Desorientación espacial

DESORIENTACIÓN ESPACIAL por Juan José Cantón Romero.

Los seres humanos han evolucionado para adaptarse y poder vivir a nivel del mar y a la velocidad que puede lograrse con las extremidades inferiores. El vuelo pone al piloto en un ambiente que puede producir alteraciones en los órganos de los sentidos. Además, la alteración de la perspectiva experimentada en el vuelo puede producir informaciones que están fuera de las expectativas del individuo. Esto es lo que denominamos Ilusiones.

Las ilusiones

En la aviación, la desigualdad entre lo que nosotros percibimos y lo que nosotros esperamos es una ilusión. Dicho en otros términos, sería la diferencia entre la percepción y la realidad. Este fenómeno que ocurre como consecuencia de una apreciación incorrecta de la posición, movimiento u orientación, en relación a los tres planos del espacio, es lo que denominamos Desorientación Espacial.

Podemos distinguir dos formas de desorientación:

– Tipo I. El piloto no aprecia o reconoce estar desorientado. Será la más peligrosa para la seguridad del piloto y de la aeronave, ya que puede basar el control de su aeronave en una percepción errónea.

– Tipo II. El piloto sufre un conflicto entre lo que le dicen sus sentidos y la información que obtiene de los instrumentos del avión. Es la más común y se resuelve con satisfacción ya que el piloto está entrenado para reconocer que sus sentidos le pueden engañar.

Las ilusiones pueden ocurrir durante todas las fases del vuelo por lo que el piloto debe ser consciente de la posibilidad de interpretar mal la información recibida, ya que no depende de que tenga una gran experiencia. Las ilusiones pueden afectar a todos nuestros sentidos pero los que particularmente conciernen a la aviación son aquéllos que afectan al órgano de la visión (en aviación sería el sentido más fiable) y las que afectan a los órganos del equilibrio, en el oído medio.

En vuelo, las indicaciones que se reciben son las de la propia aeronave y su entorno. Estas señales van a verse afectadas por las aceleraciones lineales y angulares a las que el piloto se ve sometido, así como por la ausencia de otras señales que, por razones ambientales (meteorología) o de otro tipo, no se llegan a recibir a través del aparato visual.

INCIDENCIA

A pesar de los esfuerzos en prevención, el coste sigue siendo muy alto, tanto en vidas humanas, como en número de aeronaves perdidas.

La incidencia de desorientación espacial en la aviación comercial es la tercera causa por su relevancia en los accidentes inevitables: el 16 por ciento de los mismos se da en condiciones nocturnas o de mala meteorología. En el 90 por cien de los accidentes en los que se describen fenómenos de desorientación espacial, hay pérdidas humanas. En el 45 por 100 son en las fases de vuelo de aproximación y aterrizaje.

Órganos de la orientación

Son tres los sistemas que nos permiten orientarnos correctamente en el espacio: el órgano de la visión, el aparato vestibular del oído interno y el sistema propioceptivo.

• El aparato visual como ya hemos estudiado, está formado a su vez, por dos sistemas distintos. Uno por el que podemos identificar objetos de una forma detallada, visión focal, (dependiente de la visión central (fovea) de la retina). El otro sistema se refiere a la visión periférica (ambiental), en el que estarían involucradas las áreas más periféricas de la retina. El vuelo en condiciones visuales dependería de esta visión periférica.

• El aparato vestibular u órgano del equilibrio del oído interno, está formado por: Los canales semicirculares son tres conductos membranosos, situados en el interior del hueso temporal. En el interior de los canales se encuentra un líquido, «endolinfa», similar al líquido cefalorraquídeo. Y entre la parte membranosa y la ósea se encuentra el líquido denominado «perilinfa».

Cada canal termina en una zona más ancha o ampolla, donde a modo de protuberancia se encuentra la cresta ampollar, en la que se incluyen los receptores sensoriales. Su estimulación (al mover la cabeza) se debe al desplazamiento de la ampolla mediante el movimiento del liquido que la rodea (endolinfa).

Los canales semicirculares están situados en los tres planos del espacio uno en sentido horizontal y dos en sentido vertical por cada oído. De forma que los horizontales responderían a aceleraciones angulares en el sentido de derrape (guiñada) y los verticales a los movimientos de cabeceo y alabeo.

Si el estímulo no llega al umbral de estimulación (0,05 grados/seg2) no sería detectado por las células sensoriales, sería el caso de un alabeo suave que no rebase dicho umbral. Por otro lado, puede existir lo que se conoce como la sensación de ausencia de giro, en el que la velocidad, al ser constante las células sensoriales dejan de ser estimuladas.

