Per Ardua ad Astra

Tanto gilipollas y tan pocas balas

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G-LOC (2/2)

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Retomemos lo que nos quedó pendiente hace unas semanas

Efectos de las aceleraciones verticales negativas.

En la entrada anterior vimos los efectos de aceleraciones positivas, es decir, en ascenso, tirando de los mandos. Pero… ¿y si el sentido fuese el contrario: si empujásemos los cuernos? Pues lo mismo, pero al revés: la sangre, en vez de bajarse a los pies, se subiría a la cabeza y cuello, produciendo dolor de cabeza, congestión en los párpados y la conjuntiva, y culminando con un mayor aflujo de sangre a la retina, lo que produce un redout (la visión se va haciendo más roja, hasta perderla completamente) en torno a los -3 g.

También hay que remarcar que, debido a la propia arquitectura vascular del organismo, la tolerancia a las G’s negativas es mucho menor que a las positivas, entre otras cosas porque el territorio venoso craneal es mucho más pobre en válvulas que eviten el reflujo de sangre. No obstante, en contra de lo que podría parecer a primera vista, no se producen hemorragias cerebrales porque el líquido cefalorraquídeo también es “centrifugado” hacia el cráneo, aumentando la presión intracraneal y compensando el aumento de presión sanguínea.

Prevención y tratamiento de los efectos.

Ilustración de una Split S en WikipediaCon las g negativas no podemos hacer gran cosa. Sin embargo, contamos con la ventaja de que los aviones, al igual que los humanos, tampoco toleran bien las fuerzas negativas: las alas están diseñadas para tirar “hacia arriba”, no “hacia abajo” (los aviones acrobáticos son una excepción). Por esa razón, una de las formas para evitar el exceso de g negativas es transformar las maniobras en otras con g positivas, como se hace en el Split S (en vez de empujar los mandos para bajar, hago medio tonel para ponerme boca abajo y entonces tiro).

Respecto a las g positivas, que son las más comunes y problemáticas, el piloto debe tener de entrada una resistencia “natural”: cualquier alfeñique no puede pilotar un Eurofighter. Así, un piloto de caza debe ser capaz de tolerar por sí solo unos 5 g durante un tiempo relativamente prolongado si quiere ser útil en combate.

Asiento en la cabina de un F-16No obstante, la adopción de ciertas medidas permite aumentar la resistencia innata del piloto y, con ello, su eficacia. Estas medidas empiezan desde el momento en que entramos a la cabina: la propia posición recostada del asiento (30º en el F-16, por ejemplo), que alcanza su máxima expresión en las naves espaciales donde la tripulación va completamente tumbada, permitiendo fuerzas de hasta 26 g (sin embargo, esta postura tampoco evitaría del todo los efectos secundarios: tales aceleraciones transversales podrían llegar a provocar dificultad respiratoria y dolor torácico).

Pantalones anti-gDespués, previo al inicio del vuelo, conectamos los pantalones anti-g: unos pantalones cuyas perneras tienen compartimentos hinchables que se inflan automáticamente con aire para evitar que la sangre se remanse en las piernas (en medicina de urgencias existe un dispositivo similar con el nombre de pantalones antishock), aumentando la tolerancia en unos 2,5 g.

Y por último, cuando ya estemos volando y entremos en una maniobra con grandes aceleraciones, aún podemos conseguir un extra de tolerancia (otras 2,5 g) haciendo como que cagamos. O, dicho más finamente, con una maniobra de Valsalva (espirando contra garganta cerrada, ¡gñññññ!) asociada a la contracción de la musculatura abdominal, e inspirando rápidamente tras cada intento (la maniobra, llamada M-1, debe comprender los tres pasos, dura unos cinco segundos, y cansa tanto que es difícil repetirla más de media docena de veces).

Y, para terminar, un regalito. A ver si adivináis qué piloto de los que aparecen en este vídeo del MAKS está haciendo ese truco que acabo de explicar.

Bibliografía:
Manual de fisiología aeronáutica: nociones de equipos de soporte de vida, paracaidismo, supervivencia y primeros auxilios. Miguel Romero de Tejada y Picatoste. Valladolid: Quirón, 1994.
Medicina aeronáutica: actuaciones y limitaciones humanas. Carlos Velasco Díaz, et al. Madrid: Paraninfo, 1995.
Aviation, high-altitude and space physiology. En: Guyton AC, Hall JE. Textbook of medical physiology. 11th ed. Philadelphia: Elsevier; 2006. p.537-43.

