¿Puede una tecnología digital reducir la carga mental de los trabajadores y mejorar su capacidad para identificar situaciones de riesgo? Una investigación publicada en la revista científica International Journal of Industrial Ergonomics, con participación de investigadores de la Universidad de Málaga, ha demostrado que el uso de gemelos digitales en un entorno industrial simulado puede reducir un 33% la carga de trabajo mental y mejorar significativamente la conciencia situacional de los operadores.
La transformación digital de las empresas está incorporando tecnologías capaces de modificar profundamente la manera en que las personas interactúan con los procesos productivos. Entre ellas destacan los gemelos digitales, sistemas que permiten crear representaciones virtuales de instalaciones, equipos y procesos reales mediante la integración de datos y herramientas de simulación.
Sin embargo, más allá de sus aplicaciones para mejorar la producción o el mantenimiento, comienza a cobrar importancia una cuestión directamente relacionada con la prevención de riesgos laborales: ¿cómo afectan estas tecnologías a la carga mental, la atención y la toma de decisiones de los trabajadores?
Esta es la pregunta que aborda el estudio A framework for assessing the impact of digital twin on cognitive ergonomics, desarrollado por Juan Antonio Torrecilla-García, María del Carmen Pardo-Ferreira, Agnieszka Grazyna Skotnicka y Juan Carlos Rubio-Romero.
La investigación propone y valida un modelo para evaluar cómo los gemelos digitales pueden influir en diferentes dimensiones de la ergonomía cognitiva, especialmente en la carga mental, la conciencia situacional, la experiencia de usuario y la capacidad para tomar decisiones.
¿Qué es un gemelo digital y qué relación tiene con la prevención?
Un gemelo digital es una representación virtual de un sistema físico que puede actualizarse mediante información procedente de sensores, equipos y procesos reales.
A diferencia de una simulación estática, un gemelo digital puede incorporar información dinámica que permite conocer el estado de una instalación, anticipar determinadas situaciones y facilitar la interpretación de procesos complejos.
Desde el punto de vista preventivo, esta tecnología ofrece posibilidades para mejorar la comprensión de las condiciones de trabajo, visualizar información relevante para la seguridad y apoyar la toma de decisiones en actividades que requieren elevados niveles de atención.
Su aplicación resulta especialmente interesante en entornos industriales donde los trabajadores deben interpretar numerosos indicadores, supervisar procesos simultáneos o responder rápidamente ante situaciones imprevistas.
La cuestión fundamental no consiste únicamente en disponer de más información, sino en presentarla de una manera que facilite el trabajo de las personas sin incrementar innecesariamente sus exigencias cognitivas.
Un experimento con 30 participantes
Para comprobar los efectos de esta tecnología, los investigadores desarrollaron un estudio experimental con 30 participantes en un entorno industrial simulado de alta fidelidad.
Durante la investigación se comparó el desempeño de los participantes utilizando interfaces convencionales frente a sistemas mejorados mediante tecnología de gemelo digital.
El equipo investigador empleó diferentes instrumentos para evaluar las consecuencias de ambos sistemas sobre el funcionamiento cognitivo de los operadores.
Entre las técnicas utilizadas se encontraban:
- NASA-TLX: herramienta utilizada para evaluar la carga de trabajo percibida.
- Eye-tracking: tecnología de seguimiento ocular para analizar los patrones de atención visual.
- Variabilidad de la frecuencia cardíaca: indicador fisiológico incorporado al análisis de las demandas cognitivas.
- SAGAT: procedimiento para evaluar la conciencia situacional de los participantes.
- Registros de actividad: información sobre el desempeño y la ejecución de las tareas.
- Entrevistas y cuestionarios: instrumentos para conocer la experiencia y percepción de los usuarios.
Esta combinación permitió analizar tanto indicadores objetivos como las percepciones de los participantes.
La carga de trabajo mental se redujo un 33%
Uno de los resultados más destacados de la investigación fue la reducción de la carga de trabajo mental registrada cuando los participantes utilizaron la interfaz basada en gemelos digitales.
Las puntuaciones obtenidas mediante el instrumento NASA-TLX disminuyeron un 33% respecto a las registradas con las interfaces convencionales.
Este resultado indica que, en las condiciones experimentales analizadas, los participantes percibieron menores exigencias cognitivas al desarrollar sus tareas con el apoyo del sistema digital.
Desde la perspectiva de la ergonomía cognitiva, este hallazgo resulta especialmente relevante porque una elevada carga mental puede dificultar el procesamiento de información, comprometer la atención y afectar a la capacidad para responder adecuadamente ante determinadas situaciones.
La investigación pone de manifiesto que el diseño de las interfaces tecnológicas puede desempeñar un papel importante en la manera en que los trabajadores afrontan las exigencias mentales de su actividad.
Mejora significativa de la conciencia situacional
El segundo resultado destacado se relaciona con la conciencia situacional, entendida como la capacidad de una persona para percibir los elementos relevantes de su entorno, comprender su significado y anticipar cómo puede evolucionar una determinada situación.
Esta capacidad resulta fundamental en actividades donde deben supervisarse procesos complejos o adoptarse decisiones en condiciones cambiantes.
