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FALSAS SENSAÇÕES DE EQUILÍBRIO EM VÔO
CONTEÚDO
Introdução Definições Os órgãos do Equilíbrio Propriocepção Visão Classificação das Ilusões Fatores que Contribuem para a Desorientação Conclusão
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I-INTRODUÇÃO Muitos acidentes aéreos têm sido causados por alguma ilusão que os pilotos experimentam durante o vôo, sem reconhecê-la como tal. No vôo, o problema da orientação é muito maior do que no chão porque o corpo pode ser influenciado por uma variedade de impressões ilusórias devido às acelerações impostas sobre ele pelo movimento da aeronave. Estudos realizados estimaram que 14% dos acidentes fatais de aviação foram conseqüência direta de fenômenos ilusórios. Além disso, assimilou-se nesses estudos que todos os pilotos são susceptíveis às ilusões e as têm experimentado durante o vôo. Em 1920, como fruto de um programa para a construção de instrumentos, que permitissem ao homem o "vôo cego" ( vôo sem referências visuais para controle de posição), os oficiais da aviação do exército dos EUA criaram, experimentaram e aprovaram dois instrumentos promissores: o “turn-and-bank” Indicador de curva e inclinação) e o horizonte artificial. Todavia, apesar de sua perfeição teórica e experimental, estes instrumentos revelaram-se inúteis na prática real, pois os pilotos que os utilizaram viram-se confusos e desorientados. O fato é que, em 1926, não obstante os esforços dos engenheiros aeronáuticos, o problema continuava sem solução. Convocaram, então, os préstimos da ciência médica e foi graças aos estudos do major Davis Myers que o “vôo cego", tal como se faz hoje em dia tornou-se possível. A causa do insucesso inicial do "turn-and-bank" e do horizonte artificial foi o conflito entre aquilo que registravam esses aparelhos e as sensações vestibulares do piloto. Estas sensações, inadequadas à manutenção do equilíbrio em vôo na ausência de apoio visual, provocaram falsas sensações de equilíbrio e daí a confusão e a desorientação que tornavam o “vôo cego” impossível. Os estudos de Myers mostraram que a solução seria simplesmente o piloto confiar nas informações desses dois instrumentos e ignorar suas sensações vestibulares.
II - DEFINIÇÕES Ilusão - é "uma impressão sensorial falsa ou mal interpretada" que pode originar-se em qualquer dos sistemas sensoriais. Desorientação espacial - é "não saber qual o lado que se encontra para cima". Essa condição é o resultado de certas ilusões que podem ocorrer durante o vôo. Diz-se que o indivíduo que não pode determinar com precisão a direção na qual a superfície da terra se encontra em relação à sua pessoa, sofre de “desorientação espacial”. Vertigem - é, de acordo com a terminologia médica, "a sensação rotatória causada por uma doença do aparelho vestibular, é por muitos considerada como sinônimo de desorientação espacial.
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III - OS ÓRGÃOS DO EQUILÍBRIO O homem tem três fontes principais de informação pelas quais é capaz de manter o equilíbrio (orientação) em relação à superfície da terra, que são: o aparelho vestibular (ouvido interno), o sistema visual e o sistema proprioceptível (pele e articulações). Desde que o indivíduo permaneça em terra, esses sistemas sensoriais funcionam devidamente. No vôo, o problema de orientação é maior já que o corpo pode ser afetado por uma variedade de acelerações que, em comparação com experiências no chão, agem em combinações padrões não familiares. Dos três recursos de orientação e informação que foram citados, somente os olhos são confiáveis para fornecer uma verdadeira imagem da atitude do corpo no espaço, desde que recebam informações adequadas do mundo externo ou de uma demonstração através de instrumentos.
O aparelho vestibular e o sistema proprioceptível, por outro lado, não são somente falíveis como capazes de passarem informações para o cérebro que causam ilusões e, freqüentemente, gerando a desorientação espacial.
1 - Aparelho Vestibular
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O aparelho vestibular, ou labirinto, é uma parte do ouvido interno, consta de três camadas semicirculares e dos órgãos otolíticos (o sáculo e o utrículo). Ambos os ouvidos estão igualmente dotados, tendo cada um deles um conjunto de canais e órgãos otolíticos. 2 - Canais Semicirculares
Em cada labirinto há três canais semicirculares que contém, no seu interior, um líquido (endolinfa). Situado de cada lado em ângulo plano e reto entre si, de modo que as acelerações angulares em qualquer plano espacial, possam ser captados pelos sistemas vestibulares.