Los canales semicirculares responden a movimientos de rotación o aceleraciones angulares compuestos por receptores dinámicos.

El órgano otolítico del oído interno se encuentra localizado delante de los conductos semicirculares e intercomunicadas con ellos y constituyen dos estructuras en forma de saco y perpendiculares entre sí (utrículo y sáculo).

Los órganos otolíticos, o receptores estáticos, que responden a estímulos producidos por la aceleración gravitoinercial y movimientos de traslación o aceleraciones lineales. Los tres sistemas estarían interrelacionados.

• El sistema propioceptivo, constituido por receptores sensoriales distribuidos en la piel, articulaciones, haces musculares y ligamentos, responde a una gran diversidad de estímulos como dolor, calor, presión y estiramiento. Son elementos que a través del sistema nervioso periférico, procesan una información relacionada con la situación relativa del sujeto con el medio que le rodea.

Causas de la desorientación espacial

Podemos dividir las causas de desorientación espacial en dos grandes apartados: Errores sensoriales y Errores de Causa Central.

• Errores sensoriales o de percepción debidos a una información transmitida al SNC errónea. Entre ellos, podemos incluir los siguientes:

1. Información visual externa insuficiente. El piloto se desorientará porque no existen referencias visuales, debido a fenómenos atmosféricos (niebla, nubes, lluvia, etc.), o al vuelo nocturno. Incluso con buena visibilidad si no hay referencias del terreno que lo distinga (vuelo sobre arena, nieve, mar).

2. Fallo de los instrumentos. En este caso, la información dada por los instrumentos es equivocada o no existe ningún aviso del funcionamiento anormal de los mismos, o en situaciones donde las condiciones para el vuelo visual VFR no son las apropiadas.

3. Alteraciones de la visión. Son todas aquellas situaciones en que el piloto es incapaz de mantener la imagen en la retina como por ejemplo, las vibraciones de la aeronave, altas aceleraciones +Gz o la aparición de nístagmus (desplazamientos rápidos de los ojos).

4. Inadecuadas informaciones de causa vestibular. Se producen cuando las informaciones son inadecuadas, falta de estímulo debido a aceleraciones sostenidas durante más de 10 segundos, o respuestas de los receptores vestibulares a estímulos por debajo del umbral.

• Los errores de causa central se producen por un deficiente procesamiento de la información debido a que se realiza en situaciones de sobrecarga física y/o mental propia del vuelo o producida por enfermedad. Se distinguen:

1. Atención focalizada. Se asocia frecuentemente a situaciones de ansiedad, sobrecarga de trabajo y realización de múltiples tareas durante el vuelo (alumno piloto en su entrenamiento inicial). El piloto pone su atención de forma preferente (focaliza) en alguno de las actividades del vuelo descuidando otras, lo que lleva a una disminución de la atención en tareas críticas para la seguridad de vuelo.

2. Errores por costumbre, habituación, familiaridad. Son debidos a la familiarización del piloto con diversos fenómenos fruto de una experiencia anterior, como la altura de los árboles en determinadas zonas, disposición de un lado más brillante en un banco de nubes como consecuencia de la reflexión del sol o presencia de estrellas durante una noche cerrada. La mala interpretación por asociación de estos fenómenos, sin ayuda de los instrumentos, puede dar lugar a confusión de la distancia con respecto al suelo en la fase de aproximación. Confundir las luces de las estrellas con las del suelo o en el mar con las de posición de los barcos pesqueros sería ejemplos típicos de los errores por costumbre, habituación, familiaridad.

Ilusiones visuales

En aviación distinguimos, dos tipos de vuelo: vuelo visual VFR o vuelo instrumental IFR. Este último también necesita de la visión por lo que los dos serían «vuelo visual».

La divergencia entre lo que el piloto percibe y la realidad es lo hemos denominado como Ilusión.

Podemos distinguir diferentes tipos de ilusiones visuales:

1. Movimiento relativo de una aeronave con respecto a otra, ocurre durante vuelos en formación o en los estacionarios de aeronaves de ala rotatoria sobre terrenos en los que se produce un movimiento sincrónico y uniforme por el impacto del aire desplazado por el rotor de la aeronave. Sería el caso de vuelo estacionario sobre agua o campos de trigo o hierba. Hace que el piloto tenga una falsa sensación de movimiento cuando centra su atención en una referencia visual cercana. En el rodaje en la pista de despegue al mirar a un puente de carga moviéndose en el exterior del avión, da la sensación de que el avión se está moviendo.

