Joo Costa Ribeiro Instituto Nacional de Aviao Civil

João Costa Ribeiro Instituto Nacional de Aviação Civil 12/28/2021 UBI Departamento de Ciências Aeroespaciais Unidade Curricular Segurança de voo Fisiologia de voo

Objectivos/Sumário 1. Noções de fisiologia de voo; 1. Providenciar informação básica nesta matéria, para quando no exercício das suas funções, possa decidir em conformidade esta área do conhecimento. 2. Familiarização com regras, documentação e terminologia utilizadas internacionalmente da aviação civil.

No início…

Os primeiros passos…

1º ACIDENTE AERONÁUTICO EM PORTUGAL LOCAL: VISEU DATA: 20 JUNHO 1540 AERONAUTA: JOÃO TORTO

JOÃO ALMEIDA TORTO A vontade de voar do homem desde muito cedo passou também pela mente de portugueses. Neste particular, há a destacar a audácia, que para a época (século XVI) teve de ser forçosamente suicida, de mestre João Torto. João Almeida Torto era enfermeiro do hospital de Sto. António em Viseu, sendo também barbeiro com carta de sangrador, astrólogo e mestre de primeiras letras, sendo um personagem tão fanfarrão como audacioso. Anunciou publicamente que, a 20 de Junho de 1540, iria voar com asas da Torre da Sé ao campo de S. Mateus. As asas eram de pano forte e duplo, duas de cada lado, sendo mais pequenas as asas inferiores, assemelhando-se às das aves. Estas duas asas estavam ligadas por três argolas de ferro, enchumaçadas com trapos, e era através delas que mestre Torto introduzia os braços. Além disso, o mecanismo estava ligado na parte superior por duas dobradiças de ferro e na parte inferior por um cinto de cabedal. Os sapatos eram de solas tríplices, com estrutura amortecedora, levando ainda um barrete em feitio de cabeça de pássaro. No dia aprazado, era grande a assistência. João Torto subiu à torre da Sé, içou o seu aparelho com a ajuda de uma corda e de lá se lançou. O voo correu bem até determinado ponto, mas, extemporaneamente, uma das asas deixou de funcionar e o barrete caiu-lhe sobre os olhos. Descreveu um arco descendente, caindo em pé na capela de S. Luís, mas logo dali caiu, ficando inanimado sobre as asas, em muito mau estado. Voltou a si duas horas depois, mas faleceu logo após. Não era ainda por esta via que o homem conquistaria o ar.

A U M E N T O D E P E S O N 2 – 79% PRESSÃO ATMOSFÉRICA – O 2 – 20% CO 2 – 0. 001% PESO DE UMA COLUNA DE AR POR UNIDADE DE SUPERFÍCIE UNIDADES: 1 ATM = 760 mm. Hg = 14. 7 psi = = 1013. 2 mb

LEIS DOS GASES LEI DE DALTON - PT = PP +. . . (explica a hipóxia) LEI DE BOYLE - QDO T=, V > SE P < (gases nas cavidades ocas do organismo) LEI DE HENRY - V GÁS EM SOLUÇÃO VARIA DIRECTAMENTE C/ PP DO GÁS NA SOLUÇÃO (doença de descompressão) LEI DIFUSÃO - UM GÁS DIFUNDE-SE DE + P PARA -P ATÉ EQUILÍBRIO (diz respeito à transferência de gases nos pulmões) LEI DE CHARLES - QDO V= P > OU < SE T > OU < (explica variações do volume de gases em contentores)

Ar atmosférico Pressão parcial dos diferentes gases de acordo com a Lei de Dalton, ao nível do mar: PO 2 = 760 mm Hg x 0. 2075 = 157. 7 mm Hg PN 2 = 760 mm Hg x 0. 7902 = 600. 6 mm Hg PCO 2 = 760 mm Hg x 0. 0003 = 0. 2 mm Hg

OXIGÉNIO Press mm Hg À medida que a altitude aumenta diminui o oxigénio disponível 34 34 70 70 5454 60 60 8787 50 50 141 40 40 226 30 349 20 523 10 LINHA DE ARMSTRONG ESTRATOSFERA FATO PRESSURIZADO Alt in Thou. Ft OXIGÉNIO SOB PRESSÃO TROPOPAUSA Mt Evereste 29, 028 ft 226 TROPOSFERA Andes Mt Whitney NECESS. DE OXIG. 349 523 760 30 20 10 0 760 LEVEL 0 SEA Habitação humana mais elevada. . . 18, 000 ft

A PRESSÃO TOTAL DE UMA MISTURA DE GASES É IGUAL À SOMA DAS PRESSÕES PARCIAIS DE CADA GÁS NA MISTURA

Tracheal Oxygen Pressure, Alveolar Oxygen Pressure, and Carbon Dioxide Pressure in the Alveolar Gas Altitude Baromaetric pressure Tracheal Po 2 Alveolar Pco 2 Feet mm of Hg 40 0. 85 38 0. 87 36 0. 90 Sea level 760 149 103 Pa. O 2 arterial 98 mm Hg 5, 000 632 122 79 8, 000 565 108 Pa. O 2 arterial 55 mm Hg 10, 000 523 100 61 *Respiratory exchange rate (Luft, 1961). RER*

Hipóxia Os neurónios são extremamente sensíveis à falta de oxigénio especialmente na chamada áreas superiores do cérebro (responsáveis pelo julgamento, autocrítica, concentração e funções mentais complexas). Sinais de hipóxia cerebral podem começar quando a PO 2 alveolar caem para cerca de 5060 mm. Hg.