En el experimento, la precisión de las respuestas obtenidas mediante SAGAT pasó del 61% al 82% cuando los participantes utilizaron la interfaz apoyada en gemelos digitales.
La diferencia representa una mejora de 21 puntos porcentuales.
Los resultados sugieren que una presentación más integrada y contextualizada de la información puede facilitar que los operadores comprendan mejor lo que ocurre en el sistema que están supervisando.
Esta mejora puede resultar especialmente interesante para actividades profesionales en las que detectar a tiempo una anomalía o interpretar correctamente una señal constituye un elemento importante para la seguridad.
La ergonomía cognitiva, una dimensión cada vez más importante de la prevención
La ergonomía cognitiva estudia la relación entre las capacidades mentales de las personas y las exigencias de los sistemas, tareas y entornos de trabajo.
Incluye aspectos como la percepción, la memoria, la atención, el razonamiento, la carga mental y la toma de decisiones.
En los entornos de trabajo digitalizados, estas cuestiones adquieren especial importancia debido al creciente volumen de información que deben interpretar los trabajadores y a la complejidad de los sistemas tecnológicos.
La incorporación de nuevas herramientas no garantiza, por sí misma, una reducción de los riesgos. Una interfaz mal diseñada también puede incrementar las exigencias mentales, generar confusión o dificultar la identificación de información relevante.
Por ello, los investigadores defienden la importancia de diseñar los gemelos digitales teniendo en cuenta las capacidades y limitaciones cognitivas de sus usuarios.
El objetivo no es simplemente introducir tecnologías más sofisticadas, sino conseguir que la tecnología se adapte a las necesidades de las personas y contribuya a desarrollar el trabajo en mejores condiciones.
Nuevas posibilidades para la evaluación de riesgos laborales
Los resultados del estudio abren oportunidades para investigar cómo pueden integrarse los gemelos digitales en las estrategias de prevención de riesgos laborales.
Entre sus posibles aplicaciones se encuentran la simulación de escenarios de trabajo, la evaluación de interfaces de control, el análisis de las exigencias cognitivas de determinadas tareas y la mejora de los sistemas de apoyo a las decisiones.
También podrían facilitar la identificación de situaciones en las que los trabajadores deben procesar demasiada información o responder a múltiples estímulos simultáneamente.
Estas aplicaciones deben entenderse como posibilidades de desarrollo y no como resultados directamente demostrados para todos los sectores de actividad.
La investigación se desarrolló en un entorno simulado y con una muestra de 30 participantes, por lo que será necesario continuar evaluando los efectos de estas tecnologías en condiciones reales de trabajo y con poblaciones profesionales más amplias.
Inteligencia artificial y gemelos digitales cognitivos
El trabajo también aborda la evolución de los gemelos digitales hacia sistemas capaces de incorporar inteligencia artificial, simulaciones predictivas y herramientas de apoyo a las decisiones.
Estos desarrollos permiten explorar el concepto de gemelo digital cognitivo, en el que la representación virtual incorpora capacidades adicionales de análisis e interpretación de información.
En determinados entornos profesionales, estas tecnologías podrían ayudar a anticipar situaciones complejas, mejorar la presentación de información y facilitar decisiones que requieren un procesamiento rápido de múltiples variables.
No obstante, su aplicación plantea desafíos relacionados con la transparencia de los sistemas, la confianza de los usuarios, la interoperabilidad y la protección de los datos personales.
Estos aspectos adquieren especial importancia cuando se utilizan datos relacionados con el comportamiento o las respuestas fisiológicas de las personas trabajadoras.
¿Una nueva herramienta para los profesionales de prevención?
La investigación representa una aportación al estudio de las relaciones entre digitalización, ergonomía y seguridad laboral.
Sus resultados sugieren que los gemelos digitales pueden contribuir a reducir determinadas exigencias cognitivas y mejorar la capacidad de los operadores para comprender situaciones complejas.
Sin embargo, conviene distinguir entre la mejora de indicadores de rendimiento cognitivo y la demostración de una reducción efectiva de accidentes de trabajo.
El estudio aporta evidencia experimental sobre carga mental y conciencia situacional, pero no permite concluir que la implantación de gemelos digitales reduzca por sí misma la siniestralidad laboral.
Para los profesionales de prevención, el principal interés reside en las posibilidades que ofrece esta tecnología para incorporar criterios de ergonomía cognitiva al diseño y evaluación de los sistemas de trabajo.
La transformación digital de las organizaciones debería tener en cuenta no solo la eficiencia de los procesos, sino también cómo las nuevas tecnologías modifican las condiciones cognitivas en las que las personas desarrollan su actividad.
El desafío será conseguir que la innovación tecnológica contribuya realmente a mejorar la seguridad y salud de los trabajadores, evitando que la digitalización introduzca nuevas fuentes de sobrecarga, complejidad o dependencia tecnológica.
Referencia científica
Torrecilla-García, J. A., Pardo-Ferreira, M. C., Skotnicka, A. G. y Rubio-Romero, J. C. (2026).
A framework for assessing the impact of digital twin on cognitive ergonomics.
International Journal of Industrial Ergonomics, 115, 103992.
DOI: 10.1016/j.ergon.2026.103992