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Quando uma aceleração é aplicada à cabeça, o fluído dentro dos canais semicirculares, no plano de rotação, retarda-se por causa de sua inércia, estimulando os receptores sensoriais, situados na base dos canais (cúpula), os quais enviam impulsos nervosos ao cérebro, indicando que o movimento angular está ocorrendo. Os canais semicirculares podem criar erros de percepção durante o vôo por várias razões. A primeira é que o limiar de sensibilidade dos canais, freqüentemente, está demasiado alto para perceber a aceleração quando ela é muito pequena (menos de 1°/seg2) ou de duração muito curta. A segunda é que os padrões de aceleração que se experimentam em terra, por exemplo, uma aceleração angular durante o vôo pode não ser seguida de imediato por uma desaceleração, como normalmente ocorre em terra, e os canais reagem erroneamente a tais padrões inusitados de movimento. Em poucas palavras, as características de reação do sistema de canais semicirculares são específicos para a operação terrestre, não o sendo para a atividade aérea. 3 - Órgãos Otolíticos
O utrículo e o século reagem às acelerações lineares e à gravidade. Dentro de cada uma destas estruturas existe uma membrana otolítica que contém granulações de carbonato de cálcio chamadas otolitos e que repousa sobre uma zona da membrana otolítica. A gravidade e as for-
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ças resultantes das acelerações lineares atuam sobre a membrana otolítica deslocando-a e encurvando-a em conseqüência disto os filamentos das células acústicas ciliadas. Assim, os sinais sensoriais que eles produzem, são o resultado da força gravitacional da terra e qualquer aceleração linear aplicada. Quando os filamentos, ou cílios, se encurvam, os impulsos nervosos percorrem o nervo vestibular, chegando até o cérebro, onde transmitem a posição relativa da membrana otolítica. Em conseqüência, em um ambiente da cabeça em relação à direção vertical verdadeira (direção da força da gravidade). Ao alterar-se brevemente o efeito da força da gravidade, como ocorre ao se saltar ou cair, as membranas transitórias nas posições das membranas otolíticas, servem para indicar ao cérebro as mudanças na posição do corpo. Entretanto, no ar, há outras forças (forças de inércia concomitantes com as acelerações lineares) que se combinam com a força da gravidade e a direção da força resultante que atua sobre as membranas otolíticas, quase nunca é a direção vertical verdadeira. Na realidade, se o cérebro recebe as posições das membranas otolíticas e, baseado nelas, deduz em que direção está o 'lado de baixo", geralmente se enganará, em grande parte das vezes, durante o vôo.
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IV - PROPRIOCEPÇÃO Os sensores proprioceptivos mais importantes no equilíbrio são os que reagem à pressão. Encontram-se em muitas estruturas corporais, incluindo a pele e as articulações. As sensações que produzem, ao serem estimulados, são as de pressão que se experimentam nas nádegas ao sentar-se, nos pés ao estar de pé ou nas espáduas ao deitar-se. Isso é conhecido como “sensação vertical” ou “sentido da vertical”, termo que se aplica também em aviação. Chama-se assim porque alguns pilotos, dos primórdios da aviação, acreditavam poder determinar em que direção estava o “lado de baixo”, analisando as partes do corpo que estavam submetidas à maior pressão. É o que os anglo-saxões chamam de “seaf-of-the-pants sense” ou “senso dos fundilhos”. Naturalmente que estavam equivocados.
V- VISÃO Os olhos desempenham uma função importante, talvez a mais importante, na manutenção do equilíbrio. Por experiência, aprende-se o significado do horizonte, como determinar onde está o “lado de cima” e o "lado de baixo" mediante a posição de determinados objetos familiares dentro do campo visual. A presença de um horizonte visual permite ao piloto permanecer orientado, mesmo em direção que cause ilusões, se só tomarem parte os sistemas vestibular e proprioceptivo. Durante o vôo, o sistema visual é o sentido de orientação mais fiel porque é através de suas modalidades que se interpretam os instrumentos da aeronave.
