trabalho pressurização
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UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI
Aspectos físico-químicos sobre o corpo humano na ocorrência de despressurização.
Fábio Souza Bichi
São Paulo
2010
INTRODUÇÃO
O fato de os aviões estar voando cada vez mais alto (onde fatores climáticos indesejáveis e
turbulência são bem menos presentes) apresentou a necessidade de criar um ambiente onde
fosse possível o avião voarem em grandes altitudes sem comprometer a segurança dos
tripulantes e passageiros.Foi então que se foi criado a cabine pressurizada.O ser humano está
acostumado viver em meio a uma pressão atmosférica média em todo planeta.À medida que
subimos muito rápido, como em um avião a jato, essa pressão diminui drasticamente, e ,desta
forma, a contrapressão exercida por nossos corpos se torna muito maior.Pois bem, o que a
pressurização faz é manter dentro do avião um ambiente no qual seja possível a sobrevivência
do ser humano, pois não só mantém a pressão, mas também a temperatura e densidade do ar sob
controle. A pressurização dentro do avião é feita com mecanismos nos motores que injetam o ar
dentro da cabine e é controlada por válvulas, que mantém um diferencial de pressão
determinado.Existem outras válvulas que entram em funcionamento caso uma das válvulas
falharem, para evitar uma despressurização. Se houver uma falha neste processo é necessário
utilizar máscaras de oxigênio.
Pressurização e Despressurização
Pressurização – É quando injetamos ar dentro da cabine para criar um ambiente artificial
parecido com o que encontramos na terra.
As aeronaves comerciais geralmente utilizam níveis de voo que oscilam entre 30 mil e
40 mil pés (cerca de 9.000 a 12 mil metros). Nessa altitude, os efeitos externos começam a
provocar alterações no organismo. Para compensar essas situações e permitir a sobrevivência
dos passageiros, a aeronave é pressurizada, ou seja, à medida que sobe, mais ar é "injetado" em
seu interior, provocando aumento de pressão interna para que esta fique compatível com as
condições apresentadas em terra.
A pressão atmosférica é a pressão exercida pelo peso dos gases sobre a superfície
terrestre. Por isso se diz que, ao nível do mar a pressão atmosférica é igual a 1 g (uma unidade
de gravidade). O nosso corpo está preparado para receber essa pressão sem problemas do nível
do mar até mais ou menos 10 mil pés. relação que evidenciamos é: Quanto maior a altitude,
menor a pressão atmosférica e , portanto menor a Pressão Parcial (Participação de cada gás que
compõe a atmosfera).
Entretanto, graças à pressurização das cabines, as conseqüências das oscilações da
pressão parcial do nitrogênio passaram a ter importância secundária, uma vez que somente
provocam perturbações orgânicas acima de 30.000 ft.
Outra coisa que você vê é que - numa despressurização - o piloto precisa “descer” e
mergulhar a aeronave em alta velocidade.
Isso é porque, mesmo com as máscaras usadas para fornecer o oxigênio que falta, em
altitude, os corpos podem não resistir, pois a contrapressão exercida em nossos corpos (dentro
para fora) se torna muito maior, portanto a morte por embolia seria rápida.
Quando ocorre uma despressurização rápida, a equalização súbita de pressão de ar faz o
ar da cabine se condensar, o que resulta em um efeito de nebulização temporária.
Se a altitude de cabina atinge 14.000 pés, máscaras irão cair automaticamente, geralmente de
compartimentos acima de sua cabeça. Muitas vezes, as máscaras apenas oscilam acima da
cabeça, inicialmente, e é a ação de puxar para fazê-la chegar a seu rosto, que estabelece o
fornecimento de oxigênio. Em uma descompressão rápida, você pode ter apenas vinte segundos
de consciência útil (ou seja, quando ainda são capazes de pensar com clareza), você pode
permanecer consciente durante algum tempo depois, mas será incapaz de pensar ou coordenar
corretamente. Isto é normalmente acompanhado por um sentimento de euforia - um sinal típico
de falta de oxigênio para o cérebro.
Princípios físicos
A atmosfera composta por:
21% de oxigênio e 79% de nitrogênio.
A Lei de Dalton determina que a pressão parcial de um gás, componente de uma mistura, seja
proporcional a sua fração nessa mistura.
- Um organismo aeróbio está submetido a uma pressão parcial de oxigênio determinada
pela altitude em que se encontra.
- Sendo a pressão total da mistura no nível do mar de 760mmhg, a pressão parcial do
oxigênio será de 160mmhg.
-
A Lei de Henry, os gases dissolvem-se nos líquidos de forma diretamente proporcional à
pressão e cada gás apresenta um determinado coeficiente de solubilidade em um líquido
específico.
- É o que acontece com a garrafa de champanhe, quando aberta. A pressão dentro dela, que
era grande, diminui ao contato com a atmosfera e o gás, fisicamente dissolvido, desprende-se.
A Lei de Boyle estabelece que a pressão é inversamente proporcional ao volume do gás.
Boeing 307 Stratoliner: o primeiro avião comercial pressurizado
O primeiro avião pressurizado do mundo
Até a década de 1930, todas as aeronaves comerciais voavam em baixas altitudes, para permitir
aos passageiros respirar normalmente, sem o uso das máscaras de oxigênio então em uso em
aeronaves militares. O voo em baixa altitude, porém, normalmente é bastante desconfortável, já
que a aeronave está sujeita a turbulência térmica e mecânica, pela proximidade com o solo.
