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Definición

La desorientación espacial se define como la incapacidad de un piloto para interpretar correctamente la actitud, la altitud o la velocidad del avión en relación con la Tierra u otros puntos de referencia.

Importancia

La desorientación espacial, si no se corrige, puede conducir a la pérdida de control y al vuelo controlado hacia el terreno. La posibilidad de desorientarse espacialmente está conectada a todos los seres humanos. De hecho, es el funcionamiento adecuado de nuestro sistema de orientación espacial lo que proporciona la ilusión; y debido a que este es un sistema en el que hemos aprendido a confiar, es particularmente difícil para algunas personas, en algunas circunstancias, aceptar que su orientación no es lo que parece ser. A pesar de la capacidad, precisión, fiabilidad y flexibilidad de las pantallas de vuelo e instrumentación modernas, los pilotos todavía pueden preguntarse qué les está diciendo el avión, porque el «asiento de sus pantalones» o la «sensación visceral» está diciendo otra cosa. Nadie es inmune.

Por lo tanto, aprender y actualizar regularmente el conocimiento de uno sobre la desorientación espacial, cómo y por qué sucede, cómo reconocerla y qué hacer al respecto, es esencial para mejorar y mantener la seguridad de vuelo. Este artículo debe leerse junto con Ilusiones Visuales.

Orientación espacial

La orientación espacial es la capacidad de percibir el movimiento y la posición tridimensional (para los pilotos podríamos incluir la cuarta dimensión-tiempo) en relación con el entorno circundante. Los seres humanos (y la mayoría de los animales) son capaces de lograr esto mediante la integración automática, subconsciente, de múltiples entradas sensoriales, como:

• los sentidos clave de la vista y el oído proporcionan una amplia conciencia periférica, así como una atención centrada en los detalles
• la presión y el tacto, a través del sistema somatosensorial (todo el cuerpo) proporcionan propiocepción, y
• el sistema vestibular en el oído interno proporciona movimiento tridimensional y sensación de aceleración.

La orientación espacial de la «posición» tiene tres aspectos:

1. saber dónde está la extremidad de nuestro cuerpo y extremidades
2. saber lo que está arriba, abajo, izquierda y derecha, y
3. conocer nuestra posición en relación con nuestro entorno inmediato.

Esto se complica teniendo en cuenta, para cada aspecto, la conciencia de la dirección del movimiento, el cambio de dirección, la velocidad del movimiento y el cambio de velocidad.

Este sistema y proceso automático ha evolucionado para ayudarnos a correr, caminar, sentarse, pararse, cazar, escalar, equilibrar, etc. e incluso proporciona una vista estabilizada (nuestro sentido más convincente) mientras hace todas estas cosas. Este sistema incluso funciona cuando una o más entradas sensoriales se degradan. De tal manera que muchas personas ciegas, sordas y discapacitadas también pueden lograr cosas increíbles de forma natural y sin esfuerzo. Sin embargo, el punto clave es que esta adaptación ha ocurrido en tierra, y bajo la fuerza constante de la gravedad, y no en vuelo!!!

Orientación espacial en vuelo

Los instrumentos de vuelo plenamente funcionales deben ser la fuente principal para que los pilotos determinen su orientación espacial. Esto, por supuesto, se basa tanto en una buena vista como en un buen uso de esa vista; siempre que utilicemos nuestra vista para mirar y leer, regularmente, los instrumentos de vuelo que nos indicarán nuestra actitud, altitud, posición, rumbo y velocidad. Incluso los pilotos que vuelan VFR necesitarán consultar sus instrumentos de vuelo regularmente.

Debido a que en la vida cotidiana nuestra visión es en su mayoría correcta, de forma natural y habitual confiamos en nuestra visión implícitamente por encima de todos los demás sentidos. Por lo tanto, puede ser convincente, al volar visualmente, creer lo que vemos, a pesar de lo que nos dicen nuestros instrumentos. Esto nos hace propensos a varias ilusiones visuales, especialmente durante el aterrizaje.