2. Falsa interpretación de señales externas, ocurre al volar entre un banco de nubes inclinado, confundiéndolo con el horizonte.

3. Ilusiones estructurales, las imágenes de objetos pueden verse deformadas por la refracción producida al interponerse una estructura no plana, como el cristal de una cúpula o por fenómenos meteorológicos (lluvia, niebla, nieve).

4. «Flicker vertigo», originado por la rotación de las palas del helicóptero que puede reflejar las luces anticolisión de éste, o simplemente la luz solar que incide sobre ellas. Produce un cuadro que cursa con sensación nauseosa y vómitos, cuando la frecuencia de estimulación oscila entre los 4 y 20 ciclos por segundo.

5. Perspectiva aérea, se produce durante las maniobras de aproximación y aterrizaje; es importante tener una idea exacta de la altura y distancia a recorrer, que pueden ser interpretadas erróneamente dependiendo de la anchura y longitud de la pista así como de las características del terreno alrededor de la misma.

6. Efecto autocinético, se produce en la oscuridad cuando fijamos, durante un tiempo prolongado, nuestra vista en un punto aislado luminoso del exterior, dando la sensación de que el punto luminoso se mueve. Está en relación con el número, tamaño e intensidad de las luces, por lo que la señalización de aeronaves o torres se realiza con puntos de luz intermitentes.

7. Confusión de referencias: son ilusiones visuales que se originan al confundir referencias luminosas, debido a la especial disposición de las mismas (carreteras, líneas de ferrocarril, etc.) o a su similitud con referencias visuales normales durante la noche (cielo estrellado y señalización de barcos en áreas cercanas a la costa).

8. Efecto «agujero negro», es una situación parecida a la anterior, se produce si el piloto confía en una aproximación visual a un aeropuerto cercano al mar y donde las luces de la ciudad son el punto de referencia.

Ilusiones vestibulares

Podemos distinguir dos tipos de ilusiones vestibulares:

– Las ilusiones dependientes de los canales semicirculares

– Las ilusiones del órgano otolítico.

Ilusiones dependientes de los canales semicirculares o somatogiras

1. «ladeos o leans», son las ilusiones vestibulares más frecuentes y se producen debido a que el movimiento del avión no produce estimulación de los canales semicirculares ya que está por debajo del umbral (2,5 °/s2). El ejemplo más típico es cuando un avión inicia un alabeo derecho o izquierdo por debajo del umbral de estimulación. Cuando por los instrumentos (horizonte) el piloto se da cuenta de su posición, al corregir mediante una maniobra brusca, es cuando los canales semicirculares se estimulan por encima del umbral y hace que la sensación que tiene el piloto es de estar inclinado hacía el lado contrario aunque esté volando correctamente (derecho y paralelo al suelo).

2. La barrena es otra ilusión vestibular producida por la estimulación constante de un canal semicircular, por lo que las crestas ampulares dejan de detectar el estímulo. Cuando el piloto comprueba los instrumentos intentará recuperar el avión, lo que hará estimular su canal semicircular en sentido opuesto; si intenta corregir esta falsa sensación entrará de nuevo en la barrena original.

3. El efecto Coriolis, es debido a la estimulación cruzada de dos canales semicirculares de planos diferentes. Se produce cuando durante un giro el piloto realiza un movimiento brusco de la cabeza siendo la sensación la de rodar por una pendiente. Este efecto se puede producir si en un giro mantenido se realiza un movimiento súbito mayor de 3° por segundo.

4. Ilusión oculogira: es la sensación de movimiento de un objeto cuando se observa bajo los efectos de las aceleraciones angulares. La estimulación del aparato vestibular, debido a las interconexiones vestíbulo-oculares, origina un movimiento de los globos oculares produciendo la sensación de que el objeto se mueve.

Ilusiones dependientes del órgano otolítico o somatográvicas

Se definen como aquellas en las que existe una percepción errónea de la posición del sujeto, cuando se somete a una fuerza que es diferente en magnitud y dirección a la gravitoinercial de la superficie terrestre. Los receptores del órgano otolítico responden a los estímulos procedentes de la fuerza de la gravedad y a aceleraciones de tipo lineal.

Cuando un avión acelera o decelera (maniobras de despegue y aterrizaje) la fuerza de inercia, junto con la fuerza de gravedad, tiene como resultante una fuerza que nos simula el cabeceo hacia arriba de la aeronave en caso de aceleración, o hacia abajo en caso de deceleración. Es la ilusión somatográvica.