Em 1938, a empresa encomendou o recém-lançado Boeing 307 Stratoliner
Os fabricantes de aeronaves então pesquisavam a possibilidade de fabricar uma cabine
pressurizada, que permitiria ao avião voar acima das perturbações atmosféricas sem causar
inconvenientes aos ocupantes do avião, tanto passageiros quanto tripulantes que poderiam voar
sem qualquer incômodo, usando garrafas de oxigênio somente em caso de uma emergência que
causasse a descompressão da cabine.
A Boeing saiu na dianteira: a partir de um bombardeiro de sua fabricação, o B-17C, construiu
uma aeronave de passageiros pressurizada. As asas, motores, trens de pouso e empenagem eram
do B-17C, mas uma cabine bastante espaçosa e aerodinâmica foi construída especialmente para
a aeronave, permitindo levar cinco tripulantes e 33 passageiros a 20 mil pés de altitude, com um
diferencial de pressão máximo de 2,5 PSI.
O aumento da complexidade dos sistemas forçou a Boeing a criar uma nova função a bordo, o
Engenheiro de Vôo, ou FE (Flight Engineer), para evitar a sobrecarga de trabalho dos pilotos.
Foi a primeira aeronave a ter esse tripulante no cockpit.
O desempenho da aeronave, de 4 motores, era bastante satisfatório e muito acima das aeronaves
típicas da época, pois tinha velocidade de cruzeiro de 215 MPH a 10 mil pés. Entretanto, ao
entrar em serviço, custava nada menos que 315 mil dólares, então uma quantia considerável. O
custo operacional também era elevado, mas os passageiros apreciaram o conforto até então
inédito de voar em grande altitude, acima da maior parte das nuvens e das turbulências a elas
associadas.
A aeronave entrou em serviço em julho de 1940, época em que a Segunda Guerra Mundial já
tomava conta da Europa, fato que priorizava a construção de aeronaves militares. De fato,
apenas 10 Stratoliners foram construídos antes que a fabricação fosse interrompida e a linha de
produção da Boeing passasse a produzir os necessários bombardeiros B-17. Isso foi vital
especialmente depois que os Estados Unidos entraram na guerra, em 7 de dezembro de 1941,
depois do ataque à Base Aeronaval de Pearl Harbor, no Hawaii. A produção do Stratoliner
nunca mais seria retomada, já que a evolução tecnológica durante a guerra permitiu a fabricação
de aeronaves bem mais evoluídas e de maior capacidade, depois do conflito.
História operacional
Um total de 10 Stratoliners foram construídos, e o primeiro vôo foi em 31 de
Dezembro de 1938. Um Boeing 307 protótipo NX 19901 caiu em 18 de Março de 1939 durante
um vôo de testes. Até 1940realizava rotas entre Los Angeles e Nova Iorque, bem como a
localidades na América Latina. O multi-milionário Howard Hughes comprou um modelo para
seu uso pessoal e o transformou num luxuoso avião. Esse avião foi, posteriormente, vendido à
empresa de petróleo de Glenn McCarthy, em 1949. OHaiti e os Estados Unidos utilizaram o
Boeing 307 em operações militares.
As aeronaves que foram pioneiras da cabine pressurizada sistemas incluem:
Junkers Ju 49 (1931 - um avião alemão de finalidade experimental construída para testar o conceito de pressurização da cabine)
Lockheed XC-35 (1937 - o primeiro avião americano pressurizado com finalidade também para testar o conceito)
Boeing 307 (1938 - o primeiro avião de pistão pressurizado)
Lockheed Constellation (1943 - o primeiro avião pressurizado em serviço de largura)
Avro Tudor (1946 - British primeiro avião pressurizado)
de Havilland Comet (Britânica, Comet 1 1949 - o primeiro avião, Comet 4 1958 - resolver os problemas Comet 1)
Tupolev Tu-144 e Concorde (1968 e 1969 URSS anglo-francês, respectivamente - a primeira a operar em altitude muito alta)
Descompressões incidentes notáveis
Uma lista de notáveis de aeronaves e outros incidentes de descompressão, bem como links para informação mais detalhada é dada na tabela abaixo a partir do artigo principal descompressão descontrolada
Evento DataVaso de pressão
Tipo de evento
Fatalidades / # de bordo
Tipo de descompressão
Causa
BOAC Flight 781
1954de Havilland Comet
Acidente 35/35Descompressão explosiva
Fadiga do metal
Sul Africano Airways Flight 201
1954de Havilland Comet
Acidente 21/21Descompressão explosiva[19] Fadiga do metal
1961 Yuba City B-52 crash
1961 B-52 Stratofortress
Acidente 0 / 8 Slow / descompressão rápida
Esgotamento do combustível aumentou o consumo de combustível após causado por ter de voar abaixo de 10.000 pés após o evento despressurização. Duas bombas
nucleares não detonar com o impacto.