Hay muchas ocasiones en vuelo en las que no podemos usar o confiar en nuestra visión en absoluto, como cuando volamos en Condiciones Meteorológicas Instrumentales (IMC), cuando no hay horizonte visible y por la noche. Además, hay muchas situaciones al volar en VMC en las que un piloto no debe confiar en su visión, como cuando vuela una Aproximación por Instrumentos, una Salida por Instrumentos o en respuesta a una alerta de aviso de ACAS, etc.

Cuando nuestro sentido de la vista se degrada, entonces nuestro sentido» natural » de orientación espacial se vuelve dependiente de la propiocepción (presión sobre músculos, articulaciones, ligamentos y nervios) y el sistema vestibular. Sin ninguna referencia visual externa (o confiable), los pilotos subconscientemente se volverán más sensibles a su propiocepción y sistemas vestibulares, y aquí es donde la desorientación espacial puede manifestarse.

Debe tenerse en cuenta que los instrumentos de vuelo proporcionarán la misma información independientemente de las condiciones meteorológicas.

Desorientación espacial en Vuelo

Estar en vuelo significa que podemos estar sujetos a movimiento, velocidad, fuerzas y variaciones en la gravedad (tanto positivas como negativas) con las que nuestro sistema de orientación no estará familiarizado. Esto puede llevar a una percepción falsa de nuestra orientación y movimiento relativo.

Es más probable que se produzca desorientación espacial cuando no hay horizonte visible, en una noche oscura o en Condiciones Meteorológicas Instrumentales (CMI). Si se presentan instrumentos de vuelo que funcionan mal, una gran carga de trabajo o una falla en el CRM, el riesgo de desorientación espacial aumenta.

Hay dos tipos principales de «ilusiones» de desorientación espacial a las que los humanos son susceptibles en vuelo:

• somatogravic-experimentando aceleración/desaceleración lineal como escalada / descenso.
• somatogiral-no detectar movimiento o percibir movimiento en una dirección diferente (en su mayoría opuesta) a la realidad.

Ambos son el resultado del funcionamiento normal del sistema vestibular, en el entorno relativamente inusual del vuelo. Las ilusiones somatográvicas y somatógiras más comunes se explican con más detalle a continuación.

Sistema vestibular

El sistema vestibular (o aparato) se encuentra dentro del oído interno y proporciona evidencia al cerebro de aceleraciones angulares de la cabeza en tres dimensiones (giro, guiñada y cabeceo) y también aceleración/desaceleración lineal de la cabeza. Consta de tres canales semicirculares y dos detectores otolíticos.

Los canales semicirculares consisten en:

• Canal anterior (o Superior): se combina con el canal posterior para detectar el rollo.
• Canal posterior: se combina con el canal anterior para detectar la inclinación.
• Canal lateral (u Horizontal) – detecta guiñada.

Los dos detectores otolíticos, utrículo y sacúculo, proporcionan al cerebro una idea de la posición de la cabeza en relación con la gravedad, y se combinan detectando aceleraciones en los planos horizontal y vertical.

Si bien hay algunas diferencias fisiológicas y anatómicas entre los canales y los otolitos, su funcionamiento se puede describir utilizando el mismo modelo. Dentro de cada órgano hay un fluido que fluye libremente, de modo que cada vez que la cabeza se gira, inclina o acelera, el fluido (bajo la influencia de la gravedad, y con su propia masa e impulso) no se moverá con la cabeza inmediatamente, sino que se retrasará un poco. Sin embargo, los detectores en forma de pelo, unidos a las paredes de cada órgano, se mueven con la cabeza; la fuerza resultante a la que están sujetos los pelos desviados por el líquido rezagado es proporcional a la aceleración angular.

Debe tenerse en cuenta que una vez que la aceleración (o desaceleración) cesa, y se alcanza una velocidad constante (incluida la velocidad cero), el fluido «alcanza» con la cabeza y se queda quieto, seguido de cerca por los detectores en forma de pelo. