ERGONOMIA COGNITIVA E RASTREAMENTO OCULAR NA PERFURAÇÃO DE POÇOS SUBMARINOS: UMA REVISÃO INTEGRATIVA
COGNITIVE ERGONOMICS AND EYE TRACKING IN UNDERSEA WELL DRILLING: AN INTEGRATIVE REVIEW
ERGONOMÍA COGNITIVA Y SEGUIMIENTO OCULAR EN LA PERFORACIÓN DE POZOS SUBMARINOS: UNA REVISIÓN INTEGRADORA
Natalia Mattos da Silva, Eugenio Andrés Díaz Merino, Irandir Izaquiel Paulo
Resumo
A tecnologia de rastreamento ocular tem sido explorada em vários contextos para monitorar o comportamento humano por meio dos movimentos oculares. Na indústria de óleo e gás, onde as operações exigem alta concentração e decisões rápidas, ela possibilita a identificação de padrões de atenção visual, carga cognitiva e fadiga, fatores determinantes para o desempenho e segurança. Porém, seu uso, especialmente em operações críticas, é pouco documentado, representando uma lacuna no conhecimento científico. Este estudo teve como objetivo identificar o uso do rastreamento ocular na perfuração de poços submarinos e compreender a interação ser humano versus sistemas de trabalho conforme direciona a ergonomia. Por meio de uma Revisão Integrativa da literatura, foram seguidas seis etapas: identificação do tema e questão de pesquisa; critérios de inclusão e exclusão; seleção de estudos em bases de dados científicas; categorização e síntese dos estudos; análise e interpretação dos resultados; e apresentação da revisão. Foram identificados seis estudos que aplicaram o rastreamento ocular em atividades de controle de poço. Os resultados indicam sua eficácia na investigação de processos cognitivos como consciência situacional, tomada de decisão e padrões de atenção visuais. Modelos preditivos identificaram comportamentos inseguros com alta precisão, destacando seu potencial para otimizar treinamentos e aprimorar a ergonomia dos sistemas de controle em operações de alto risco. Os estudos foram realizados em ambientes simulados, reforçando a necessidade de validação em cenários reais. Futuras pesquisas podem explorar centros de operações remotos e contemplar o impacto da organização do trabalho e cultura organizacional nesse setor.
Palavras-chave
Abstract
Eye tracking technology has been explored in several contexts to monitor human behavior through eye movements. In the oil and gas industry, where operations require high concentration and rapid decision-making, it allows the identification of patterns of visual attention, cognitive load, and fatigue, which are determining factors for performance and safety. However, its use, especially in critical operations, is poorly documented, representing a gap in scientific knowledge. This study aimed to identify the use of eye tracking in underwater well drilling and understand the human versus work systems interaction as directed by ergonomics. Through an Integrative Review of the literature, six steps were followed: identification of the topic and research question; inclusion and exclusion criteria; selection of studies in scientific databases; categorization and synthesis of studies; analysis and interpretation of results; and presentation of the review. Six studies that applied eye tracking in well control activities were identified. The results indicate its effectiveness in investigating cognitive processes such as situational awareness, decision-making, and visual attention patterns. Predictive models identified unsafe behaviors with high accuracy, highlighting their potential to optimize training and improve the ergonomics of control systems in high-risk operations. The studies were conducted in simulated environments, reinforcing the need for validation in real scenarios. Future research can explore remote operations centers and consider the impact of work organization and organizational culture in this sector.
Keywords
Resumen
La tecnología de seguimiento ocular se ha explorado en diversos contextos para monitorear el comportamiento humano mediante los movimientos oculares. En la industria del petróleo y el gas, donde las operaciones requieren alta concentración y una rápida toma de decisiones, permite identificar patrones de atención visual, carga cognitiva y fatiga, factores determinantes para el rendimiento y la seguridad. Sin embargo, su uso, especialmente en operaciones críticas, está poco documentado, lo que representa una brecha en el conocimiento científico. Este estudio tuvo como objetivo identificar el uso del seguimiento ocular en la perforación de pozos submarinos y comprender la interacción entre las personas y los sistemas de trabajo, según lo dicta la ergonomía. Mediante una revisión bibliográfica integradora, se siguieron seis pasos: identificación del tema y la pregunta de investigación; criterios de inclusión y exclusión; selección de estudios de bases de datos científicas; categorización y síntesis de los estudios; análisis e interpretación de los resultados; y presentación de la revisión. Se identificaron seis estudios que aplicaron el seguimiento ocular a las actividades de control de pozos. Los resultados indican su eficacia en la investigación de procesos cognitivos como la conciencia situacional, la toma de decisiones y los patrones de atención visual. Los modelos predictivos identificaron comportamientos inseguros con alta precisión, lo que destaca su potencial para optimizar la capacitación y mejorar la ergonomía de los sistemas de control en operaciones de alto riesgo. Los estudios se realizaron en entornos simulados, lo que refuerza la necesidad de validación en escenarios reales. Investigaciones futuras podrían explorar los centros de operaciones remotos y considerar el impacto de la organización del trabajo y la cultura organizacional en este sector.