Soyuz 11 reentrada
1971 Soyuz Acidente 3 / 3Descompressão gradual
Válvula de ventilação da cabine danificada
American Airlines Flight 96
1972Douglas DC-10-10
Acidente 0 / 67Descompressão rápida[20] Cargo falha porta
Turkish Airlines Flight 981
1974Douglas DC-10-10
Acidente 346/346Descompressão explosiva[21] Cargo falha porta
Far Eastern Air Transport Flight 103
1981 Boeing 737 Acidente 110/110Descompressão explosiva
Corrosão
Byford acidente Dolphin
1983 Diving bell Acidente 5 / 6Descompressão explosiva
Erro humano, não fail-safe no projeto
Coreano Air Lines Flight 007
1983Boeing 747-230B
Shootdown 269/269Descompressão rápida[22][23]
Intencionalmente ateado fogo ar-míssil ar após a aeronave desvia em proibido aéreo
Japan Airlines Flight 123
1985Boeing 747-SR46
Acidente 520/524Descompressão explosiva
A falha estrutural de pressão traseira
Aloha Airlines Flight 243
1988Boeing 737-297
Acidente 1 / 95Descompressão explosiva[24] Fadiga do metal
United Airlines Flight 811
1989Boeing 747-122
Acidente 9 / 355Descompressão explosiva
Cargo falha porta
British Airways Vôo 5390
1990BAC One-Eleven
Incidente 0 / 87Descompressão rápida[25]
Falha do pára-brisas
LionAir Flight LN 602
1998Antonov An-24RV
Shootdown 55/55Descompressão rápida
Provável MANPAD shootdown
Dakota do Sul Learjet
1999 Learjet 35 Acidente 6 / 6Descompressão gradual ou rápida
(Indeterminado)
China Airlines Flight 611
2002Boeing 747-200B
Acidente 225/225Descompressão explosiva
Fadiga do metal
Helios Airways Flight 522
2005Boeing 737-31S
Acidente 121/121Descompressão gradual
O sistema de pressurização foi definido como manual para todo o vôo, resultando em uma falha de pressurização da cabine.[26]
Alaska Airlines Flight 536
2005 McDonnell Douglas MD-80
Incidente 0 / 140 + tripulação
Descompressão rápida
Falha do operador a apresentar-colisão envolvendo um carro de carregamento de bagagem na porta de embarque. Descomprimido em
26.000 pés
Qantas Flight 30
2008Boeing 747-438
Incidente 0 / 365Descompressão rápida[27]
Fuselagem rompida pela explosão de uma cilindro de oxigênio
Southwest Airlines Flight 2294
2009Boeing 737-300
Incidente0 / 126 + 5 tripulação
Descompressão rápida
1 pé quadrado (0,093 m2) Buraco soprado na fuselagem durante o vôo.[28] Sob investigação
Vantagens de cabine pressurizada:
- Dispensa o uso de O2 suplementar
- Aumenta o Conforto no ambiente
- Miniminiza os efeitos de aeroembolia e hipóxia
- Atenua a aerodilatação
- Previne doença da descompressão
- Reduz a Fadiga de vôo
Desvantagens de cabines pressurizadas:
- Altera o desempenho da aeronave
- Cria um microclima artificial
- Expõe ao risco da descompressão
MECANISMO DA PRESSURIZAÇÂO
Tipos de despressurização:
Despressurização explosiva
Descompressão explosiva ocorre em uma taxa mais rápida do que aquela em que o ar pode
escapar dos pulmões, geralmente em menos de 0,1 a 0,5 segundos. O risco de trauma pulmonar
é muito alto, como é o perigo de todos os objetos que podem tornar-se inseguros projeteis
devido à explosivos vigor.
Paul Withey, um especialista em aviação, descreveu uma descompressão explosiva dentro de
uma cabine da aeronave como semelhante à explosão de uma bomba de 500 libras (225 kg)
dentro da cabine.
Descompressão rápida
Descompressão rápida normalmente demora mais de 0,1 a 0,5 segundos, permitindo que os
pulmões para descompactar mais rapidamente do que a cabine. O risco de dano pulmonar ainda
está presente, mas reduziu significativamente em relação à descompressão explosiva.
Descompressão lenta
Lenta ou gradual descompressão ocorre lentamente o suficiente para passar despercebido e só
poderia ser detectada por instrumentos. Este tipo de descompressão também pode surgir de uma
falha quando a aeronave sobe para altitude. Este tipo de despressurização pode ser intencional,
quando uma aeronave se prepara para o pouso a cabine é despressurizada para equiparar a
pressão interna com a do solo.
Pressão
A pressão é um fenômeno muito comum nas nossas vidas. O meteorologista dá-nos a pressão
atmosférica, o frentista do posto de combustível e de serviços mecânicos confere a pressão dos
nossos pneus, o doutor mede nossa pressão sangüínea como parte do exame físico.
Pressão é definida como a força por unidade de área num gás ou num líquido. Para um sólido a
quantidade de força por unidade de área é referida como tensão (stress). Você provavelmente
sabe que a pressão atmosférica é cerca de 105 N/m2 e que a pressão num pneu de bicicleta pode
ser tão alta quanto 90 lb/in2 (= 6,12 atm). No sistema métrico a pressão é medida em newtons
por metros quadrados; que é a unidade do S.I. também chamada pascal (Pa). Nenhuma destas
unidades é de uso comum na medicina. O método mais comum de indicar a pressão na medicina
é pela altura de uma coluna de mercúrio (Hg). Por exemplo, um pico de pressão sangüínea
(sistólica) lida como 120 mmHg indica que uma coluna de mercúrio desta altura tem uma
pressão na sua base igual a pressão sangüínea sistólica do paciente. A pressão atmosférica é
cerca de ou 760 mmHg ( = 30 in.Hg). A Tabela 6.1 lista algumas das unidades comuns usadas
para medir pressão e dá a pressão atmosférica em cada sistema.
A pressão P sob uma coluna de líquido pode ser calculada por P = g h, onde é a densidade
do líquido, g é a aceleração devido a gravidade, e h é a altura da coluna. Desde que a densidade
do mercúrio é 13,6 g/cm3, uma coluna de água tem que ser 13,6 vezes maior que uma dada
coluna de mercúrio a fim de produzir a mesma pressão. É algumas vezes conveniente indicar
diferenças de pressão no corpo em termos da altura de uma coluna de água.
