FLORIPA FLIGHT TRAINING
ESCOLA DE AVIAÇÃO CIVIL
CURSO DE PILOTO COMERCIAL ­ AVIÃO
André Romero de Carvalho Lima
Giovani Carelli
Renato Iagher
Desorientação Espacial na Aviação
Florianópolis ­ SC
2013
André Romero de Carvalho Lima
Giovani Carelli
Renato Iagher
Desorientação Espacial na Aviação
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado à banca examinadora
do Curso de Piloto Comercial –
Avião, da Floripa Flight Training –
Escola de Aviação Civil, como
requisito parcial para obtenção do
título de Piloto Comercial em Avião
sob orientação do Professor Dr.Orly
Pedrozo.
Florianópolis ­ SC
2013
André Romero de Carvalho Lima
Giovani Carelli
Renato Iagher
Desorientação Espacial na Aviação
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Banca Examinadora do
Curso de Piloto Comercial ­ Avião da Floripa Flight Training – Escola de
Aviação Civil em cumprimento a requisito parcial para obtenção do título
de Piloto Comercial em Avião.
APROVADO PELA COMISSÃO EXAMINADORA
EM FLORIANÓPOLIS, ____ DE ___________ DE ______
_________________________________________
Prof. André Cardia,
(Floripa Flight Training) ­ Coordenador do Curso
__________________________________________
Prof. Rafael Farias,
, (Floripa Flight Training) ­ Diretor
__________________________________________
Prof. Orly Pedrozo, Dr.
(Piloto e Médico Especialista em Medicina Aeroespacial)
­ Orientador
Dedico este trabalho aos colegas aviadores
da Floripa Flight Training. Que a Aviação
Brasileira esteja sempre em evolução e seja
cada vez mais segura. Bons voos!
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus pelo céu em que voamos.
Agradeço aos meus familiares que me apoiaram na realização deste
trabalho.
Agradeço aos professores e aos instrutores de voo que dedicaram seu
tempo para nos fazer melhores aviadores.
Vamos filhos altivos dos ares
Nosso vôo ousado alçar,
Sobre campos, cidades e mares,
Vamos nuvens e céus enfrentar.
D'astro­rei desafiamos nos cimos,
Bandeirantes audazes do azul.
Às estrelas, de noite subimos,
Para orar ao Cruzeiro do Sul.
Contacto! Companheiros!
Ao vento, sobranceiros,
Lancemos o roncar
Da hélice a girar.
Mas se explode o corisco no espaço
Ou a metralha na guerra, rugir
Cavaleiros do século do aço,
Não nos faz o perigo fugir.
Não importa a tocaia da morte
Pois que a pátria, dos céus no altar
Sempre erguemos de ânimo forte,
O holocausto da vida, a voar.
Contacto! Companheiros!
Ao vento, sobranceiros,
Lancemos o roncar
Da hélice a girar. Hino dos Aviadores Brasileiros.
LIMA, André Romero. CARELLI, Giovani. IAGHER, Renato. Título: DESORIENTAÇÃO
ESPACIAL NA AVIAÇÃO. Florianópolis, 2013. Trabalho de Conclusão de Curso (PC Av ­
Teórico) ­ Curso de Piloto Comercial ­ Avião da Floripa Flight Training – Escola de
Aviação Civil, Florianópolis, 2013.
RESUMO
O estudo aqui apresentado visa a conscientização da comunidade de aviadores
da região de Florianópolis, bem como a quem interessar, sobre os graves efeitos da
Desorientação Espacial e suas Ilusões nos voos, sejam eles em condições visuais (VMC)
ou por instrumentos (IMC), diurnos ou noturnos.
A Desorientação Espacial é uma das principais causas de acidentes aeronáuticos
pelo mundo. Nenhuma aviação está isenta desse fenômeno, que não tem relação com a
competência dos pilotos. Nos dias de hoje, onde grandes esforço já foram feitos para
melhorar a segurança operacional da aviação mundial, a desorientação espacial aparece
como uma grande preocupação de toda a comunidade aeronáutica.
Considerada como a causa principal de 79% dos acidentes aeronáuticos durante
decolagens noturnas, no período de 1983 à 1993, nos Estados Unidos, e apontada como
causa de pelo menos 10% de todos os acidentes aeronáuticos, sendo que destes 10%,
90% são acidentes fatais, a desorientação espacial passa quase despercebida pela
aviação brasileira.
Sendo assim é primordial que a comunidade de aviadores brasileiros seja bem
informada e conscientizada de um fenômeno da tamanhas proporções.
Pág. 6
Abstract
The study presented here aims to raise awareness of the airmen’s community in the region
of Florianópolis, as well as to whom interest, on the serious effects of Spatial
Disorientation and Illusions during flights on visual conditions ( VMC ) or instrument
conditions ( IMC ) , in daytime or nighttime.
Spatial disorientation is a major cause of aircraft accidents worldwide. No aviation is
exempt from this phenomenon, which has no relation to the competence of the pilots.
Nowadays, where large effort has been made ​
to improve the safety of the aviation
​
worldwide, spatial disorientation appears as a major concern of the entire aviation
community.
Considered as the main cause of 79% of aircraft accidents during night takeoffs, from
1983 to 1993, in the United States. And blamed for, at least,10% of all aircraft accidents,
wich of these 10% , 90% are fatal accidents, spatial disorientation goes almost unnoticed
by Brazilian aviation.
Therefore it is essential that the community of Brazilian aviators is well informed and made
aware of a phenomenon of such proportions.
​
Pág. 7
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
● IMC = Intrument Meteorological Conditions ­ Condição Meteorológica de Voo por
Instrumentos;
● VMC = Visual Meteorological Conditions ­ Condição Meteorológica para voos
visuais;
● VFR = Visual Flight Rules ­ Regras de Voo Visual;
● IFR = Instrument Filght Rules ­ Regras de Voo por Instrumentos;
● FAA = Federal Aviation Agency ­ Agência Americana de Aviação;
● WWI = World War I ­ Primeira Guerra Mundial;
● DE = Desorientação Espacial;
● CFIT = Colision Foward Into Terrain ­ Colisão frontal com o solo (“entrar voando no
terreno”).
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SUMÁRIO
1.Introdução…………………………………………………………………………………………..10
2. Definições………………………………………………………………………………………….11
2.1. Orientação Espacial……………………………………………………………………11
2.2. Orientação Espacial em Voo………………………………………………………….11
2.3. Desorientação Espacial……………………………………………………………….11
3. História……………………………………………………………………………………………..12
3.1. A era pré­1919…………………………………………………………………………..12
3.2. Período de 1919­1945………………………………………………………………….12
3.3. Período de 1945­1970………………………………………………………………….13
3.4. Período de 1970­Presente……………………………………………………………14
4. Aspectos Vestibulares da Desorientação Espacial………………………………………….15
4.1. Os Canais Semi­circulares……………………………………………………………15
5. Tipos de Desorientação Espacial………………………………………………………………16
5.1. Tipo I (Não reconhecida).........................................................................................17
5.2. Tipo II (Reconhecida)...............................................................................................17
5.3. Tipo III (Incapacitante)..............................................................................................17
6. Desorientação por Ilusões Espaciais………………………………………………………….17
6.1. Ilusões Vestibulares…………………………………………………………………...17
6.1.1. Ilusões Óculo­Gravitacional (pitch­up illusion).................................................18
6.1.2. Ilusões Vestibulares (Somatogyral Illusion).......................................................19
6.1.2.1. Desnivelamento (The Leans)................................................................19
6.1.2.2. Parafuso do Cemitério (The Grave­Yard Spin)..................................20
6.1.2.3. Ilusão de Coriólis ou Vertigem…………………………………………..21
6.1.2.4. Ilusão por Força­G………………………………………………………...21
7. Análise de acidentes envolvendo desorientação espacial………………………………..22
7.1. Ocorrência 1…………………………………………………………………………….22
7.1.1. Investigação………………………………………………………………….23
7.1.2. Causa Provável……………………………………………………………...23
7.2. Ocorrência 2…………………………………………………………………………….24
7.2.1. Investigação………………………………………………………………….24
7.2.2. Causa Provável……………………………………………………………...24
8. Medidas preventivas…………………………………………………………………………….25
8.1. Treinamento…………………………………………………………………………….25
8.2. Planejamento…………………………………………………………………………...26
8.3. Fisiológico……………………………………………………………………………….26
9. Conclusão………………………………………………………………………………………….27
10. Referências………………………………………………………………………………………28
Pág. 9
1. Introdução
A Desorientação Espacial está entre os fatores mais comuns de
contribuição aos acidentes e incidentes aéreos, mas sua real predominância é difícil de
estabelecer. Isto se dá porque muitos acidentes onde a Desorientação Espacial é citada
como um provável fator são fatais, e por isso seu papel não pode ser conhecido com
certeza, e também porque em muitos exemplos de Desorientação Espacial em voos que
não resultam em acidentes, eles não são reportados.
O objetivo deste trabalho é prover uma breve explanação dos vários tipos de
Desorientação Espacial no ambiente da aviação, e sugere estratégias para gerenciar o
risco associados às situações de Desorientação Espacial. Contém uma visão geral dos
tipos básicos de Desorientação Espacial e as circunstancias nas quais a desorientacao
pode ser mais provável. Estes são de grande importancia a todos os aviadores, e
especialmente aqueles que conduzem voos em condicoes meteorológicas de
instrumentos (IMC) ou em voos VFR noturnos. Operações com um único piloto,
particularmente onde o piloto automático não está disponível, se expõe à riscos maiores e
tem maior necessidade de identificar e gerenciar as situações de Desorientação
Espacial.
Também contempla duas análises acidentes de repercussão que tiveram
como fator determinante a Desorientação Espacial. Esperamos que este estudo encoraje
pilotos com experiência em condições de Desorientação Espacial a compartilhar suas
experiências com seus colegas de aviação. Isso servirá para incentivar uma maior
conscientização sobre a incidência da Desorientação Espacial, e ajudar a reduzir o
estigma que alguns pilotos podem associar a estes eventos. Como vários outros estudos
sugerem, Desorientação Espacial tem grande probabilidade de ser encontrada por todos
os pilotos ao longo de suas vidas ­ sejam profissionais ou amadores, experientes ou
inexperientes. Uma abordagem mais aberta sobre se admitir e discutir a Desorientação
Espacial e suas várias causas terá uma contribuição valorosa para um melhor
entendimento deste comum fator humano.
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2. Definições
2.1. Orientação Espacial
É nossa habilidade natural de manter nossa orientação e postura em relação ao ambiente
em nossa volta, em repouso ou em movimento. Geneticamente falando, humanos
evoluíram para manter a orientação espacial no solo. O espaço tri­dimensional do voo é
algo estranho ao corpo humano, criando conflitos sensoriais e ilusões que dificultam
nossa orientação. Estatísticas mostram que de 5 a 10% de todos os acidentes na
aviação geral podem ser atribuídos à desorientação espacial, dos quais 90% são fatais
(FAA, 1983).
2.2. Orientação Espacial em Voo
A orientação espacial em voo é algo difícil de se alcançar, pois vários estímulos
sensoriais (visuais, vestibulares e proprioceptivos) variam em magnitude, direção e
frequência. Qualquer diferença ou discrepancia entre estes estímulos resultam em um
“desencaixe” sensorial que pode produzir ilusões e levar à desorientação espacial. Boa
orientação espacial depende percepção, integração e interpretação efetivas das
informações sensoriais.
2.3. Desorientação Espacial
É o termo utilizado para descrever uma variedade de incidentes que ocorrem em voo
onde o piloto nao consegue perceber corretamente a posição, movimento ou atitude de
sua aeronave ou de si mesmo dentro de um sistema de coordenadas fixo provido pela
superfície terrestre e a vertical gravitacional. Adicionamente, erros na percepção dos
pilotos de sua posição, movimento ou atitude em relação a sua aeronave, ou de sua
aeronave em relação a outras aeronaves, também podem ser incorporadas em uma
definição mais ampla de Desorientação Espacial em voo. (NEWMAN, 2007)
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3. História
O reconhecimento de que a Desorientação Espacial é um problema sério na aviação não
veio imediatamente, mas sim durante e logo após a Primeira Guerra mundial. Porém,
muitas das ilusões relacionadas à Desorientação Espacial já eram conhecidas graças à
pesquisa no ambiente terrestre, principalmente à realizada pelo físico Ernst Mach.
3.1. A era pré­1919
Grande parte do crédito por nosso entendimento inicial da Desorientação Espacial vai
para Mach. Suas contribuições fundamentais para a mecânica dos fluidos o levou a
estudar o sistema vestibular e seus mecanismos. Ele estudou várias ilusões vestibulares
usando uma cadeira giratória e uma centrífuga primitiva. Ele também entendeu
mecanismos­chave envolvidos na sensação de movimento angular, como o torque ou
pressão do endolinfo no que depois foi ser conhecida como cúpula, e as confusoes
geradas por nossa inabilidade de diferenciar forças inerciais da gravidade.
3.2. Período de 1919­1945
Este período foi marcado pela emergencia de um entendimento claro da ameaça posta
pela Desorientação Espacial no ambiente aéreo, assim como o o início dos esforços
para combatê­la. Os experimentos em voo realizados durante a WWI levou muitos
scientistas a conclusão de que o processamente vestibular era problemático no ar. De
fato, mais de 100 artigos sobre o sistema vestibular foram publicados entre as duas
grandes guerras. Primeiramente, a ênfase foi na seleção de pilotos baseada em testes
do sistema vestibular (vestibular screening). Porém, essa seleção foi­se mostrando
ineficaz. Em um exemplo, o score exigido pela USAF (na época ainda U.S. Army Air
Corps) levou à rejeição de vários candidatos que acabaram se tornando excelentes
pilotos em outros ramos das forças armadas americanas.
Com a falha dos programas de seleção vestibular, foi ficando claro que mais alguma
coisa seria necessária para lidar com a Desorientação Espacial Com seus estudos, o
cirurgião holandês van Wulfften Palthe concluiu que , mesmo para o mais proficiente
aviador, orientação espacial requer o sentido da visão. Já o tenente americano John
Macready ­ em seu artigo descrevendo seu primeiro voo transcontinental nos Estados
Unidos ­ foi ainda mais enfático, concluindo que seria impossível manter o voo sem
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referências visuais mesmo utilizando instrumentos:
“[...] If there is no horizon, no light nor any fixed object a pilot cannot tell the
position that the plane is in except from the instruments in the cockpit [...] a
pilot can fly by the instruments for a certain lenghth of time, probably fifteen
minutes, but he wuld become very apt to become confused and lose his
sense of balance intirely if there were no fixed point that he could see within
twenty minutes.” (PREVIC e ERCOLINE, 2004)
Essa limitação, na verdade, existia pelo fato de que a instrumentação de voo ainda era
precária. Mais tarde, novos experimentos provaram que não só uma boa instrumentação
era indisensável para o voo sem referências visuais, mais também o treinamento de
aviadores para este tipo de situação.
Até 1937, mais de 300 artigos haviam sido publicados sobre o assunto “voo cego”. Mas
foram as vários acidentes ocorridos no início da Segunda Guerra Mundial que forçaram
as forças armadas americanas à criação de uma escola de voo por instrumentos. Em
1943, o número de acidentes já caía drasticamente.
3.3. Período de 1945­1970
Foi no pós­guerra que se inicial a pesquisa formal sobre a Desorientação Espacial
Foram concentradas em quatro áreas: mecanismos da Desorientação Espacial,
incidências, mostradores priários de voo (PFD) e treinamento. Porém, os estudos mais
importantes se concentraram no desenvolvimento de instrumentos de voo mais intuitivos e
precisos. Em um estudo, depois de serem analisados mais de 500 incidentes de erro do
piloto, ficou claro que pilotos estavam com dificuldades de ler e manusear os instrumentos
de voo.
Depois de muita pesquisa, o painel das aeronaves foi bastante modificado, com muito
mais medidores (gauges), “flight directors” e inclusive em alguns casos indicadores de
atitude codificados por cor. Foi no final desta era que se desenvolveu o primeirou head­up
display (HUD).
O maior avanço durante esse período foi no desenvolvimento de dispositivos para
treinamento contra Desorientação Espacial A cadeira Barany já era utilizada a mais de
40 anos e se faz útil ainda hoje. Nos anos 60, cockpits simulados foram adicionados às
plataformas rotatórias, para aumentar o realismo para as ilusões em curva básicas
(PREVIC e ERCOLINE, 2004).
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Figura (n) ­ Cadeira de Barany
3.4. Período de 1970­Presente
O ritmo de pesquisa em cima da Desorientação Espacial se intensificou
consideravelmente na úlitma parte do século XX. Mais da metade dos estudos foram
conduzidos somente nos anos 1990. Foi somente nesta época que o terno Desorientação
Espacial passou a ser utilizado no lugar de “vertigem de aviador” nos livros texto
proeminentes. Várias ilusões em voo puderam ser verificadas cientificamente, incluindo o
excesso de g, inversão e ilusões após a rolagem.
Um avanço maior ainda foi no entendimento dos mecanismos de orientação visual.
Demonstrou­se que o papel da visão periférica na interação visual­vestibular era maior do
que se imaginava.
No campo do treinamento, os primeiros estudos sobre a eficácia dos treinamentos em
solo abriram caminho para o desenvolvimento de sofisticados sistemas híbridos
envolvendo demonstradores de Desorientação Espacial e simuladores de voo.
Apesar de importantes avanços, tanto na conscientização e no conhecimento sobre
Desorientação Espacial o problema ainda persiste. Os números apontam que houve um
aumento do número de incidestes relacionados com CFIT/Desorientação Espacial, a
partir da segunda metado dos anos 90. Esforços tem sido redobrados no sentido de
aumentar ainda mais a consciência dos pilotos sobre o problema.
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4. Aspectos Vestibulares da Desorientação Espacial
O ouvido interno contém o sistema vestibular, que também é conhecido como o órgão do
equilíbrio. Com o tamanho de uma borracha na ponta de um lápis, este sistema contém
duas estruturas distintas: os canais semi­circulares, que detectam aceleração angular, e
os órgãos otólitos, que detectam variações em aceleração linear e gravidade. Ambos os
canais semi­circulares e os órgãos otólitos fornecem informação ao cérebro em relação a
posição e movimento de nosso corpo. Uma conexão entre o sistema vestibular e os olhos
ajuda a manter o equilibro e manter os olhos focados em um objeto enquanto a cabeça
está se movimentando ou enquanto o corpo está girando.
4.1. Os Canais Semi­circulares
São três tubos semi­circulares interconectados localizados dentro de cada ouvido, que
são equivalentes a três giroscópios, dispostos em planos perpendiculares uns aos outros.
Cada plano corresponde aos movimentos de rolagem, arfagem e guinada de uma
aeronave. Cada canal é preenchido com fluido e contém células ciliadas que respondem
à aceleração angular.
Figura n ­ Sistema Vestibular
Quando a cabeça está imóvel e a aeronave está em voo reto e horizontal, o fluido no
canal não se move e estas células por sua vez interpretam que não há movimento
rotacional. Se a cabeça se mover ou a aeronave mudar de direção, o canal se movimenta
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junto com a cabeça, mas não o líquido, devido à inércia. O líquido então faz com que os
cílios deitem na direção oposta ao movimento, e informem o cérebro que a cabeça
mudou de posição.
O problema começa se a aeronave estiver em curva com taxa constante por mais de 20
segundos. Neste caso, o fluido dentro dos canais irá eventualmente parar de se mover,
pelo simples contato com as paredes dos tubos. Os cílios voltarão então à posição
original, enviando o errôneo sinal ao cérebro que a aeronave não está mais em curva ­
quando, na verdade, ela continua.
Se então for iniciada uma rolagem na tentativa de sair da curva e retornar ao voo
nivelado, o fluido dentro do canal continua a se mover por causa de sua inércia, e os cílios
irão agora se mover na direção oposta, enviando um sinal errôneo ao cérebro indicando
que você está curvando na direção oposta, quando na verdade você está apenas
diminuindo a taxa da curva original.
Figura n ­ A dinâmica do fluido no sistema vestibular
5. Tipos de Desorientação Espacial
Três tipos básicos de desorientação espacial (DE) foram descritos, para fins de
classificação. Tipo I (não reconhecida), Tipo II (reconhecida) e Tipo III (incapacitante).
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5.1. Tipo I (Não reconhecida)
Nesta forma de desorientação, o piloto não reconhece a perda de orientação ou a
perda de consciência situacional. O piloto, sem saber do problema, continua voando o
avião normalmente. Isto é particularmente perigoso, já que o piloto não tomará ação
corretiva apropriada, uma vez que ele não percebeu que há de fato um problema. Isso
resulta em uma colisão mesmo com a aeronave em pleno funcionamento. O Tipo I é
responsável pela maioria acidentes e mortes causadas pela DE.
5.2. Tipo II (Reconhecida)
No tipo II de DE, o piloto reconhece estar em uma situação fora do normal, embora
não saiba necessariamente o motivo da anormalidade, ela é percebida através da
discrepância percebida entre as percepções fisiológicas e a indicação dos instrumentos.
Essa discrepância revela uma anormalidade que caso diagnosticada e corrigida tende a
não resultar em acidente.
5.3. Tipo III (Incapacitante)
O tipo incapacitante se caracteriza pela impossibilidade de reação do piloto frente
a DE. O piloto reconhece a DE, porém devido a fatores mentais ou físicos, o piloto se
sente sobrecarregado de tal forma que não consegue retomar controle da aeronave.
Devido a natureza da situação o funcionamento do sistema cognitivo é prejudicado, além
da possibilidade de agravantes como a fadiga e mal estar. Em suma, um piloto fora de
sua zona de conforto tende a perder eficácia ao lidar em situações extremas de DE.
6. Desorientação por Ilusões Espaciais
São muitas as ilusões relacionadas à desorientação espacial e um estudo mais
aprofundado e minucioso foge ao objetivo deste trabalho. Sendo assim, veremos as
principais ilusões relacionadas à desorientação espacial nas diferentes fases do voo.
6.1. Ilusões Vestibulares
Como já vimos anteriormente, o Sistema Vestibular foi projetado para nos manter
equilibrados e conscientes de nossa posição em relação a superfície terrestre, operando
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sempre com uma referência de solo e horizonte. Sendo assim, este sistema torna­se
muito suscetível a erros durante o voo. O que pode provocar ilusões como:
●
●
●
●
●
●
Ilusão Óculo­Gravitacional (pitch­up illusion);
Ilusão Vestibular ou Giroscópica (somatogyral illusion);
Desnivelamento (Leans);
Parafuso do Cemitério ou Espiral (The Grave­Yard Spin or Spiral);
Ilusão de Coriólis ou Vertigem;
Ilusão por Força­G.
6.1.1. Ilusões Óculo­Gravitacional (pitch­up illusion)
Também conhecia como Inversão ou “The Dark Night Take­Off Illusion”, o primeiro
referente a consequência e o segundo referente a situação onde essa perigosa ilusão
mais ocorre. Consiste em uma confusão do Sistema Vestibular quanto a sensação de
aceleração e é atenuada em condições de pouca visibilidade.