La inversión gravitoinercial ocurre al nivelar la aeronave bruscamente a una altura deseada, durante su ascenso en forma de parábola. Como consecuencia de ello, el piloto se somete a una fuerza – Gz hasta el momento de nivelar, a la que se añade otra + Gx, además de la fuerza gravitoinercial normal, 1G. El resultado es una fuerza que se dirige hacia atrás y arriba con respecto a la posición del piloto, estimulando los otolitos, notando la sensación de estar en vuelo invertido.

Ilusión en ascensor, se origina en caso de aceleraciones + GZ en sentido vertical; el resultado es la fijación de la mirada hacia el horizonte primitivo, es decir, hacia abajo. El piloto experimentará que el morra del avión se eleve. Ilusión oculográvica, está en relación con la ilusión somatográvica aunque afecta a la percepción por el aparato visual. Se define como el aparente movimiento de un objeto, que realmente está fijo en relación con el cambio de magnitud o dirección de la fuerza gravitacional. Son ilusiones que se acompañan de un reflejo vestíbulo ocular originando un nistagmus postrotacional con la consecuente alteración visual.

Ilusiones del sistema propioceptivo

Generalmente aparecen como combinación de las ya descritas para el Sistema Visual y Vestibular. En condiciones de gravedad +1 nuestros receptores sensoriales periféricos nos informan de la posición de nuestro cuerpo con relación al exterior.

Durante el vuelo, en que se están realizando diversos tipos de maniobras, la combinación de la fuerza de gravedad a que es sometido el piloto con las fuerzas de inercia, puede dar origen a diversos tipos de sensaciones, la más común es de ascenso en ausencia de referencias visuales cuando se acelera y descenso cuando se decelera.

El vértigo alternobárico es la intensa sensación vertiginosa que aparece tanto durante el ascenso como descenso, sobre todo a cotas bajas, donde los cambios de presión son mayores. Es de aparición súbita y está relacionado directamente con los cambios de presión que se producen en el oído medio. El vértigo es intenso, acompañado de visión borrosa y movimiento del campo visual. Parece estar directamente relacionado con alteraciones agudas o crónicas que interfieren con la correcta apertura de la trompa de Eustaquio, o cuando se requieren presiones por encima de 4,31 Kpá para abrirla.

Prevención de la desorientación espacial.

Muchos van a ser los factores que deben considerarse dentro de este apartado. Podemos clasificarlos en:

1. Factores que dependen de la aeronave.

* Distribución de la cabina (Instrumentación).

Aspectos ergonómicos: Las cabinas deberían estar ergonómicamente diseñadas para que no sea necesario realizar movimientos bruscos de cabeza para acceder a los instrumentos; en aterrizajes, despegues y maniobras acrobáticas estos movimientos pueden generar ilusiones. Se debe poner atención para que una cabina sea ergonómica en el color y la disposición de las luces, colocación del panel de instrumentos, localización de palancas, disposición del asiento, diseño de la cúpula, etc.

Los instrumentos: En condiciones de vuelo no visual los instrumentos deben ser claros y fiables. En la aviación militar, la utilización del «Head Up Display» (HUD) es de gran ayuda en el intercambio de información desde el medio externo y la cabina. Ciertos sistemas como el horizonte artificial mediante rayo laser «tipo Malcom», permite una mejor orientación y utilización de la visión periférica.

Si e vuelo es IMC (Instrumental)	Haz caso de los instrumentos
Si el vuelo es VMC (visual)	Mira el Horizonte

2. Factores vinculados con el vuelo.

Esencialmente vinculados con la experiencia del piloto a volar en condiciones visuales o instrumental. Experimentarán bastante más desorientación espacial aquellos pilotos que no estén familiarizados con el vuelo instrumental.

3. Factores Humanos.

La selección del piloto es muy importante debido a las diferencias individuales que hacen a un piloto estar más o menos predispuesto a padecer desorientación.

La aptitud psicofísica es decisiva. Va a llevar al piloto a ser baja temporal o definitiva dependiendo del proceso agudo o crónico que padezca. Errores de percepción y atención focalizada se intensificarán cuando confluyan circunstancias como ansiedad, miedo, fatiga, exceso de trabajo, etc.

Cualquier sustancia que tenga efectos sobre el sistema nervioso central (SNC) puede disminuir la capacidad cognitiva del piloto, y consecuentemente aumentar los fenómenos de desorientación espacial. El alcohol, debido a que inhibe el Sistema Nervioso Central, puede promover las ilusiones tanto vestibulares como visuales. El entrenamiento. El uso de entrenadores como la silla de Barany, el Vertífugo y el Vertigón, o aquellos que permiten la estimulación en los tres planos del espacio como el Gyrolab, serán indispensables en la prevención de la desorientación espacial.