Tabela 1. Algumas das Unidades Comuns Usadas para Medir Pressão
Atmosferas N/m2 cm H2O mm Hg lb/in.2 (psi)
1 atmosfera 1 1,01 x 105 1033 760 14,7
1 N/m2 0,987 x 10-5 1 0,0102 0,0075 0,145 x 10-3
1 cm H2O 9,68 x 10-4 98,1 1 0,735 0,014
1 mm Hg 0,00132 133 1,36 1 0,0193
1 lb/in2. (psi) 0,0680 6895 70,3 51,7 1
Exemplo 1
Que altura de água produzirá a mesma pressão que 120 mmHg?
P = g h = (13.6 g/cm3) (980 cm/s2) (12 cm) = 1.6 105 dinas/cm2
Para a água 1,6 105 dinas/cm2 = (1,0 g/cm3) (980 cm/s2)
h = 163 cm de H2O.
A altura da água pode ser obtida multiplicando a altura do mercúrio por 13,6
Desde que vivemos num mar de ar com uma pressão de 1 atm, é mais fácil medir a pressão
relativa à pressão atmosférica do que medir a verdadeira pressão, ou pressão absoluta. Por
exemplo, se a pressão num pneu de bicicleta é de 60 lib/in2. ( = 4,08 atm), a pressão absoluta é
60 + 14,7, ou aproximadamente 75 lb/in2 (5,1 atm). A pressão 60 lb/in2 ( = 4,08 atm) é a
"pressão manométrica". A menos que falemos em contrário, todas as pressões usadas neste
capítulo são pressões manométricas.
Existem vários lugares no corpo onde as pressões são mais baixas do que a atmosférica, ou
negativa. Por exemplo, quando inspiramos a pressão nos pulmões deve ser um pouco menor que
a pressão atmosférica senão o ar não fluiria para dentro do corpo. A pressão nos pulmões
durante a inspiração é tipicamente uns poucos centímetros negativos de água. Quando uma
pessoa bebe através de um canudo, a pressão na sua boca deve ser negativa por uma quantidade
igual a altura da sua boca acima do nível do líquido que ela está bebendo. Outros exemplos de
pressão negativa serão discutidos no Apêndice 1, quando consideraremos a física dos pulmões e
da respiração.
A tabela 2 lista algumas pressões típicas no corpo. O coração atua como uma bomba,
produzindo pressão bastante alta ( 100 a 140 mmHg) para forçar o sangue através das artérias.
O sangue venoso que retorna está a uma pressão um pouco mais baixa e, de fato, precisa ajudar
a ir das pernas ao coração. O fracasso neste sistema de retorno das pernas freqüentemente
resulta nas veias varicosas.
Tabela 2 Pressões Típicas no Corpo Normal
Pressões Típicas (mm Hg)
Pressão sangüínea arterial
Máxima (sístole) 100 - 140
Mínima (diástole) 60 - 90
Pressão sangüínea venosa 3 - 7
Grandes veias < 1
Pressão sangüínea capilar
Final de Artéria 30
Final de veia 10
Pressão no ouvido médio < 1
Pressão no olho – humor aquoso 20
Pressão do fluido cerebrospinal no cérebro (lying down) 5 -12
Pressão gastrointestinal 10 - 20
Pressão intratorácica (entre os pulmões e as paredes do peito) - 10
Pressão dentro do Crânio
O cérebro contém aproximadamente 150 cm3 de fluido cerebrospinal (FCS) numa série de
aberturas interconectadas chamadas ventrículos. O fluido cerebrospinal é gerado dentro do
cérebro e flui através dos ventrículos para o interior da coluna espinhal e eventualmente para o
interior do sistema circulatório. Um dos ventrículos, o aqueduto, é especialmente estreito. Se ao
nascer esta abertura está fechada por qualquer razão, o FCS é preso no interior do crânio e
aumenta a pressão interna. O aumento de pressão faz o crânio aumentar. Esta séria condição,
chamada hidrocefalia (literalmente, cabeça-d’água), é um problema moderadamente comum na
infância. Entretanto, se a condição é detectada bem cedo, ela pode ser freqüentemente corrigida
cirurgicamente instalando um sistema de drenagem de desvio para o FCS.
Não é conveniente medir a pressão FCS diretamente. Um método muito grosseiro de detectar
hidrocefalia é medir a circunferência do crânio logo acima das orelhas. Valores normais para
crianças recém-nascidas são de 32 a 37 cm, e um valor maior pode indicar hidrocefalia. Outro
método qualitativo de detecção, a transiluminação, faz uso das propriedades de espalhamento de
luz do FCS bem claro dentro do crânio.
Pressão no Globo ocular
Os fluidos claros no globo ocular (o humor aquoso e vítreo) que transmitem a luz para a retina
(a parte do olho sensível à luz), estão sob pressão e mantém o globo ocular com uma forma e
tamanho fixos. As dimensões do olho são críticas para uma boa visão – uma variação de
somente 0.1 mm no seu diâmetro tem um efeito significativo na claridade da visão. Se você
pressiona o seu próprio olho com seu dedo você notará a resistência do olho devido à pressão
interna. A pressão no olho normal varia de 12 a 23 mm Hg.
O fluido na parte da frente do olho, o humor aquoso é praticamente água. O olho produz
continuamente humor aquoso e um sistema de drenagem permite o excesso escapar. Se um
bloqueio parcial deste sistema de drenagem ocorre, a pressão cresce e a pressão aumentada pode
restringir o suprimento sangüíneo para a retina e isto afeta a visão. Esta condição, chamada
glaucoma, produz uma visão de túnel nos casos moderados e cegueira nos casos severos.