Palabras clave
Referências
Botelho, L. L. R., Cunha, C. C. A., & Macedo, M. (2011). O método da revisão integrativa nos estudos organizacionais. Gestão e Sociedade, 5(11), 121-136.
Broome, M. E. (2000). Integrative literature reviews for the development of concepts. In B. L. Rodgers & K. A. Knafl (Eds.), Concept development in nursing: Foundations, techniques and applications (pp. 231-250). W. B. Saunders Company.
Canas, J. J., Velichkovsky, B. B., & Velichkovsky, B. M. (2011). Human factors and ergonomics. In J. M. Peiró & L. Tetrick (Eds.), IAAP Handbook of Applied Psychology (pp. 316–337). Wiley.
Chen, C., Hu, J., Zhang, L., Hu, Y., & Li, X. (2023). Early warning method of unsafe behavior accidents for offshore drilling operators based on eye-tracking trajectory. Process Safety and Environmental Protection, 177, 1506–1522. https://doi.org/10.1016/j.psep.2023.07.096
Chen, C., Hu, J., Zhang, L., Chen, Y., & Shi, J. (2024). Identification method for safety hazard behavior in offshore drilling operators. Ocean Engineering, 301, 117447. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.117447
Costa, J. J. S. (2024). Evaluating Python repetition structures with novices: An eye tracking study [Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Campina Grande].
Creswell, J. W., & Plano Clark, V. L. (2018). Designing and conducting mixed methods research (3ª ed.). SAGE.
Daniellou, F., Simard, M., & Boissières, I. (2010). Fatores Humanos e Organizacionais da Segurança Industrial: um estado da arte. (R. Rocha, F. Lima, & F. Duarte, Trad.; Cadernos da Segurança Industrial, Nº 2013-07). ICSI. Disponível em: https://www.foncsi.org/sites/default/files/Publications/Publication_PO/cahier_FHOS-portugais-derniere-version.pdf
De Abreu Agrela Rodrigues, D. F. (2022). Qual a diferença entre o cérebro delas e o deles. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 6(1), 3381-3389.
Endsley, M. R., Bolstad, C. A., Jones, D. G., & Riley, J. M. (2000). Theoretical underpinnings of situation awareness: A critical review. In M. R. Endsley & D. J. Garland (Eds.), Situation awareness analysis and measurement (Vol. 1, No. 1, pp. 3-21).
Ferreira, L. L. (2024). Um grande desafio para os ergonomistas: primum non nocere. Revista Ação Ergonômica,18(2), 1–8. https://doi.org/10.4322/rae.v18n2.e202403
Flin, R. H., O'Connor, P., & Crichton, M. (2008). Safety at the sharp end: A guide to non-technical skills. Ashgate Publishing.
Gallina, M., Spers, E. E., de Almeida, L. F., Zalla, S., & de Meneses, J. V. (2022). Atenção visual sobre embalagem com design congruente e a escolha do consumidor: Um experimento com o uso do eye-tracking. International Journal of Business and Marketing, 7(2), 86–96. https://doi.org/10.18568/ijbmkt.7.2.194
Ganong, L. H. (1987). Integrative reviews of nursing research. Research in Nursing & Health, 10(1), 1-11. https://doi.org/10.1002/nur.4770100103
Gobbi, A. G., Catecati, T., Díaz Merino, E. A., Schmidt Andrés Díaz Merino, G., & Ferreira, M. G. G. (2017). Uso do eye tracking para medição da satisfação para testes de usabilidade em interfaces web. Anais do 16º Ergodesign – Congresso Internacional de Ergonomia e Usabilidade de Interfaces Humano Tecnológica: Produto, Informações Ambientes Construídos e Transporte / 16º USIHC – Congresso Internacional de Ergonomia e Usabilidade de Interfaces Humano Computador / CINAHPA – Congresso Internacional de Ambientes Hipermídia para Aprendizagem.
Guillem, F., & Moglass, M. (2005). Gender differences in memory processing: Evidence from event-related potentials to faces. Brain and Cognition, 57(1), 84-92. https://doi.org/10.1016/j.bandc.2004.08.026
Ida, I., & Guimarães, L. B. M. (2016). Ergonomia: Projeto e produção (3ª ed.). Blucher.
Instituto Brasileiro de Petróleo e Gás. (2024). Maiores produtores mundiais de petróleo. https://www.ibp.org.br/observatorio-do-setor/snapshots/maiores-produtores-mundiais-de-petroleo
Ikuma, L. H., Harvey, C., Taylor, C. F., & Handal, C. (2014). A guide for assessing control room operator performance using speed and accuracy, perceived workload, situation awareness, and eye tracking. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 32, 454–465. 10.1016/j.jlp.2014.11.001
IOGP. (2023). Assessment of eye tracking technology in well control operations. https://www.iogp.org/bookstore/product/assessment-of-eye-tracking-technology-in-well-control-operations/
IOGP. (2024). Assessment of eye tracking technology in well control operations - onshore. https://www.iogp.org/bookstore/product/assessment-of-eye-tracking-technology-in-well-control-operations-onshore/
Klopper, R., Lubbe, S., & Rugbeer, H. (2007). The matrix method of literature review. Alternation, 14, 262–276.