Este tipo de ilusão ocorre durante decolagens ou em fases do voo onde é
necessário um grande aumento de tração. A aceleração da aeronave é registrada pelos
canais semi­circulares como uma forte tendência de subida (atitude de cabrar a
aeronave), assim o piloto confunde aceleração com sustentação e tem a impressão de
que o ângulo de ataque da aeronave está aumentando. Afim de evitar uma possível
situação de pré­estol, o piloto então empurra o manche e reduz o ângulo de ataque
(atitude de picar a aeronave), na tentativa de manter a aeronave nivelada ou com um
ângulo de subida ideal. Como resultado dessa atitude de correção, provocada pela ilusão
do piloto, a aeronave acaba por picar e iniciar descida, no caso de ilusão em voo
nivelado, ou então durante a decolagem, a aeronave é retirada da atitude de melhor
ângulo de subida, afetando assim o trajeto de sua ascendência. Nessa situação, caso o
piloto não reconheça a ilusão e a real atitude da aeronave, é grande o risco de colisão
com obstáculos próximos a pista, ou até da perda do voo ascêndente, o que levaria
consequentemente à uma colisão no terreno a frente.
A ilusão Óculo­Gravitacional é muito comum em condições IMC ou em operações
noturnas, principalmente em regiões pouco iluminadas ou em aeródromos mal
sinalizados.
O oposto também pode ocorrer, em uma situação de desaceleração,
principalmente nas fases de aproximação. A desaceleração pode ser confundida pelos
canais semi­circulares como uma atitude de picar (reduzir o ângulo de ataque) e o piloto
tem a impressão de lidar com uma forte tendência de entrar em voo descendente
acentuado. Na tentativa de nivelar a aeronave e manter o nível de voo, o piloto acaba por
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cabrar a mesma, aumentando constantemente o ângulo de ataque, levando a aeronave a
um voo “pendurado no motor”. Isso, somado a uma situação de aproximação, pode
acarretar em um estol prematuro e inadvertido, o que geralmente leva a uma colisão com
o solo.
Um relatório do Bureau de Investigação e Segurança Aérea (BASI), órgão
integrante do Bureau Australiano de Segurança no Transporte (ATSB), examinou
acidentes ocorridos durante decolagens noturnas em um período de Janeiro de 1979 até
Maio de 1993, e concluiu que dos 35 acidentes ocorridos nesse período, 15 deles ou
42% foram causados por desorientação espacial relacionada a ilusão
Óculo­Gravitacional. Em um relatório semelhante nos Estados Unidos, o Conselho
Nacional de Segurança no Transporte (NTSB) aponta a desorientação espacial por ilusão
óculo­gravitacional como a causa principal de 79% dos 291 acidentes ocorridos durante
decolagens noturnas a partir dos aeroportos americanos, entre os anos de 1983 a 1993.
6.1.2 ­ Ilusões Vestibulares (Somatogyral Illusion)
Este tipo de ilusão envolve os canais semi­circulares e o sistema vestibular e
ocorre em condições em que o piloto não possui nenhuma referência visual externa, ou
seja em condições IMC, e resulta numa falsa sensação de rotação. Neste tipo de
desorientação espacial podemos incluir o Desnivelamento (The Leans), o Parafuso do
Cemitério ou Espiral (The Grave­Yard Spin or Spiral) e a Ilusão Coriólis. Visto que todos
esses são desencadeados de forma semelhante pelos canais­semicirculares.
6.1.2.1. Desnivelamento (The Leans)
É o tipo mais comum de ilusão durante o voo e é causado pelo movimento de
rolagem quando a aeronave sai de um voo em linha reta e inicia uma gradual e
prolongada curva. Dependendo da duração da curva, esta pode passar despercebida
pelos sistema vestibular do piloto, que pode simplesmente esquecer que está em uma
atitude de curva. A razão pela qual o piloto ignora a curva é que o seu corpo está exposto
a uma aceleração de rotação constante de dois graus por segundo, e esta, está a baixo
dos limiares de detecção de movimento dos canais semi­circulares. Quando a curva se
encerra, o nivelamento das asas pode causar a ilusão que a aeronave está efetuando
uma rolagem para o lado oposto da curva já concluída, em resposta a tal ilusão o piloto
tende a rolar a aeronave para a direção anterior, numa tentativa de recuperar de uma
curva que não existe ou de manter as asas niveladas.
É muito provável que todos os pilotos já tenham ou ainda irão experimentar uma
situação de Ilusão de Desnivelamento como esta, seja voando em condições IMC ou até
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mesmo durante um voo visual em que se encontrem gripados ou com sinusite, pois estes
também afetam o julgamento dos canais semi­circulares. No entanto, graças aos
sofisticados instrumentos usados pela aviação atual, o efeito “Leans” é relativamente fácil
de ser identificado e corrigido, desde que o piloto confie mais nos instrumentos de sua
aeronave do que em seu Sistema Vestibular.
Caso essa ilusão não seja identificada, o piloto poderá corrigir as falsas curvas em
vários sentidos, o que o levaria a perda total de consciência situacional assim como
poderia levar a aeronave a uma atitude crítica e não mais recuperar o controle sobre a
mesma, resultando em grave acidente por colisão ou danos estruturais.
6.1.2.2 ­ Parafuso do Cemitério ou Espiral (The Grave­Yard Spin or Spiral)
Considerada uma das mais perigosas Ilusões da desorientação espacial.
Consiste em uma ilusão que pode ocorrer quando uma aeronave entra em parafuso, seja
ele acidental ou intencional. Por exemplo, quando o piloto faz com que sua aeronave entre
em um parafuso para esquerda, inicialmente ele terá a sensação de movimento giratório
na mesma direção. Contudo, conforme o parafuso para esquerda continua, o piloto terá a
sensação que este está diminuindo gradualmente, devido ao movimento constante e a
acomodação das células ciliadas no ouvido interno. Vale lembrar que estamos tratando
de uma situação com pouca ou nenhuma condição de se obter refrências visuais.