Pressão no Crânio
Pressão no Sistema Digestivo
O corpo tem uma abertura através dele. Esta abertura, o tracto digestivo, é bem tortuosa; ela se
estende mais de 6 m da boca até o ânus. A maioria do tempo está fechada na extremidade
inferior e tem vária outras restrições. A Figura 6.3 mostra esquematicamente as válvulas e
esfíncteres (músculos circulares) do tracto digestivo, que se abre para a passagem da comida,
bebida e seus subprodutos. As válvulas são projetadas para permitirem um fluxo unidirecional
da comida. Com algum esforço é possível reverter o fluxo, tal como durante o vômito (náusea).
A pressão é maior que a atmosférica na maioria do sistema gastrointestinal (GI). Entretanto, no
esôfago, a pressão está acoplada à pressão entre os pulmões e a parede do peito (pressão
intratorácica) e é usualmente menor que a atmosfera. A pressão intratorácica é algumas vezes
determinada medindo-se a pressão no esôfago.
Durante a alimentação a pressão no estômago aumenta quando as paredes do estômago são
esticadas. Entretanto, desde que o volume aumenta com o cubo do raio (R3) enquanto a tensão
(força de estiramento) é proporcional a R, o aumento na pressão é muito lento. Um aumento
mais significativo na pressão é devido ao ar engolido durante a refeição. Ar preso no estômago
causa arroto ou vômito. Este ar preso é freqüentemente visível num raio - X do peito.
No intestino, o gás (flato) gerado por ações de bactérias aumenta a pressão. Fatores externos tais
como cintos, faixas, voar, nadar afetam a pressão no intestino.
Uma válvula, o piloro, evita o fluxo de sangue voltar do intestino delgado para dentro do
estômago. Ocasionalmente um bloqueio forma no intestino delgado ou grosso e a pressão se
forma entre o bloqueio e o piloro; se esta pressão torna-se suficientemente g rande para
restringir o fluxo sangüíneo aos órgãos críticos, ela pode causar a morte. Intubação, a passagem
de um tubo oco através do nariz, estômago e piloro, é geralmente usado para liberar a pressão.
Se a intubação não funcionar é necessário liberar a pressão cirurgicamente. Entretanto, a pressão
alta aumenta grandemente o risco de infecção porque os gases presos expandem rapidamente
quando a incisão é feita. Este risco pode ser reduzido se a cirurgia é feita em uma sala de
operação em que a pressão externa é maior que a pressão no intestino.
A pressão no sistema digestivo está acoplada aquela dos pulmões através do diafragma flexível
que separa os dois sistemas de órgãos. Quando é necessário ou desejável aumentar a pressão no
intestino, tal como durante a defecção, uma pessoa faz uma respiração profunda, prende os
pulmões na glote (cordas vocais) e contrai os músculos abdominais.
Pressão no Esqueleto
As maiores pressões no corpo são encontradas nas juntas dos ossos de sustentação do peso.
Quando todo o peso está numa perna, tal como quando andamos, a pressão na junta do joelho
pode ser mais que 10 atm! Se não fosse por uma área relativamente grande das juntas, a pressão
seria mesmo maior (Figura 6.4). Desde que a pressão é a força por unidade de área, para uma
dada força a pressão é reduzida quando a área é aumentada.
Juntas ósseas saudáveis são melhores lubrificadas que o melhor mancal feito pelo homem. Se
um lubrificante convencional fosse usado numa junta ele seria espremido e a junta logo estaria
seca. Felizmente, o sistema é tal que quanto maior a pressão, melhor a lubrificação.
Os ossos tem-se adaptado de maneira a reduzir a pressão. Os ossos dos dedos são chatos ao
invés de cilíndricos no lado de agarrar, e a força é espalhada sobre uma superfície maior; isto
reduz a pressão nos tecidos sobre os ossos.
Pressão na Bexiga Urinária
Pressão no Sistema Digestivo
Pressão no Esqueleto
Uma das mais notáveis pressões internas é a pressão na bexiga devido ao acumulo de urina. A
mostra a curva típica pressão - volume para a bexiga, que estica quando o volume aumenta.
Poder-se-ia ingenuamente esperar o aumento na pressão ser proporcional ao volume. Entretanto,
para um dado aumento do raio R o volume aumenta com R3 enquanto a pressão cresce somente
com R2. Esta relação largamente explica a inclinação relativamente baixa da maior parte da
curva pressão - volume na Fig. 6.6. Para adultos, o volume máximo típico na bexiga antes de
esvaziar é 500 ml. Em algumas pressões (~ 30 cm H2O) a micturição ("gotta go") reflexo ocorre.
A resultante contração muscular bastante grande nas paredes da bexiga produz uma pressão
momentânea de até 150 cm H2O. Garotos ocasionalmente fazem o "experimento" físico de
medir esta pressão máxima diretamente observando quão alto eles podem urinar na parede de
uma construção.
A pressão normal de esvaziamento é bem baixa ( 20 a 40 cm H2O), mas para homens que
sofrem de obstrução prostática da passagem urinária pode ser acima de 100 cm H2O.
A pressão na bexiga pode ser medida passando um cateter com um sensor de pressão no interior
da bexiga através da passagem urinária (uretra). Em direta cistometria a pressão é medida por
meio de uma agulha inserida através das paredes do abdômen diretamente na bexiga (Fig. 6.7).
Esta técnica dá informação da função das válvulas fechadas (esfíncter) que não podem ser
obtidas com a técnica do cateter.
A pressão da bexiga aumenta durante a tosse, esforços e permanecendo em pé. Durante a
gravidez, o peso do feto sobre a bexiga aumenta a pressão da bexiga e causa freqüente micção.