Hipóxia A PO 2 arterial a partir da qual a inconsciência pode ocorrer varia entre os 20 e 35 mm. Hg dependendo da perfusão cerebral i. e. no balanço entre a hipercápnia e a hipóxia. A morte neuronal começa quando a PO 2 tissular atinge os 15 mm Hg. O grau de lesão cerebral e a sua (ir)reversabibilidade dependerá da extensão e localização das áreas expostas às tensões subcríticas de oxigénio.

Time of useful consciousness (TUC) Tempo que medeia entre a interrupção do fornecimento de O 2 e a perda da função mental útil. TUC é variável com a altitude. Uma descompressão rápida ou explosiva, reduz o TUC em 50%. FL 180 - 20 to 30 min. FL 220 - 10 min. FL 250 - 3 to 5 min. FL 280 - 2. 5 to 3 min. FL 350 - 0. 5 to 1 min. FL 400 - 15 to 20 sec. FL 430 - 9 to 12 sec.

TIME OF USEFUL CONSCIOUSNESS Time of Useful Consciousness Altitude (1, 000 feet) Rapid disconnect (moderate Rapid disconnect (sitting activity) quietly) 22 5 minutes 10 minutes 25 2 minutes 3 minutes 28 1 minute 30 seconds 30 45 seconds 1 minute 15 seconds 35 30 seconds 45 seconds 40 18 seconds 30 seconds 65 12 seconds (Carlyle, 1963).

PRESSÃO A pressão atmosférica ao nível do mar é 760 mm Hg. LINHA DE ARMSTRONG NECESSIDADE DE FATO PRESSURIZADO Press mm Hg Alt in Thou. Ft 34 70 54 60 87 50 141 40 226 30 349 20 523 10 760 0 OXIGÉNIO SOB PRESSÃO A pressão atmosférica diminui com a altitude. NECESSIDADE OXIGÉNIO NÍVEL DO MAR

PRESSÃO FL 430 Com a diminuição da pressão atmosférica o ar expande. . FL 350 FL 250 FL 180 LEI DE BOYLE EXPANSÃO DO GÁS

Lei de Boyle-Mariotte A uma temperatura constante, o volume de um gás é inversamente proporcional à pressão P 1 = V 2 P 2 V 1 Tropopausa: 9 -15 km T r o p o s f e r a

Efeitos da expansão do ar em cavidades ocas do organismo OUVIDO SEIOS PERINASAIS TUBO DIGESTIVO

Efeito da expansão do ar Quando se sobe em altitude, o ar expande… Se a Trompa de Eustáquio estiver obstruída, esse ar não pode sair e provoca dor no ouvido médio. Em condições normais o ar passa através da Trompa de Eustáquio.

Barotraumatismo Quando descemos, após estarmos em altitude, o ar expandido diminui de volume… se ocorrer num espaço fechado cria um efeito de vácuo… e temos um. . . grande sarilho.

Barotraumatismo Em condições normais o ar passa através da Trompa de Eustáquio. Tal como no ouvido médio, o ar pode ficar retido nos seios perinasais e levar a uma situação de FRONTAL ETMOIDAL ESFENOIDAL MAXILAR BAROTRAUMATISMO. Não voar constipado !

Otite Barotraumática Tímpano normal (esqº) Otite barotraumática grau I/II otobarotraumatismo grau V (perfuração do tímpano)

OUTROS EFEITOS DA PRESSÃO DOENÇA DA DESCOMPRESSÃO Podem-se formar bolhas de ar quando se sobe em altitude. Essas bolhas são de nitrogénio e dissolvem-se quando se desce.

DOENÇA DE DESCOMPRESSÃO *bends (dores articulares) *chokes (ardor/dor no peito, tosse, falta de ar) *creeps (formigueiros) * staggers (descoordenação motora) Lei de Henry Em equilíbrio, a quantidade de gás dissolvida num líquido é directamente proporcional à pressão desse gás

HIPÓXIA HIPOBÁRICA!! Lei de Boyle-Mariotte Lei de Dalton A pressão total de uma mistura de gases é igual à soma das pressões parciais individuais de cada gás na mistura Pt = P 1 + P 3. . Pn Tropopausa 9 -15 km T r o p o s f e r a Lei de Henry

Prevenção da doença de descompressão Respirar oxigénio a 100% pelo menos 1 hora antes de um vôo de altitude elevada, diminui os níveis de nitrogénio no sangue diminuindo assim, o risco de doença de descompressão.

Prevenção da doença de descompressão Fatos pressurizados

Controlo isobárico ALTITUDE REAL 50. 000 40. 000 30. 000 20. 000 10. 000 ALTITUDE DE CABINE 0 10 20 30 ALTITUDE PRESSÃO 40 50. 000

Caracterização ambiental Altitude de cabine entre 5 000’ e 8 000’ (1524 m 2480 m) Hipóxia - 565 mm Hg Pa O 2 55 mm. H (SL 760 mm Hg Pa O 2 98 mm Hg) Humidade de cabine 5% - 15% Renovação do ar em cada 23 min Filtros HEPA

Links ECAC-CEAC European Civil Aviation Conference http: //www. ecac-ceac. org/uk/ As. MA Aerospace Medical Association http: //www. asma. org IATA International Air Transport Association http: //www. iata. org/index. asp ICAO-OACI International Civil Aviation Organization http: //www. icao. int/index. cfm JAA Joint Aviation Authorities http: //www. jaa. nl/ EASA European Aviation Safety Agency http: //www. easa. eu. int/