Kodappully, M., Srinivasan, B., & Srinivasan, R. (2016). Towards predicting human error: Eye gaze analysis for identification of cognitive steps performed by control room operators. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 42, 35–46. 10.1016/j.jlp.2015.07.001
Konstantinidis, A. (2024). An integrative review of the literature on factors influencing student well-being in the learning environment. International Journal of Educational Research Open, 7, 100384. https://doi.org/10.1016/j.ijedro.2024.100384
Krippendorff, K. (2004). Content analysis: An introduction to its methodology (2ª ed.). Sage Publications.
Levantini, V., Muratori, P., Inguaggiato, E., Masi, G., Milone, A., Valente, E., Tonacci, A., & Billeci, L. (2020). EYES Are The Window to the Mind: Eye-Tracking Technology as a Novel Approach to Study Clinical Characteristics of ADHD. Psychiatry Research, 290, 113135. https://doi.org/10.1016/j.psychres.2020.113135
Li, Q., Ng, K. K. H., Yu, S. C. M., Yiu, C. Y., & Lyu, M. (2023). Recognising situation awareness associated with different workloads using EEG and eye-tracking features in air traffic control tasks. Knowledge-Based Systems, 260, 110179. https://doi.org/10.1016/j.knosys.2022.110179
Martinez-Marquez, D., Pingali, S., Panuwatwanich, K., Stewart, R. A., & Mohamed, S. (2021). Application of eye tracking technology in aviation, maritime, and construction industries: A systematic review. Sensors, 21(13), 4289. https://doi.org/10.3390/s21134289
Mattos, P. C. (2015). Tipos de revisão de literatura [E-book]. Universidade Estadual Paulista. https://www.fca.unesp.br/Home/Biblioteca/tipos-de-evisao-de-literatura.pdf
Mendes, K. S., Silveira, R. C. P., & Galvão, C. M. (2008). Revisão integrativa: Método de pesquisa para a incorporação de evidências na saúde e na enfermagem. Texto & Contexto - Enfermagem, 17(4), 758-764. https://doi.org/10.1590/s0104-07072008000400018
Merino, G., Barros, R. S., Martínez Riascos, C. E., & Díaz Merino, E. A. (2020). Eye tracking na ergonomia: Discussão a partir de uma análise multicasos. In Anais do XX Congresso Brasileiro de Ergonomia - Virtual 2020. ABERGO. https://doi.org/10.29327/127430.1-11
Naqvi, S. A. M., Raza, M., Ybarra, V. T., Salehi, S., & Teodoriu, C. (2019). Using content analysis through simulation-based training for offshore drilling operations: Implications for process safety. Process Safety and Environmental Protection, 121, 290–298. https://doi.org/10.1016/j.psep.2018.10.016
Naqvi, S. A. M., Raza, M., Ghazal, S., Salehi, S., Kang, Z., & Teodoriu, C. (2020). Simulation-based training to enhance process safety in offshore energy operations: Process tracing through eye-tracking. Process Safety and Environmental Protection, 138, 220–235. https://doi.org/10.1016/j.psep.2020.03.016
Paulo, I. I., Parachen, G., Silva, S. M., & Merino, E. A. D. (2023). A atuação de equipes interdisciplinares em tempos de pandemia: Revisão integrativa da literatura. Temática, 19(2), 216–230. https://doi.org/10.22478/ufpb.1807-8931.2023v19n2.65747
Raza, M. A., Salehi, S., Ghazal, S., Ybarra, V. T., Naqvi, S. A. M., Cokely, E. T., & Teodoriu, C. (2019). Situational awareness measurement in a simulation-based training framework for offshore well control operations. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 62, 103921. https://doi.org/10.1016/j.jlp.2019.103921
Raza, M., Kiran, R., Ghazal, S., Jeon, J., Salehi, S., Kang, Z., & Cokely, E. (2023). An eye tracking-based framework for safety improvement of offshore operations. Journal of Eye Movement Research, 16(3). https://doi.org/10.16910/jemr.16.3.2
Silva, K. L. B. M., Campos, L. F. de A., & Fernandes, F. R. (2021). Ergonomia Cognitiva e a interação com os objetos. Human Factors in Design, 10(19). https://doi.org/10.5965/2316796310192021029
Torraco, R. J. (2005). Writing integrative literature reviews: Guidelines and examples. Human Resource Development Review, 4(3), 356-367. https://doi.org/10.1177/1534484305278283
Torres, Á. C. (2021). Factores humanos y ergonomía cognitiva. Editorial Universidad de Granada.
Whittemore, R., & Knafl, K. (2005). The integrative review: Updated methodology. Journal of Advanced Nursing, 52(5), 546–553. https://doi.org/10.1111/j.1365-2648.2005.03621.x
Submetido em:
13/06/2025
Aceito em:
24/06/2025