VI - CLASSIFICAÇÃO DAS ILUSÕES 1 - Vestibulares
a) Parafuso Fatal Quando os canais semicirculares são estimulados por uma aceleração angular, concomitante com a entrada em um parafuso, a primeira impressão do piloto é correta, isto é, percebe o parafuso.
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Depois de uns dez ou vinte segundos, entretanto, a endolinfa alcança a velocidade das paredes dos canais e a cúpula retoma à posição de repouso, sem desvios. Daí em diante a sensação de parafuso é substituída por uma sensação de movimento não giratório, apesar do fato de que o parafuso continua. Se nesse momento o piloto tratar de deter o parafuso, conduzindo o manche no sentido oposto, se submeterá a uma desaceleração angular que atuará sobre direção oposta, embora não esteja mais girando após haver tomado a medida corretiva. Sofrendo a ilusão de parafuso na direção oposta, o piloto possivelmente tratará de corrigir sua falsa im pressão, colocando a aeronave no parafuso original. b) Espiral Mortal O mecanismo da espiral mortal é muito semelhante ao do parafuso fatal. A diferença reside em que, durante a espiral, a aeronave continua voando sem entrar em perda. Se o piloto permanece em curva, de regime constante, durante determinado período, perderá a sensação de estar girando ao retomar a cúpula em posição de repouso. O piloto, ao notar a diminuição de altura (causada pela diminuição na sustentação produzida pela inclinação lateral da aeronave) puxará a manche para trás, aumentando, talvez, a potência, numa tentativa de recobrar a altitude perdida. A menos que o piloto tenha a presença de espírito para corrigir a primeira posição inclinada da aeronave, tal manobra só serviria para acelerar uma espiral para baixo. Uma vez iniciada a espiral, parecerá ao piloto estar girando em direção oposta se tentar deter o movimento giratório da aeronave. Nessa circunstância, um piloto inexperiente poderá não tomar a medida corretiva adequada e continuará acelerando a espiral até conseguir, ou uma boa referência visual exterior, ou estabelecer contato com o pessoal de terra.
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c) Desnivelamento ("Leans") O desnivelamento é a mais comum das ilusões vestibulares. A explicação usual dos desnivelamentos implica na idéia de que dois ou mais "touneau" sucessivos podem estar alterando abaixo ou acima do limiar de estímulos dos canais semicirculares. Em outras palavras, se um piloto houvesse realizado um "touneau" para a esquerda abaixo do limiar e logo um 'touneau" para a direita, acima do limiar, dos canais semicirculares, ficaria, com a impressão falsa de só haver realizado um "touneau” para a direita, ainda que o piloto continue voando sua aeronave na posição nivelada, poderá sem dúvida inclinar-se para a esquerda para tentar alinhar o corpo com a vertical percebida; daí o nome de desnivelamento dado à ilusão.
Outra condição na qual podem produzir os desnivelamento é após uma prolongada curva quando o cérebro "esquece” que o corpo está realmente inclinado lateralmente. Logo ao sair da curva, o piloto volta a uma posição nivelada, o que faz o cérebro imaginar que está ocorrendo uma inclinação na direção oposta. Também neste caso o piloto pode voar adequadamente sua aeronave apesar da ilusão, embora possa inclinar-se na tentativa de assumir o que julga ser a posição vertical. d) Ilusão de Coriolis
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Assim chamada, em homenagem ao matemático francês Gustave Gaspard Coriolis (17921843), autor de trabalho sobre a composição de força nos movimentos complementares.
É denominada, também, de Vertigem Complementar de Coriolis. O corpo está numa curva prolongada, a endolinfa dos canais, que forem estimulados pelo inicio da curva, eventualmente adquirem a mesma velocidade que as paredes dos canais. Se a cabeça vira um pouco de lado, de modo que os canais semicirculares que estavam no piano de rotação saiam desse plano, a endolinfa destes canais continuará fluindo, durante um breve período de tempo, no novo plano e haverá um deslocamento da cúpula. Simultaneamente, se a cabeça virar um pouco de lado, de modo que um conjunto de canais, que não estava no plano de rotação, passe a girar nele, a velocidade da endolinfa nesses canais será temporariamente menor do que as das paredes dos canais e haverá deslocamento de cúpula nesses canais também. O resultado final desses movimentos relativos entre a endolinfa e as paredes dos canais, é uma sensação de rotação em um plano no qual não está ocorrendo nenhuma rotação real. Por exemplo, se ao realizar uma guinada a velocidade constante, inclinar-se a cabeça para baixo, o resultado será uma sensação de "tounneau". Quando um piloto experimenta mover a cabeça durante uma curva prolongada em vôo, pode experimentar a ilusão de Coriolis e perceber que sua aeronave está realizando manobras que realmente não está executando. Se o piloto procurar corrigir a ilusão, pode colocar a aeronave em uma posição perigosa da qual não poderá sair. A ilusão de Coriolis é provavelmente a mais mortal de todas as ilusões, por ser tão convincente e porque, usualmente, ocorre durante a realização de manobras que, normalmente, são efetuadas próximo ao solo.