Uma situação estressante também pode produzir um aumento de pressão; estudando para
exames freqüentemente resulta em muitas idas ao banheiro devido ao "nervosismo".
Sintomas físicos
Os sintomas físicos com a despressurização lenta são: fadiga, dor de cabeça, cansaço, confusão
ou euforia, problemas de coordenação, dificuldade de raciocínio e visão. Com a
Pressão no Crânio
despressurização rápida os sintomas são: rápida expansão do peito, dificuldade de raciocínio e
visão, dor de ouvidos e sinusite, formação e expulsão de gases, problemas de coordenação,
dificuldade de respiração e fala.
Efeitos Orgânicos da despressurização:
- Hipotermia - Exposição ao congelamento de ar frio em altitude elevada.
- Hipóxia –Deficiência de oxigênio nos tecidos orgânicos.Em indivíduos, particularmente
aqueles com doenças cardíacas ou pulmonares, sintomas podem começar tão baixo quanto
1.500 metros acima do nível do mar.
- Doença de altura - O local apresenta baixa pressão parcial de dióxido de carbono (CO2) e faz
com CO2 seja expelido para fora a partir do sangue, aumentando assim o pH do sangue. Nos
passageiros podem ocorrer fadiga, náusea, dores de cabeça, insônia e em vôos longos até edema
pulmonar.
- Doença da descompressão - O local apresenta baixa pressão parcial de gases, principalmente
nitrogênio (N2), mas incluindo todos os outros gases, eles podem causar gases dissolvidos no
sangue a precipitar, resultando em embolia gasosa ou bolhas na corrente sanguínea. Os sintomas
podem incluir: cansaço, esquecimento, dores de cabeça, derrame, trombose prurido subcutâneo.
- Barotraumas: A incapacidade de equalizar a pressão do ar em espaços internos, tais como a
orelha ou trato gastrintestinal, ou lesão mais grave, como um pulmão estourar.
- Aerodilatação.
- Lesões pulmonares (descompressão explosiva).
Conseqüências típicas de hipóxia incluem o aumento da respiração e da freqüência cardíaca,
liberação de líquido pelo sangue (edema), aumento do volume sanguíneo para o cérebro e os
pulmões, detrimento dos sistemas digestivo e muscular, impedância visual (visão túnel), e um
aumento na alcalina pH do sangue.
Na altitude, uma reação muito comum é o aumento do débito urinário. Os rins sentem o baixo
nível de oxigênio e imediatamente liberam um hormônio eritropoietina, que comanda a medula
óssea a produzir mais glóbulos vermelhos para aumentar a capacidade de transporte de oxigênio
do sangue. Para dar espaço para o aumento das células vermelhas, o organismo despeja o
líquido do sangue - urina em excesso e acúmulo de líquido nos tecidos do corpo, são dois
resultados diretos destas ações biológicas. Na subida inicial, o corpo libera de 10 a 15 por cento
de plasma do sangue. Se um visitante for totalmente climatizado, um processo que levaria duas
semanas de presença constante em altitude, o corpo da contagem de células vermelhas do
sangue iria aumentar 30-50 por cento.
Uma adicional alteração química no sangue, que é comum em resultados de altitude a partir da
diminuição de CO2 - devido ao aumento da respiração - faz com que o pH do sangue suba. Isto
resulta no transporte prejudicial do oxigênio e respiração, um ciclo irregular de cessação da
respiração e respiração rápida. Os rins sentido, a níveis mais elevados de pH, começar o
processo de puxar bicarbonato do sangue.
Ocasionalmente, o líquido se acumula mais rapidamente do que o organismo possa absorvê-la.
O resultado é o edema pulmonar ou cerebral: duas condições muito graves. Um edema
Pulmonar ou cerebral pode ser fatal. Os estudos clínicos têm demonstrado que a uma altitude de
14.000 pés, 0,5 por cento dos adultos e 8 por cento das crianças menores de 16 anos de idade
vão sofrer de edema pulmonar. Homens e mulheres são igualmente afetados.
No edema pulmonar da alta altitude, os pulmões se tornam alagadas, aumentando assim os
sintomas de hipóxia em níveis potencialmente críticos, levando à insuficiência respiratória. Um
batimento cardíaco muito rápido (taquicardia), taxa de respiração muito rápida (taquipnéia),
dores no peito (dispnéia) .
O edema cerebral de altitude é o resultado da liberação de líquido no espaço craniano. Suas
características incluem cefaléia intensa, perda de coordenação (ataxia), e perda da capacidade
sensorial (obnubilação), que pode levar ao coma. Os primeiros sintomas são fraqueza,
desorientação, alucinações e comportamento irracional.
A concentração de oxigênio ao nível do mar é de cerca de 21% e as médias de pressão
barométrica 760 mmHg. À medida que aumenta a altitude, a concentração continua a mesma,
mas o número de moléculas de oxigênio por respiração é reduzida. Em 12.000 pés (3.658
metros), a pressão barométrica é apenas 483 mmHg, por isso há moléculas de oxigênio,
aproximadamente, 40% menos por respiração. A fim de oxigenar adequadamente o corpo, a sua
taxa de respiração (mesmo quando em repouso) tem que aumentar. Esta ventilação extra
aumenta o teor de oxigênio no sangue, mas não a concentração do nível do mar. Uma vez que a
quantidade de oxigênio necessário para a atividade é a mesma, o corpo deve ajustar-se com
menos oxigênio. Além disso, por razões não totalmente compreendidas, altitude elevada e baixa
pressão do ar faz com que a fuga de fluido dos capilares que pode causar acúmulo de líquido em
ambos os pulmões e no cérebro. Continuando a altitudes mais elevadas, sem aclimatação
adequada pode levar potencialmente graves, até mesmo doenças graves
Por exemplo, se você caminhada a 10.000 pés (3.048 metros), e passar vários dias em que a
altitude, o seu corpo aclimata a 10.000 pés (3.048 metros). Se você subir a 12.000 pés (3.658
metros), o seu corpo tem para aclimatar novamente. Uma série de mudanças acontecem no
corpo que lhe permita operar com oxigênio diminuído.