Neste ponto, se o piloto aplica leme de direção para direita, no intuito de cessar o
parafuso para esquerda, este passará a sentir uma sensação de parafuso na direção
oposta (para direita). Caso o piloto confie em seu Sistema Vestibular e acredite que a
aeronave passou a girar para a direita, como resposta ele irá aplicar leme de direção no
sentido oposto para corrigir o suposto novo parafuso. Porém, ao aplicar leme de direção
para esquerda o piloto inconscientemente fará com que a sua aeronave continue na
espiral original ou até provoque uma atitude que piore o parafuso, ou seja, aumente a
velocidade da espiral e diminua o raio de rotação. O que fará com que o piloto perca o
controle da aeronave e não consiga sair da espiral, resultando em uma inevitável colisão
com o solo.
Embora não seja uma situação fácil de se identificar, nem uma manobra com que
se possa sair com facilidade, esta ilusão pode ser corrigida se o piloto verificar o
indicador de curva ou pau­e­bola (turn indicator), constatando que a agulha indica uma
curva para a esquerda, mesmo enquanto sua sensação é de curva para a direita. Isso cria
um conflito sensorial no qual o piloto entra em duvida entre suas sensações e as
indicações dos instrumentos. Novamente, o que fará a diferença entre a correção da
ilusão ou o acidente fatal será a escolha do piloto em confiar em seus instrumentos.
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6.1.2.3 ­ Ilusão de Coriólis ou Vertigem
A ilusão de Coriólis se dá com o movimento da cabeça do piloto, provocando uma
desestabilização do sistema vestibular, já que este irá registrar o movimento feito durante
um outro movimento, o que a aeronave se encontra. Assim um canal semi­circular acaba
por ser mais estimulado e outro menos estimulado, gerando uma confusão no sistema
vestibular e causando Vertigem no piloto.
A vertigem pode acontecer repentinamente, como resposta a algum movimento
rápido que piloto fez com a cabeça, seja em busca de referências visuais ou checando
algo na cabine. Essa vertigem produz uma forte sensação de queda e desaceleração, o
que deteriora a capacidade do piloto em se manter situacionalmente consiente.
Dependendo do movimento, o sistema vestibular pode enviar ao encéfalo sinais
contraditórios como aceleração e desaceleração simultaneamente. O encéfalo, por sua
vez, não sabe qual sinal é verdadeiro, o que gera grande tontura e mal estar.
Por exemplo, se rodopiarmos a uma velocidade constante, o líquido no interior dos
canais semi­circulares vai passando a se mover em consonância com os canais, o que
diminui a pressão sobre as células sensoriais. Se pararmos bruscamente de rodopiar, o
líquido dos canais semi­circulares continuará a se mover devido à inércia, estimulando as
células sensoriais. A sensação de tontura que sentimos resulta do conflito de duas
percepções: os olhos informam ao sistema nervoso que paramos de rodopiar, mas o
movimento do líquido dos canais semi­circulares da orelha interna informa que nossa
cabeça ainda está em movimento.
Esse efeito geralmente ocorre em condições IMC, e pode incapacitar
momentâneamente o piloto, o qual pode perder o controle da aeronave durante um curto
período. As consequências variam conforme a altitude e a fase de voo, porém caso a
vertigem ocorra durante uma aproximação para pouso ou uma decolagem, os resultados
podem ser desastrosos.
6.1.2.4 ­ Ilusão por Força­G
Muito comum nos voos acrobáticos e de caça, este tipo de ilusão pode ser
potencialmente perigosa em baixas altitudes ou velocidades muito altas. Principalmente
pelo pouco tempo disponível para a reação do piloto e consequente correção.
A ilusão por força­G é um efeito complicado, que engloba todo o funcionamento do
sistema vestibular.
Força­G é a força da gravidade, que normalmente é de 1G ou 1 atm, e varia
conforme os movimentos feitos pela aeronave. Esta força atua no eixo vertical do corpo
do piloto e dos ocupantes da aeronave, fazendo com que o sangue se concentre mais na
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região da cabeça (força G negativa) ou na região das pernas (força G positiva). Um
Cessna C152, por exemplo, pode operar em uma faixa que vai de ­1,76G’s até +4,4G’s
na configuração Flaps Up e de 0G até +3,5G’s na configuração Flaps Down.
Para explicação neste trabalho, utilizaremos uma variação relativamente pequena
de Força­G, afim de se aproximar da realidade da aviação de pequeno porte.
Quando o piloto coordena uma curva com pequeno raio, a aeronave pode sofrer
uma força­G maior do que +1 atm. Nessa situação, se o piloto olhar para trás, seja para
verificar a trajetória de voo, estabelecer uma referência visual ou por qualquer outro
motivo, o sistema vestibular identificará um falso movimento de que o ângulo da curva foi
diminuído. Instintivamente o piloto poderá corrigir a curva, aumentando ainda mais o
ângulo original da curva. Em situações em que a força­G ultrapassa +2G’s, o piloto passa
a ter a ilusão de que o ângulo de curva está de 10 a 20 graus na inclinação contrária da
desejada, uma correção baseada em uma ilusão como essa pode fazer com que o piloto
perca a consciência situacional do voo, perdendo o controle da aeronave, podendo até
fazer com que esta entre inadvertidamente em parafuso.
7. Análise de acidentes envolvendo desorientação espacial
7.1.Ocorrência 1:
Em 29 de setembro de 2003, aproximadamente 05:30 locais, um Beechcraft 35
Bonanza foi destruído ao sofrer impacto ao chão após a decolagem . O local do acidente
foi de 1,5 km ao sudoeste do ponto de partida, o Alexander Municipal Airport em Belen,
NM. O piloto comercial não habilitado IFR, único ocupante do avião, não sobreviveu.