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e) Ilusão Oculogravitacional Este termo, originalmente, era análogo a uma ilusão oculomotora, quando empregado para descrever o fato de que um objeto, diante dos olhos, em algumas circunstâncias, parece mover-se, quando se estimulam os órgãos otolíticos. Atualmente, usa-se o termo ilusão oculogravitacional, para denominar sensação de mudança de posição; e essa ocorre quando uma força de inércia, concomitante com uma aceleração angular, se combina com a força da gravidade, para formar um vetor de força resultante, que não está alinhado com a vertical verdadeira. Tal ilusão pode ocorrer quando uma aeronave, de alto rendimento, acelera para frente, enquanto se encontra em vôo relativamente nivelado, dando ao piloto a sensação de encontrar-se com o nariz para cima. E, se procurar corrigir essa ilusão, ocorrerá o risco de mergulhar em direção ao solo.
a) Confusão Entre Terra e Céu Às vezes o piloto confunde as luzes da terra com as estrelas. Quando isso acontece, ocorre o risco de acidentar-se, porque o horizonte percebido está mais baixo do que o horizonte real. Outras vezes, confunde as áreas escuras do solo com um céu nublado de noite. Então, pode imaginar que certas estruturas terrestres (tais como a costa) são o horizonte, voando, em conseqüência, para uma massa escura de água ou para o terreno sobre ela. b) Indicações Verticais e Horizontais Falsas
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Quando os pilotos voam sobre camadas inclinadas de nuvens ou sobre terrenos que se inclina, gradualmente para cima, até se converter em terreno montanhoso, freqüentemente, tendem a voar com as asas paralelas à indicação, ao invés de niveladas com o horizonte real. Um fenômeno relacionado é a desorientação causada pela aurora boreal. Nela as indicações horizontais e verticais falsas, originadas pela aurora, produzem acentuadas confusões de posição nos pilotos, que voam em formação ou que realizam reabastecimentos em vôo à noite nas regiões no norte. c) Movimento Relativo Como já temos visto, um automóvel ao nosso lado, que se adianta lentamente ao esperar o sinal de tráfego, pode nos causar a ilusão de que o nosso próprio veículo está retrocedendo lentamente. Em vôo em formação, tais Ilusões, como se pode imaginar, são muito comuns. 3 - Proprioceptiva
Sensação Vertical Essa sensação freqüentemente é enganosa, porque, quando uma aeronave está em curva, a força que trabalha da combinação da força centrípeta e da gravidade, na maior parte das ve-
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zes, é orientada para o piso da aeronave, dependendo da altitude em que se encontra. Por conseguinte, um piloto nunca pode saber com certeza, baseado em suas sensações de pressão, onde está o “lado de baixo”. Além disso, as ilusões, produzidas pela sensação vertical, reforçam a ilusão oculogravitacional, durante as acelerações lineares para a frente, nas aeronaves de alta performance.
