Existe uma frase conhecida entre pilotos de voo por instrumentos:
"Confie nos instrumentos, não nas suas sensações."
Para quem nunca voou dentro de uma nuvem, essa afirmação pode parecer exagerada.
Afinal, passamos a vida inteira utilizando nossos sentidos para saber se estamos em pé, inclinados, andando, acelerando ou parados.
Por que dentro de uma aeronave seria diferente?
A resposta está na própria maneira como o ser humano evoluiu.
Nosso organismo foi desenvolvido para viver e se deslocar sobre a superfície da Terra, e não para voar sem referências visuais.
Quando caminhamos, nosso cérebro utiliza simultaneamente visão, sistema vestibular, propriocepção, pressão exercida sobre os pés e inúmeras outras informações para determinar nossa posição e movimento.
No avião, especialmente em condições meteorológicas por instrumentos, algumas dessas referências desaparecem e outras passam a fornecer informações ambíguas.
O resultado pode ser uma das situações mais perigosas da aviação:
o piloto pode sentir algo completamente diferente daquilo que a aeronave realmente está fazendo.
Na Terra temos uma referência extraordinária: o chão
Vamos começar pela situação mais simples.
Você está parado em uma sala.
Mesmo de olhos fechados, provavelmente sabe que está em pé.
Por quê?
Seus pés estão apoiados no chão.
A gravidade atua verticalmente.
Os músculos e articulações informam sua postura.
O sistema vestibular fornece informações sobre orientação e movimento.
E, quando abrimos os olhos, encontramos paredes, portas, móveis e o horizonte externo.
Todas essas informações normalmente concordam.
O cérebro conclui:
estou em pé e parado.
Agora comece a caminhar.
Seus músculos trabalham.
Os pés alternam contato com o solo.
A visão mostra o ambiente se deslocando.
O sistema vestibular percebe acelerações.
A propriocepção informa a posição de pernas, braços e tronco.
Novamente, as informações fazem sentido em conjunto.
Esse é o ambiente para o qual nossos sentidos foram desenvolvidos.
No avião, o chão desaparece
Agora imagine a situação completamente diferente.
Você está dentro de uma aeronave.
Entra em uma nuvem.
O horizonte desaparece.
Não existe terreno visível.
Não existe céu claramente distinguível.
Você está sentado.
Seus pés não estão sustentando seu corpo contra o solo da mesma maneira que quando está em pé.
Além disso, a aeronave pode acelerar em diferentes direções.
Pode subir.
Descer.
Curvar.
Acelerar.
Desacelerar.
Tudo isso modifica as forças percebidas pelo organismo.
O cérebro continua tentando interpretar essas informações utilizando o mesmo sistema desenvolvido para viver na superfície terrestre.
E aí começa o problema.
O piloto não sente simplesmente a gravidade
Quando estamos parados na Terra, a relação entre gravidade e superfície é previsvisível.
Em voo, nosso organismo percebe o resultado combinado de diferentes acelerações.
O cérebro não possui um instrumento interno capaz de dizer:
"Esta parte é gravidade."
"Esta parte é aceleração longitudinal."
"Esta parte é aceleração centrípeta."
Ele interpreta o conjunto das forças percebidas.
Isso significa que determinadas acelerações da aeronave podem ser interpretadas como mudança de atitude.
A sensação pode ser absolutamente convincente — e absolutamente errada.
Três sistemas ajudam a construir nossa orientação
Para compreender isso, podemos simplificar nossa orientação espacial em três grandes fontes de informação:
visão;
sistema vestibular;
propriocepção.
Normalmente, essas três fontes trabalham juntas.
Em voo visual, a visão possui enorme importância.
Quando entramos em IMC, entretanto, retiramos justamente uma das referências mais poderosas do sistema.
O cérebro passa a depender muito mais das outras duas.
E elas podem ser enganadas pelas acelerações do voo.
A visão: nosso principal instrumento natural de orientação
O ser humano é extremamente dependente da visão.
O horizonte fornece uma referência poderosa.
O cérebro consegue identificar rapidamente:
onde está em cima;
onde está embaixo;
se estamos inclinados;
se estamos girando;
e como nos deslocamos em relação ao ambiente.
Em VMC, isso normalmente funciona muito bem.
Em IMC, essa referência desaparece.
É por isso que os instrumentos passam a fornecer aquilo que a natureza deixou de oferecer.
O horizonte artificial substitui o horizonte verdadeiro.