Condições visuais noturnas prevaleceram na ocasião. O NTSB usou o navegador GPS
do avião para determinar que o piloto iniciou sua corrida de decolagem da pista 21 às
5:28:53. Ás 05:30:03, o piloto iniciou uma curva à direita e de acordo com os dados
recuperados a velocidade do avião aumentou de 80kt no início da curva para 131kt no
momento do impacto. O piloto virou 113 graus em 22 segundos, com uma velocidade de
rotação calculada em cinco graus por segundo, o que indica uma inclinação de assa
relativamente acentuada; uma curva padrão é de três graus por segundo. Os dados de
radar indicam que o avião subiu para cerca de 300 pés AGL, porém não ganhou mais
altitude. O avião foi encontrado quase 12 horas depois por um indivíduo que transitava em
uma estrada nas proximidades. As condições meteorológicas no Aeroporto Internacional
de Albuquerque no momento do acidente reportava vento de 130 graus em sete nós,
visibilidade acima de 10km e nuvens esparsas a 10.000 pés AGL. A lua era minguante e
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de difícil referência. O nascer do sol no dia do acidente foi às 07:00 locais,
aproximadamente 90 minutos depois do acidente. O aeroporto de partida é uma
instalação não­controlada com uma única pista, cabeceiras 03­21 e equipado com luzes
controladas pelo piloto, não existem luzes de aproximação. O aeroporto está localizado a
três milhas a oeste da cidade de Belen. Ao sul, oeste e norte em relação ao aeroporto, é
minimamente povoado e há poucas luzes à noite.
7.1.1. Investigação:
O local do impacto foi de aproximadamente 1.500 metros à oeste do aeródromo.
As marcas no solo continham parte do tanque direito de ponta de asa, o campo de
destroços se estenderam por 150 metros e estava em um rumo de 330 graus. Todos os
principais componentes do avião foram contabilizados no local do acidente. A asa direita
foi quebrada a partir da fuselagem, na sua raiz, e permaneceu conectada apenas por
seus cabos de controle. O trem de pouso estava na posição retraída, assim como os
flaps. O painel de instrumentos do cockpit foi severamente danificado com poucos
componentes legíveis. Nenhuma anomalia préviamente ao impacto no motor ou
estruturas, que poderia ter afetado o desempenho do avião, foram identificados. Da
mesma forma, o NTSB conseguiu encontrar nenhuma evidência de incapacidade física ou
deficiência do piloto que teria causado o acidente.
7.1.2. Causa Provável:
O NTSB determinou a causa provável do acidente ser a falha do piloto para manter
o controle da aeronave logo após a decolagem devido a desorientação espacial; um fator
foi a condição de baixa luminosidade da noite. O piloto voou de encontro ao solo por não
conseguir usar os instrumentos apropriadamente. Desorientação espacial é um fenômeno
bem conhecido e compreendido, no entanto, os pilotos continuam a se acidentar por
causa disso. O NTSB no documento circular de assessoria, AC 60­4A, "Desorientação
Espacial de Pilotos", afirma que testes realizados com pilotos qualificados para vôos IFR,
indicaram que pode demorar até 35 segundos para estabelecer o controle total da
aeronave, após uma perda de referência visual da superfície. O piloto neste acidente voou
por apenas instantes a mais do que isso após sua decolagem.
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7.2. Ocorrência 2:
Em 16 de fevereiro de 2004, as 17:00 locais, um Cessna 182Q foi encontrado
destruído em um campo agrícola perto Rozel, Kansas, após ter sido reportado atrasado o
vôo de Pratt Industrial Airport para Shaltz Field Airport. Foram relatadas condiçoes visuais
noturnas no aeródromo de partida e condições de vôo sob instrumentos no aeródromo de
destino. O piloto comercial, que tinha 8800 horas de experiência e era conhecido por
preferir voar a 1000 pés AGL, foi fatalmente ferido na colisão. O piloto não voava IFR por
cerca de três anos e não tinha mais do que 20 horas de experiência em vôo IFR. De
acordo com o NTSB, cerca de 90% do tempo de vôo do piloto acidentado era na aviação
agrícola
7.2.1. Investigação:
O operador da aeronave acidentada ao consultar a meteorologia, observou áreas
de baixa pressão na integralidade da rota, porém na falta de um aviso de condições de
mau tempo, constatou que a rota estava totalmente VFR e após uma consulta de pouco
mais de um minuto seguiu para a aeronave. Quatro minutos depois, saiu uma atualização
do AIRMET denotando condições degradantes no aerodromo de destino; teto baixo e
baixa visibilidade.
Além de atestar a gravidade do acidente, não havia nada de especial sobre a aeronave
colidida. O motor estava posicionado verticalmente e as hélices, ainda fixadas ao motor,
mostraram sinais de estarem a baixa potência no momento da colisão e foram enterradas
a mais de um metro de profundidade no solo.
7.2.2. Causa Provável:
O NTSB determinou as prováveis causas deste acidente incluindo: Vôo entrando
em condições meteorológicas sob instrumento, a desorientação espacial e perda de
capacidade de manter a aeronave sob controle em vôo de cruzeiro. Contribuindo para o
acidente as condições meteorológicas de instrumentos noturna, teto baixo e pouca
visibilidade; um briefing meteorológico incompleto e a falta de experiência recente do
piloto em condições meteorológicas por instrumento. Em outras palavras, o famoso
"visumento", levando a um acidente devido a perda de controle. Por que um piloto
experiente faria um vôo noturno em condições adversas sem um briefing meteorológico
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decente? O reporte do NTSB não registrou nenhuma tentativa de consulta em fontes
oficiais ou não­oficiais de meteorologia por parte do piloto, então concluímos que o
mesmo não se importou com as condições que iria enfrentar. Voar abaixo da camada de
nuvens, pode ser feito com segurança, porém se realizado a noite, iria requerer mais do
que um minuto de briefing, com agravantes relativos ao teto e visibilidade resultaria
possivelmente em outro tipo de acidente, o CFIT. Nunca saberemos a reação do piloto se
houvesse visto a atualização do AIRMET, porém se insistisse em prosseguir com o vôo,
ao menos teria noção das condições meteorológicas na rota, podendo assim tomar
medidas preventivas em relação a DE.
8. Medidas preventivas
Diversas medidas podem ser tomadas para evitar uma situação de desorientação
espacial. Descreveremos aqui alguns dos principais pontos relativos a prevenção da DE,
tendo por base os aspectos de treinamento, planejamento e fisiológico.