. A profundidade da respiração aumenta.
. Pressão na artéria pulmonar é aumentada, "obrigando" o sangue, em porções do pulmão que
não são normalmente usados durante a respiração do nível do mar.
. O corpo produz mais glóbulos vermelhos para transportar oxigênio.
. O corpo produz mais de uma enzima especial que facilita a liberação de oxigênio da
hemoglobina para os tecidos do corpo.
A qualidade do ar em aviões está sob suspeita.
Uma associação de consumidores da Grã-Bretanha elaborou um relatório que afirma que os passageiros de aviões podem vir a ter problemas de saúde devido à baixa qualidade do oxigênio usado nas cabines.
De acordo com uma estimativa citada pelo documento, há 500 "graves incidentes" desse tipo por ano, atingindo 40 mil passageiros e tripulantes.
Os autores do trabalho disseram que pouco está sendo feito para melhorar a qualidade do ar nos aviões.
A associação analisou os incidentes decorrentes de ar poluído envolvendo os modelos BAe 146, que incluiram desmaios de membros da tripulação durante vôos e pilotos que precisaram receber oxigênio.
Apesar de a BAe, antiga British Aerospace, ter adotado medidas, Patricia Yates -- a editora de "Holiday Which?", a revista da associação -- disse que essas ações podem não resolver o problema completamente.
"O fracasso da indústria da aviação em responder a reiteradas advertências em todo o mundo sobre os incidentes nos aviões BAe 146 não dá aos clientes muita confiança de que sua saúde está sendo suficientemente protegida", afirmou.
O relatório cita um incidente de novembro de 1999, quando dois pilotos de um vôo na Suécia tiveram que usar máscaras de oxigênio. Em dois vôos anteriores, outros membros da tripulação passaram mal, no mesmo avião e na mesma data.
O capitão de outro vôo -- que ia de Paris para a cidade britânica de Birmingham, em novembro da 2000 -- foi visto tombar e seu co-piloto precisou receber oxigênio.
Investigadores que analisaram esses e outros incidentes acreditam que lacres defeituosos nos motores do modelo BAe 146 permitiram que óleo vazasse para seu sistema de ar condicionado.
A pressão em uma cabine de passageiros é supostamente equivalente a de uma altitude de 8.000 pés, independentemente da altitude em que o avião estiver voando.
Mas de acordo com a revista, alguns estudos registraram aviões voando com cabines com pressão superior a de altitude de 8.000 pés.
Testes mostraram que, até mesmo em passageiros saudáveis, os níveis de oxigênio no sangue em grandes altitudes podem cair de forma alarmante, provocando fadiga e suave mal-das-montanhas.
Fonte: CNN
Altitude (pés) Consciência
15.000 18.000 22.000 25.000 28.000 30.000 35.000 40.000 45.000 50.000
30 minutos ou mais
20-30 minutos 5-10 minutos 3-5 minutos
2,5-3 minutos 1-3 minutos
30-60 segundos 15-20 segundos 9-15 segundo 6-9 segundo
A Hipoxemia
A insuficiência respiratória hipóxica é um termo geral utilizado para descrever o intercâmbio deficiente de gases nos pulmões pelo sistema respiratório. O gás no sangue arterial deverá ser usado para determinar a presença de insuficiência respiratória.
A insuficiência respiratória hipoxémica é uma síndrome no qual o sistema respiratório falha em uma ou em suas funções de intercâmbio de gases: oxigenação ou eliminação de dióxido de carbono. A falha respiratória hipoxémica pode ser causada por transtornos no coração, no pulmão, no sangue ou a diminuição do oxigênio no ar inspirado.
Airbus A350 pode ser equipado com sistema automático de descida em
emergência.
Airbus está considerando equipar os A350 XWB com um sistema automático que levaria a
aeronave a descer automaticamente se fosse detectado uma baixa pressão de cabine (quando cai
as máscaras de oxigênio, por exemplo).
O sistema entraria em operação somente se os pilotos não responderem a tempo a um alerta –
potencialmente indicando que a tripulação poderia estar incapacitada pelos efeitos da falta de
oxigênio.
A falha em não reconhecer a falta de pressurização em um avião da Helios a quatro anos atrás
levou todos dentro da aeronave à sofrer de hypoxia, deixando o avião voando sem controle em
altitude de cruzeiro até acabar o combustível e cair (analisei o acidente neste post)
Airbus não confirmou se irá instalar o sistema, mas que está em estudos.
Apesar da falta de detalhes, o sistema funcionará assim: Se o sistema de detecção da aeronave
informar uma pressão insegura de cabine, um aviso será enviado ao painel dos pilotos (PFD). Se
a tripulação não cancelar o alarme ou iniciar a descida em emergência, o A350 iniciaria a
manobra afastando-se para a direita da aerovia lateralmente por 5 km e descendo na máxima
velocidade operacional até atingir a altitude de 10.000 pés, onde as máscaras de oxigênio não
são mais necessárias.