O sistema vestibular: nosso "sensor de movimento"
Dentro do ouvido interno encontramos estruturas fundamentais para equilíbrio e percepção de movimento.
Entre elas estão os canais semicirculares e os órgãos otolíticos.
Os canais semicirculares respondem principalmente às acelerações angulares.
Os órgãos otolíticos respondem às acelerações lineares e à gravidade.
Parece perfeito para voar.
Mas não é.
Esses sistemas possuem limitações.
Eles foram desenvolvidos para movimentos humanos normais.
Uma aeronave pode submetê-los a movimentos e acelerações capazes de gerar interpretações equivocadas.
Os canais semicirculares e as curvas
Imagine uma curva iniciada lentamente.
Se a aceleração angular ficar abaixo de determinado limiar de percepção, o piloto pode não perceber claramente que começou a inclinar.
Depois de permanecer algum tempo em uma curva estabilizada, o fluido existente nos canais semicirculares tende a acompanhar o movimento.
A sensação de rotação pode diminuir.
O piloto pode então sentir que está voando reto, apesar de continuar em curva.
Agora imagine que ele finalmente nivele as asas.
O sistema vestibular pode produzir a sensação de que começou uma curva para o lado contrário.
O instrumento diz:
asas niveladas.
O corpo diz:
estamos inclinando.
Esse conflito pode ser extremamente convincente.
The leans: quando nivelar parece estar errado
Uma das ilusões vestibulares clássicas é conhecida como the leans.
O piloto entra lentamente em uma inclinação sem perceber.
Depois reconhece o desvio nos instrumentos e corrige.
Ao nivelar a aeronave, pode experimentar uma forte sensação de inclinação na direção oposta.
O perigo aparece quando tenta corrigir essa sensação.
Se obedecer ao corpo em vez dos instrumentos, pode colocar novamente a aeronave em atitude incorreta.
É um exemplo perfeito do princípio:
em IMC, sentir não significa saber.
Acelerar pode parecer subir
Existe outra ilusão particularmente interessante.
Imagine uma aeronave acelerando em voo nivelado.
A aceleração longitudinal atua sobre o organismo.
Os órgãos otolíticos podem interpretar a resultante das forças como se a cabeça estivesse inclinando para trás.
O piloto pode experimentar sensação de nariz alto.
Ou seja:
o avião acelera para frente, mas o corpo interpreta como se estivesse cabrando.
Essa é a chamada ilusão somatográvica.
Se o piloto acreditar nessa sensação, poderá empurrar o manche.
Agora temos um problema sério.
A aeronave estava nivelada.
O piloto sentiu nariz alto.
Baixou o nariz.
E pode iniciar uma descida sem perceber visualmente.
Desacelerar pode produzir a sensação contrária
O inverso também pode ocorrer.
Durante desaceleração, o piloto pode experimentar sensação de nariz baixo.
Se tentar corrigir essa falsa percepção, poderá comandar atitude excessivamente cabrada.
Novamente:
a sensação é real.
A interpretação é que está errada.
Essa distinção é fundamental.
O corpo não está "falhando"
Quando falamos em ilusões sensoriais, pode parecer que existe algum defeito no organismo.
Não existe.
O sistema está funcionando exatamente como foi desenvolvido.
O problema é que estamos utilizando esse sistema em um ambiente para o qual ele não foi originalmente projetado.
Na Terra, aceleração linear e inclinação corporal possuem relações normalmente fáceis de interpretar com auxílio da visão e do contato com o solo.
No voo, essas forças podem aparecer combinadas.
O cérebro precisa interpretar um ambiente tridimensional extremamente diferente.
Propriocepção: o que músculos e articulações dizem
Existe ainda outro sistema importante.
A propriocepção informa ao cérebro a posição relativa das partes do corpo.
Sabemos onde estão nossos braços mesmo de olhos fechados.
Percebemos pressão no assento.
Sentimos forças sobre o corpo.
Em voo, essas sensações também podem ser enganosas.
Em uma curva coordenada, por exemplo, a força resultante pode continuar pressionando o piloto contra o assento de maneira aparentemente "vertical".
Para o corpo, tudo pode parecer perfeitamente normal.
Enquanto isso, a aeronave está inclinada.
Um copo dentro do avião ajuda a entender
Imagine um copo com líquido dentro de uma aeronave realizando uma curva coordenada.
Para quem está dentro da cabine, o líquido não necessariamente se comportará da maneira intuitiva que esperaríamos olhando apenas para a inclinação das asas em relação ao horizonte terrestre.