VII - FATORES QUE CONTRIBUEM PARA A DESORIENTAÇÃO As situações que são conhecidas como causadoras de dificuldades em manter a orientação são os seguintes: 1 - Vôo por Instrumentos
Durante o vôo por instrumentos, particularmente no nevoeiro, o piloto está constantemente comparando seus instrumentos auxiliares com o mundo externo, para visualizar outro avião ou a posição no solo. Durante o tempo que ele gasta, olhando para o lado de fora, nebuloso, os seus olhos recebem informações seguras e, por mínimas que sejam, se obtém uma impressão da altitude do avião no espaço. Durante este tempo, o aparelho vestibular, a pele e as articulações estão continuamente abastecendo a mente com dados de orientação, que pode ser errôneos, devido às limitações destes órgãos do sentido. Quando o piloto visualizar seu painel de instrumentos, pode ter uma apresentação que é diferente da imagem que ele tem formada em sua mente. Neste momento há um estado de conflito. O piloto que entende o problema rejeita, quase que instantaneamente, as sensações ilusórias e muda de atitude, acreditando nos instrumentos do avião. 2 - Vôo Noturno
À noite, feixes de luz podem dar falsas impressões da posição do avião que não estão de acordo com os instrumentos. Numa noite muito escura, quando não há estrelas ou horizonte, o problema fica similar ao que foi descrito no vôo no nevoeiro e realmente pode ser pior se a iluminação da cabine do piloto é muito baixa. A solução para o problema seria a intensidade da iluminação da cabine do piloto, para melhor visualização dos instrumentos. 3 - Vôo em Formação
Durante o vôo em formação, o piloto toma seu posto e permanece orientado em relação às mudanças constantes de ordens do líder. Ele é, portanto, incapaz de manter uma imagem visual segura e atualizada de sua orientação em relação à superfície da terra. E é comum experimentar uma forte impressão de que está em desacordo com a sua verdadeira atitude no es-
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paço. Essas impressões são mais fortes durante as manobras violentas, particularmente com a visibilidade restrita. 4 - Rápidas Mudanças de Pressão no Ouvido Médio
A estimulação das células dos canais semicirculares pode ser causada pela súbita mudança de pressão no ouvido médio durante a subida ou descida. A vertigem e desorientação denominada "pressure vertigo", que pode ser produzida, não é comum. Mas constitui uma razão a mais para não voar quando estiver resfriado. 5 - Efeitos Posteriores ao Álcool
Os efeitos imediatos do álcool sobre a habilidade de se orientar são bem conhecidos, portanto, se o indivíduo beber muito, ele pode ficar com efeitos posteriores por muitas horas e esses podem perturbar sua habilidade para a orientação, particularmente durante um vôo por instrumentos. Essa é somente uma das muitas razões pela qual vôo e álcool não se misturam.
VIII - CONCLUSÃO Os olhos munem os aviadores com seu mais seguro recurso de informação sobre suas atitudes no espaço; voar pelo “fundilho das calças” é notoriamente confuso e perigoso. A atenção ao conflito, que pode ocorrer entre uma imagem visual verdadeira e os efeitos de orientação e informação ilusória, a nível constante, serve para lembrar ao aviador da importância em confiar em seus equipamentos. Esse conhecimento, junto com uma confiança em sua habilidade para pilotar seu avião com instrumentos em condições normais de vôo, produzem um calmo, eficiente e seguro aviador.
LEMBRE-SE • UMA IMAGEM VISUAL CLARA PROPORCIONA FORTES DEMONSTRAÇÕES DE ORIENTAÇãO; • VOAR PELOS "FUNDILHOS DAS CALÇAS" É PERIGOSO; • EXPERIMENTAR SENSAÇÕES DE ORIENTAÇÃO CONFUSAS É NORMAL; • SE AQUILO QUE VOCÊ "VÊ É DIFERENTE DAQUILO QUE VOCÊ REALMENTE "SENTE”, ACREDITE NOS INSTRUMENTOS. • O PERIGO DE DESORIENTAÇÃO É RESULTADO DO PÂNICO ORIUNDO DE CONFLITOS DE INFORMAÇÃO SENSITIVA; • UM VôO EFETIVAMENTE SEGURO SIGNIFICA UM PILOTO CALMO E PERITO EM INSTRUMENTOS.
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ÍNDICE
CONTEÚDO I - INTRODUÇÃO II - DEFINIÇÕES III - OS ÓRGÃOS DO EQUILÍBRIO 1 - Aparelho Vestibular 2 - Canais Semicirculares 3 - órgãos Otoliticos IV - PROPRIOCEPÇÃO V - VISÃO VI - CLASSIFICAÇÃO DAS ILUSÕES 1 - Vestibulares 2 - Visuais 3 - Proprioceptiva VIl - FATORES QUE CONTRIBUEM PARA A DESORIENTAÇÃO 1 -Vôo por Instrumentos 2 - Vôo Noturno 3 - Vôo em Formação 4 - Rápidas Mudanças de Pressão no Ouvido Médio 5 - Efeitos Posteriores ao Álcool VIII - CONCLUSÃO