EFEITOS MECÂNICOS NO ORGANISMO
O efeito mecânico do aumento da pressão atmosférica absoluta pode corresponder a
barotraumas das cavidades preenchidas por ar, tais como pulmão, ouvido médio e seios da face.
1.Aerotite:
O ouvido médio é uma cavidade que contém ar e ossos auditivos.Ele se comunica com o
exterior através da Trompa de Eustáquio.Pela configuração deste canal temos que a saída de ar
se torna facilitada, porém a a entrada de ar para o ouvido médio se torna dificultada.Por este
motivo temos um incidência mais traumática no processo de descida da aeronave, ma também
com menor incidência e trauma no processo de subida.O ouvido médio está sujeito às variações
de pressão barométrica do ambiente, podendo provocar inclusive a ruptura da membrana
timpânica, para evitar esse problema, o paciente a ser submetido ao tratamento de
oxigenoterapia hiperbárica é orientado a realizar a "manobra de Valsalva", que promove
equalização da diferença de pressão entre o meio externo
2. Barosinusite
Comprometimento de um ou mais seios da face devido a variação de pressão. Quando os canais
membranosos estão obstruídos por secreção, a equalização fisiológica entre as pressões interna e
externa poderá ser dificultada, podendo causar dor local e hemorragia.
3. Barotrauma Pulmonar:
O sistema respiratório é composto pelo parênquima pulmonar árvore respiratória: traquéia ( v,
brônquios, bronquíolos e sacos alveolares .
Alguns desses tecidos são sensíveis à variação de pressão atmosférica durante o procedimento
de OHB, podendo ocorrer sangramento e enfisema durante a exposição hiperbárica excessiva.
4. Embolia Traumática Causada pelo Ar:
O pulmão, pela diminuição da pressão externa, ficará submetido à expansão súbita, que provoca
aumento de sua pressão interna pulmonar e ruptura alveolar (barotrauma pulmonar).
Nessa hipótese, a ruptura dos alvéolos pulmonares pode provocar:
a) pneumotórax: entrada de ar no espaço pleural;
b) pneumomediastino: entrada de ar no mediastino, membrana que reveste o coração;
c) enfisema subcutâneo: presença de ar no subcutâneo do tórax ou pescoço.
Médicos dão recomendações de saúde durante viagens aéreas.
Pessoas com qualquer tipo de doença não devem embarcar.
Embora aeronaves sejam pressurizadas, a pressão dentro da cabine durante o voo é mais baixa do que a do nível do mar. Em média, equivale à de uma montanha de 1,5 mil a 2,5 mil metros. É suportável, mas faz o organismo passar por um pequeno estresse.
A principal mudança envolve o sistema respiratório “O ar na cabine tem menos oxigênio. Para compensar, o pulmão começa a trabalhar mais. A frequência respiratória acelera”
O coração acompanha o aumento na frequência respiratória, acelerando os batimentos cardíacos. “O coração tenta levar mais oxigênio mais rápido para as células”.
Além disso, o ar seco (a umidade dentro da cabine fica abaixo dos 20%) complica casos de alergias e rinites. E as mudanças de altitude fazem os gases dentro de nosso organismo se expandirem. Isso causa desconforto abdominal e aquela sensação de ouvidos “tapados”.
Fontes:
http://en.wikipedia.org/wiki/Cabin_pressurization
http://www.theairlinepilots.com/medical/decompressionandhypoxia.htm
http://www.avioesemusicas.com/aviacao/airbus-a350-pode-ser-equipado-com-sistema-automatico-de-descida-em-emergencia/
http://www.emsa-sg.org/index.php?id=29
http://www.hipertensaopulmonar.com.br/pacientes/conheca_hap/que_e_hap.aspx
http://aviacaoportugal.net/showthread.php?t=143
http://culturaaeronautica.blogspot.com/2009/09/boeing-307-stratoliner-o-primeiro-aviao.html
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http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://midiacon.com.br/imgNoticias/2008/Dez/10/saude101202.jpg&imgrefurl=http://desastresaereosnews.blogspot.com/2008_12_11_archive.html&usg=__7RcyrEqo_z7BqILJ8j2g0fX3FiM=&h=433&w=550&sz=27&hl=pt-BR&start=55&um=1&tbnid=jMUmSlzF3kIpCM:&tbnh=105&tbnw=133&prev=/images%3Fq%3Ddesenho%2Bde%2Bdespressuriza%25C3%25A7%25C3%25A3o%2Bem%2Bavi%25C3%25A3o%26ndsp%3D20%26hl%3Dpt-BR%26sa%3DN%26start%3D40%26um%3D1
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http://earth.prohosting.com/mcfarias/barotraumas.htm
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http://legal-anatomical.medicalillustration.com/generateexhibit.php?ID=27486
http://74.125.113.132/search?q=cache:9ZsjOZs9fkYJ:www.marski.org/index.php%3Foption%3Dcom_docman%26task%3Ddoc_download%26gid%3D22+EFEITOS+FISIOLÓGICOS+E+METABÓLICOS+em+altitude&cd=1&hl=pt-BR&ct=clnk&gl=br
http://www.aeroespacial.org.br/educacao/NASA/05_Preparado_NASA_p1.pdf
http://bertolo.pro.br/Biofisica/Fluidos/Pressao2.htm
Videos:
http://www.youtube.com/watch?v=608B4REDpPU&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=OjLu5bfpyL8&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=EHGBQINW0B0&feature=related
Parte 1 - http://www.youtube.com/watch?v=V9sYXqO5L0k&feature=related
Parte 2 - http://www.youtube.com/watch?v=SrbvLbdZlag&NR=1
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