Piloto, passageiros e objetos dentro da aeronave estão submetidos ao mesmo sistema acelerado.
Essa é uma maneira interessante de compreender por que nosso corpo pode aceitar uma condição inclinada como se fosse "normal".
Caminhar é praticamente bidimensional; voar é tridimensional
Quando caminhamos sobre a Terra, nosso movimento está essencialmente limitado pela superfície.
Podemos:
ir para frente;
para trás;
para a esquerda;
para a direita.
É claro que subimos escadas, descemos rampas e enfrentamos desníveis.
Mas existe uma referência constante:
o solo.
No avião, essa restrição desaparece.
Podemos simultaneamente:
avançar;
subir;
inclinar;
curvar;
acelerar;
e modificar nossa trajetória vertical.
O movimento ocorre verdadeiramente em três dimensões.
Isso muda completamente a maneira como as acelerações chegam ao organismo.
Na Terra, "para baixo" é óbvio
Existe uma experiência simples.
Solte uma chave.
Ela cai.
O cérebro possui uma referência imediata de verticalidade.
Agora coloque esse mesmo ser humano dentro de uma aeronave em movimento acelerado.
O que ele percebe não é apenas a gravidade terrestre isoladamente.
Percebe uma resultante de forças.
Essa resultante pode criar uma vertical aparente diferente daquela que imaginamos intuitivamente.
É justamente essa discrepância que participa de várias ilusões de voo.
O voo coordenado pode esconder a curva do corpo
Esse é outro conceito fascinante.
Uma curva bem coordenada pode ser confortável.
Não existe necessariamente a sensação de estar "caindo para o lado".
O corpo permanece pressionado contra o assento.
Para o passageiro sem referência externa, pode ser difícil determinar precisamente a inclinação da aeronave.
É exatamente por isso que não podemos utilizar o chamado "seat of the pants" como referência confiável de atitude em IMC.
O assento pode mentir.
Ou, mais precisamente:
nosso cérebro pode interpretar incorretamente aquilo que o assento está nos dizendo.
E existe ainda a visão enganosa
Nem todas as ilusões ocorrem dentro de nuvens.
À noite, sobre o mar ou sobre regiões sem iluminação, podemos encontrar pouquíssimas referências externas.
Existe o conhecido black-hole effect, associado a aproximações noturnas sobre áreas escuras com referências visuais limitadas.
Luzes inclinadas no terreno também podem criar falsos horizontes.
Nuvens podem produzir referências visuais enganosas.
Portanto, até mesmo quando enxergamos alguma coisa do lado de fora, precisamos avaliar se aquilo constitui uma referência confiável.
Graveyard spiral: quando o corpo aceita uma curva como voo reto
Uma das situações mais perigosas relacionadas à desorientação espacial é a chamada graveyard spiral.
O piloto entra em uma curva.
Depois de algum tempo, deixa de perceber a rotação.
A perda de altitude chama sua atenção.
Sem reconhecer adequadamente a curva, ele pode puxar o manche tentando recuperar altitude.
Mas em uma curva, aumentar o comando de profundor pode apertar ainda mais a trajetória.
A aeronave perde mais altitude.
A velocidade aumenta.
O piloto puxa mais.
E a situação pode deteriorar rapidamente.
O problema começou quando a percepção corporal deixou de representar corretamente a atitude da aeronave.
Por que o treinamento IFR é tão antinatural no começo?
Porque estamos ensinando o cérebro a fazer algo que contradiz milhões de experiências acumuladas desde a infância.
Desde que aprendemos a ficar em pé, confiamos nos sentidos.
No treinamento IFR dizemos:
"Se sua sensação discordar dos instrumentos confiáveis, ignore a sensação."
Isso exige reaprendizado.
O piloto precisa desenvolver uma nova referência.
O horizonte deixa de estar do lado de fora.
Passa a estar no painel.
O instrumento não sente
Esse talvez seja o grande diferencial.
O horizonte artificial não possui ouvido interno.
Não sente aceleração como uma pessoa.
Não fica ansioso.
Não sente vertigem.
Não possui medo.
Ele utiliza suas fontes de dados para determinar a atitude da aeronave.
É por isso que, desde que esteja funcionando corretamente e sua informação tenha sido validada pelo cross-check, ele constitui uma referência muito mais adequada do que nossas sensações em IMC.
Mas os instrumentos também podem falhar
E aqui aparece a sofisticação do voo por instrumentos.
Não podemos simplesmente trocar:
"confie no corpo"
por
"acredite cegamente em uma tela".
Pilotos precisam fazer cross-check.
Atitude precisa fazer sentido com velocidade, altitude, razão vertical, potência, rumo e demais informações disponíveis.
Se um instrumento contradiz todos os outros, precisamos considerar a possibilidade de falha.
Portanto:
não confiamos cegamente em um instrumento.
Confiamos em um conjunto coerente de informações verificadas.
Terra x voo: qual é a diferença sensorial?
Podemos resumir:
| Na superfície terrestre | Em voo sem referências visuais |
|---|---|
| Solo fornece referência física | Não existe contato com o solo |
| Horizonte geralmente está disponível | Horizonte pode desaparecer |
| Gravidade domina nossa percepção | Gravidade e acelerações se combinam |
| Movimentos são predominantemente limitados pela superfície | Movimento ocorre em três dimensões |
| Visão confirma o sistema vestibular | Visão pode não oferecer referência |
| Pés e postura ajudam na orientação | Pressão no assento pode ser enganosa |
| Aceleração normalmente é fácil de contextualizar | Aceleração pode parecer mudança de atitude |
| Sensações normalmente são úteis | Sensações podem produzir ilusões |
| "Para baixo" parece evidente | A vertical percebida pode ser enganosa |
É essa diferença que transforma o voo por instrumentos em algo fisiologicamente tão particular.
O piloto IFR precisa aprender a desconfiar de si mesmo
Essa frase pode parecer estranha, mas possui enorme valor operacional.
Um piloto IFR bem treinado não ignora seus sentidos porque eles são ruins.
Ele reconhece suas limitações fisiológicas.
Sabe que uma sensação muito convincente pode estar errada.
Sabe que experiência não imuniza ninguém contra desorientação espacial.
Sabe que milhares de horas de voo não modificam a anatomia do ouvido interno.
E sabe que disciplina instrumental pode salvar sua vida.
Conclusão: fomos feitos para andar; aprendemos a voar
Talvez essa seja a maneira mais simples de compreender todo o problema.
O ser humano foi biologicamente preparado para viver sobre a superfície terrestre.
Nossos olhos, ouvido interno, músculos, articulações e cérebro trabalham extraordinariamente bem nesse ambiente.
A aviação colocou esse mesmo organismo dentro de uma máquina capaz de se deslocar em três dimensões, acelerar em diferentes eixos e voar sem qualquer referência visual externa.
Não modificamos nossa fisiologia.
Criamos instrumentos para compensar suas limitações.
É exatamente isso que o horizonte artificial representa.
Ele não é simplesmente mais um instrumento no painel.
Quando o horizonte natural desaparece, ele passa a representar a realidade que nossos sentidos já não conseguem determinar com segurança.
Por isso, em voo por instrumentos, existe uma lição que precisa permanecer acima de qualquer sensação:
sentir não é necessariamente saber.
Seu corpo pode jurar que o avião está inclinando.
Pode dizer que o nariz está subindo.
Pode convencer você de que está voando reto.
Mas a física da aeronave não muda porque nossa percepção mudou.
Em IMC, quando as referências externas desaparecem, precisamos transferir nossa confiança para informações instrumentais confiáveis e continuamente verificadas.
Na Terra, nossos sentidos nos orientam.
No voo por instrumentos, precisamos aprender quando eles podem nos enganar.
E talvez essa seja uma das maiores transformações que o treinamento IFR produz em um piloto: aprender que, algumas vezes, para controlar corretamente a aeronave, precisamos acreditar menos no que sentimos e mais no que conseguimos demonstrar pelos instrumentos.
Marcuss Silva Reis
Piloto Comercial de asas fixas, piloto da aviação geral, perito judicial em aviação, economista e técnico em óptica. Pós-graduado em Ciências Aeronáuticas, Segurança da Aviação Civil e Docência do Ensino Superior. Ex-instrutor de escolas de aviação civil, professor universitário.
Referências técnicas
FAA — Pilot's Handbook of Aeronautical Knowledge (PHAK) — Aeromedical Factors.
FAA — Instrument Flying Handbook — Flight Instruments e Spatial Disorientation.
FAA — Airplane Flying Handbook.
FAA — materiais de segurança sobre Spatial Disorientation e vestibular illusions.
ICAO — Human Factors Training Manual — Doc 9683.
ICAO — materiais sobre Human Performance e fatores humanos aplicados à segurança operacional.