Perpetrado por EC-JPR

septiembre 15th, 2009 a las 12:13 am

Categoría: Aviación,Medicina

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G-LOC: se me va la cabeza (1/2)

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Volar es la hostia. Discúlpenme los oídos finos, pero no encuentro una forma mejor de expresarlo con pocas palabras. Hacedme el favor de notar que cuando digo “volar” no me refiero a encerrarse en un latazo durante seis horas con otras trescientas personas: eso se puede llamar de muchas formas (operación salida, transporte de ganado), pero no volar. Un respeto, coño. Volar es libertad, es jugar con las cuatro dimensiones, es sobrevolar la pista a doscientos cincuenta por hora, tirar de los mandos, y sentir cómo te hundes en el asiento. Es lo que algunos se pueden permitir hacer con una avioneta. Y es a lo que otros se dedican, con casco, uniforme, y unas estrellas en las hombreras: esos sí que saben lo que es desgarrar el aire a mil trescientos kilómetros por hora.

Estos, en concreto, saben especialmente bien en qué consiste esa sensación de sentirse empujado contra el asiento y que los brazos pesen treinta kilos: cuando pilotas un reactor militar, la velocidad y las maniobras generan unas fuerzas brutales que sufren tanto la estructura del avión como el piloto que va dentro. Bien, pero ¿cuáles son los efectos de la aceleración en el hombre?

Base física: aceleración e inercia.

Como toda explicación teórica, es un coñazo. Os recomiendo omitirla pero, si hace falta que le echéis un vistazo, está aquí abajo.

¿Por qué nos interesa la aceleración?

Uno: porque eres un friki, como yo. Si no, no lo estarías leyendo. Y dos: porque la aceleración es la causante de los efectos en el organismo. Todo esto viene porque nuestro cuerpo tiende a seguir como estaba: el avión sube, pero nuestro culo se quiere quedar abajo. Sin embargo, afortunadamente, nosotros también subimos con el avión. Vale, ahora aumentemos el zoom: nuestro cuerpo sube, pero lo que hay en él tiende a permanecer abajo. Por ejemplo, la sangre. En un pull-up (tirar de los mandos), la sangre se nos bajará a los pies. Si tiramos un poco, la sensación será parecida al cosquilleo de una montaña rusa. Sin embargo, si nos llevamos los mandos al pecho, la sangre se empezará a acumular en nuestras piernas y llegará a la cabeza con más dificultad, pudiendo llegar a perder la conciencia. Y de eso es de lo que venía a hablar hoy: de la

G-LOC: G-induced Loss Of Consciousness

De todas las fuerzas que puede sufrir un piloto en su aeronave, sólo nos interesan por sus efectos biológicos las que ocurran en el eje vertical. Las aceleraciones longitudinales, como las de la catapulta de un portaaviones, pueden ser muy excitantes, pero no tienen efectos fisiológicos importantes. Tampoco las laterales, además de que no suelen ser grandes. Por el contrario, las fuerzas ejercidas en el eje vertical sí que tienen más enjundia. En este casos, sus consecuencias dependen de distintos parámetros:

  • El primero, la magnitud. No es lo mismo una aceleración de 1,1 g que otra de 11 g: en la primera apenas sentiríamos algo más de presión en el culo, mientras que en la segunda perderíamos el conocimiento.
  • También hay que tener en cuenta la duración: si es breve, los efectos son menores y la tolerancia es mayor. Por ejemplo, saltando con el asiento eyectable, el piloto puede alcanzar fuerzas de hasta 19 g sin mayores problemas, mientras que 5 g mantenidos durante una maniobra pueden llegar a hacerle perder el conocimiento.
  • Por último, la velocidad de establecimiento (onset rate): siempre son preferibles los cambios progresivos a los cambios bruscos, es más agradable acelerar en un tren que en un avión.

Efectos de las aceleraciones verticales.

A efectos prácticos, la aceleración “multiplica” nuestro peso. Si nuestro brazo pesa siete kilos en la superficie de la Tierra, a 1 g, y ahora nos metemos en un avión acrobático y hacemos un looping a 4 g, tendremos la misma sensación que si nos pusiesen un saco de 21 kg sobre el brazo: un poco difícil moverse en esas condiciones, ¿no os parece?