8.1. Treinamento:
• Saiba usar e confiar nos instrumentos da aeronave. Uma instrução adequada e
experiência recente são fundamentais. A capacidade de usar os instrumentos
apropriadamente pode ser a diferença entre sobreviver ou não.
• Instruções voltadas especificamente a perda de referências visuais e recuperação de
aeronave em atitudes incomuns, irá ajudar o piloto a reagir de maneira correta quando
sob DE.
• Mesmo para um piloto VFR é importante estar preparado em caso de condições
meteorológicas adversas que podem mudar repentinamente para uma condição IMC.
Não é novidade aos pilotos que a meteorologia pode ser por vezes imprevisível e
traiçoeira. Saber como manter controle da aeronave adequadamente até retomar as
referências visuais é fundamental.
• Caso haja experienciado uma condição de DE é de extrema importância compartilhar
com outros pilotos para fins educacionais. Quanto mais pilotos souberem sobre a DE,
maior são as chances de estarem preparados para uma eventual desorientação.
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8.2. Planejamento:
• O piloto deve estar preparado para situações de risco envolvendo desorientação
espacial nos diversos estágios do vôo. Ao planejar um vôo deve­se considerar as
possibilidades de perda de referências visuais e ilusões de ótica que podem
desencadear a DE. Como exemplo podemos citar um pouso noturno em um aerodromo
remoto sem iluminação em seus arredores, que pode causar uma ilusão conhecida como
“buraco­negro”, onde o piloto julga erroneamente estar muito alto na rampa de planeio
devido a ausência de referências na visão periférica, levando o mesmo a perder altitude
rapidamente e aumentando a chance de colisão com obstáculos próximos a cabeceira.
Se durante o planejamento o piloto considerar essa hipótese, irá executar a aproximação
“briefado” da possibilidade, diminuindo consequentemente o risco de enfrentar uma DE.
• Pilotos devem estar familiarizados com as características do aeródromo de destino,
isso irá ajudar a evitar uma situação envolvendo ilusão de ótica que desencadearia uma
DE durante uma aproximação.
• Ao planejar um vôo noturno VFR que envolve navegação, pilotos devem considerar
adiar o vôo em condições de baixa luminosidade celeste, considerando a fase da lua e
se existe uma camada de nuvens que reduziria a quantia de luz que auxiliaria tal
operação.
• Um dos maiores erros é “guardar a aeronave” intencionalmente sob VFR. Pilotos
devem planejar o vôo previamente a decolagem de forma a saber como agir em caso de
condições meteorológicas desfavoráveis, que por ventura podem deteriorar durante a
rota. O plano deve considerar voltar ao aeródromo de origem e optar por aeródromos de
alternativa de forma a não se colocar em condições meteorológicas de instrumento (IMC).
8.3. Fisiológico:
• Um vôo deve ser executado apenas em plenas condições mentais e físicas. Não
desafie seus limites e considere buscar uma opinião médica especializada em caso de
dúvida.
• Pilotos não devem voar sob o efeitos de drogas prescritas, não prescritas e ilícitas.
Em caso de tratamento medicamentoso, consultar um especialista em medicina
aeroespacial.
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• O alcool é uma droga com grande potencial desorientador, jamais voe sob efeito, ou
sofrendo de efeitos posteriores a ingestão.
• Pilotos devem estar descansados e ter uma alimentação e hidratação adequada
previamente ao vôo, evitando assim de voar cansados, com sono, fome ou desidratados.
• Pilotar sob efeito de stress e ansiedade deve ser evitado. Pilotos devem administrar
problemas pessoais e profissionais de forma a não prejudicar seu vôo.
• Reconhecer seus limites e recorrer ao co­piloto caso necessário, em caso de
incapacidade de agir adequadamente frente a desorientação.
É importante enfatizar que qualquer pessoa está sujeita a desorientação espacial,
independente da experiência, hora, lugar, aeronave; dependendo de quais condições
prevalecer. Ter consciência do risco envolvido e ter um treinamento adequado, são
pontos­chave para prevenir um acidente relacionado a DE.
9. Conclusão
Ao final deste trabalho, chegamos ao entendimento de que a Desorientação
Espacial sempre é um risco para os pilotos. É uma função das limitações operacionais
inerentes aos sistemas de orientação normais dos seres humanos, no ambiente
tri­dimensional e complexo de um voo. Ela pode acontecer com qualquer piloto a qualquer
momento. Existem várias ilusões diferentes e fenômenos desorientadores que pilotos
podem experimentar, dependendo da natureza de suas operações e da fase do voo. Mas
também existem várias medidas que podem ser tomadas pelos pilotos para minimizar
seu risco de enfrentar a Desorientação Espacial em um determinado voo, muitas das
quais envolvem o planejamento pré­voo e preparação adequada. Concluímos que Estar
ciente do risco da Desorientação Espacial é um dos elementos chave na prevenção de
um acidente relacionado a ela.
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10. Referências
http://pt.slideshare.net/itqturma201/modelo­referencias­segundo­abnt
http://books.google.com.br/books?hl=pt­BR&lr=&id=oYP7m9m2RocC&oi=fnd&pg=PR13
&dq=spatial+disorientation+aviation&ots=HGiMTS073i&sig=1I­xAmNaLAhg8cqfyaq3Jn1
Msr8#v=onepage&q=spatial%20disorientation%20aviation&f=false
http://www.faa.gov/pilots/safety/pilotsafetybrochures/media/SpatialD.pdf
http://www.skybrary.aero/bookshelf/books/1124.pdf
http://www2.anac.gov.br/formacaoaerea/media/FatoresHumanosComoCausasContribuint
es.pdf
http://www.jornaldoar.com/2013/01/aprenda­evitar­desorientacao­espacial.html#.UqISctJD
tc2
ATSB TRANSPORT SAFETY INVESTIGATION REPORT
Aviation Research and Analysis Report – B2007/0063
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