedidas farmacéuticas y para la gestión formal del riesgo operativo (ORM) de los efectos de la fatiga. Los grupos de usuarios específicos seleccionados para el diseño de la interfaz incluyeron programadores de misiones (vuelos), pilotos, investigadores de accidentes y programadores de trabajo por turnos. Se realizaron pruebas de usabilidad de las interfaces para determinar si satisfacían las necesidades de los usuarios expertos y si la herramienta era fácil de aprender para los novatos. Los informes finales de este proyecto se revisaron en la AFRL en noviembre de 2008. El proyecto nunca se llevó a cabo.
FAST es ahora un producto comercial comercializado a través de Fatigue Science [27] y Institutes for Behavior Resources. [28]
En la Marina de los EE. UU., los estudiantes de Oficial de Seguridad de la Aviación (ASO) y los futuros comandantes de escuadrones de aviación naval comenzaron a conocer el método FAST en los cursos de la Escuela de Seguridad de la Aviación (SAS) en octubre de 2004. Los estudiantes de Cirujanos de Vuelo de la Marina y el Ejército recibieron una introducción de dos horas al método FAST en un laboratorio de computación. El CAPT (Dr.) Nick Davenport fue la persona que agregó el método FAST a esos programas de estudio. Como resultado de una reunión de evaluación del método FAST que se llevó a cabo en el Centro de Seguridad Naval (NSC) el 26 de abril de 2006, el NSC ordenó que todos los Cirujanos de Vuelo utilizaran el método FAST para analizar los historiales de 72 horas y 14 días en las investigaciones de accidentes de aviación. El método FAST a menudo ha ayudado a identificar efectos de la fatiga que de otro modo se habrían pasado por alto y, ocasionalmente, ha ayudado a descartar la fatiga en casos en los que se sospechaba de ella.
A principios de 2007, el 201.º Escuadrón de Transporte Aéreo de la Guardia Nacional Aérea del Distrito de Columbia (ANG) integró con éxito su propia versión de la simulación SAFTE en sus operaciones de programación diaria. Esta versión nunca fue validada con la simulación SAFTE original. Esta integración requirió la atención a tiempo completo de dos pilotos programadores, pero produjo datos valiosos de mitigación de riesgos que podrían ser utilizados por los planificadores y líderes para predecir y ajustar los momentos críticos de fatiga en el programa de vuelo. En agosto de 2007, la División de Seguridad de la Aviación de la Guardia Nacional Aérea , bajo la dirección del Teniente Coronel Edward Vaughan, financió un proyecto para proporcionar una interfaz de usuario para uso diario por parte de los pilotos programadores e integración con software de programación de vuelos automatizados. Esta interfaz sensible al usuario, conocida como "FlyAwake", fue concebida y administrada por el Capitán Lynn Lee. El proyecto citó datos empíricos recopilados en operaciones de aviación de combate y no combate, y cuestionó las políticas de descanso de la tripulación existentes como adecuadas para prevenir la degradación del rendimiento humano.
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