Asimismo, vimos que la aceleración no sólo la sufría nuestro cuerpo, sino también su contenido y, en especial, la sangre. Si tiramos de los mandos, la sangre tenderá a bajar hacia las piernas, disminuyendo la presión en las partes más elevadas del organismo como, por ejemplo, los ojos. La retina recibe menos irrigación y empieza a funcionar mal: con una presión de perfusión de ~90 mmHg perderíamos la visión periférica, obteniendo lo que se conoce como visión túnel. Y si seguimos tirando de los mandos, aumentando la aceleración hasta unos 5 g, cuando alcanzásemos una presión tan baja como 30 mmHg perderíamos transitoriamente la visión (blackout). Ahora imaginaos la putada que supone quedarse ciego, aunque sea unos segundos, mientras estás enzarzado en un dogfight con otro avión…

Como frikidato, añadir a lo anterior que las células de la retina tienen una reserva de oxígeno de unos cinco segundos: durante ese tiempo no habría forma de provocar un blackout. De ahí que, como vimos al principio, la duración de la aceleración sea importante. Y, poniéndome truculento, eso significa que un guillotinado es capaz de ver su cuello cortado cuando la cabeza cae a la cesta.

Y no se os habrá escapado que esto mismo que le ocurre a los ojos le puede pasar también al cerebro: si mantenemos esa situación durante suficiente tiempo, no le va a llegar sangre y perderemos la conciencia. Esto generalmente va precedido de los efectos visuales, pero si la aceleración se establece lo suficientemente rápido (la onset rate de antes), pueden ocurrir simultáneamente, como le ocurría al pobre incauto del vídeo.

Efectos en la presión arterial de una fuerza de 3,3 gPero, afortunadamente, el organismo tiene mecanismos de compensación para esto: en el cayado de la aorta y el seno carotídeo hay unos sensores de presión (aquí hay tema para otra entrada) que, para mantener el riego, desencadenan un aumento de la frecuencia y la fuerza con la que se contrae el corazón. Sin embargo, esta adaptación tiene un retraso de hasta quince segundos (ver gráfico), por lo que sólo serviría para fuerzas de baja magnitud y larga duración.

Para terminar con este punto sin dejar nada pendiente, comentar también que las g positivas pueden provocar el obvio desplazamiento de la piel (¿visteis los carrillos del tipo del vídeo?) y pequeñas hemorragias (petequias) por la rotura de capilares en las zonas inferiores, llegando incluso a provocar hematomas escrotales…

El próximo día hablaremos de…

  • g’s negativos
  • Prevención y tratamiento de los efectos

Bibliografía:
Manual de fisiología aeronáutica: nociones de equipos de soporte de vida, paracaidismo, supervivencia y primeros auxilios. Miguel Romero de Tejada y Picatoste. Valladolid: Quirón, 1994.
Medicina aeronáutica: actuaciones y limitaciones humanas. Carlos Velasco Díaz, et al. Madrid: Paraninfo, 1995.
Aviation, high-altitude and space physiology. En: Guyton AC, Hall JE. Textbook of medical physiology. 11th ed. Philadelphia: Elsevier; 2006. p.537-43.


Base física: aceleración e inercia.
Lo primero, y sin detenerme mucho, ¿de dónde salen las fuerzas que sufre el piloto? Aviso que en este apartado es donde simplifico y miento. La primera ley de Newton, la de la inercia, dice que todo cuerpo tiende a permanecer en el estado en que se encuentra; si vamos en el coche y giramos en una curva, nuesto cuerpo se desplaza hacia fuera porque quiere seguir recto. O sea (mentira al canto), sentimos una fuerza “contraria” al movimiento: si el avión sube, “la fuerza” nos empuja hacia abajo. Si el avión acelera, “la fuerza” nos empuja hacia atrás. Creo que es bastante intuitivo.
Ahora cuantifiquemos esa fuerza. Todos sabemos que fuerza es masa por aceleración. Por consiguiente, en este ámbito podemos referirnos a fuerza y a aceleración indistintamente: nos da lo mismo decir que nuestro cuerpo sufre una fuerza de “x” Newtons, a decir que sufre una aceleración de “y” metros por segundo cuadrado. Pero esto no lo entiende nadie; no obstante, todos conocemos muy bien qué es el peso, y sabemos que depende de la aceleración de la gravedad (g = 9,81 m/s2). Así que ¿os parece que expresemos la aceleración en función de g? Así podremos referirnos a ella como un múltiplo de g o, lo que es similar, “tantas veces el peso”: es más fácil decir “una fuerza de 3g” que hablar de chorropocientos Newtons.

Perpetrado por EC-JPR

junio 1st, 2009 a las 11:56 am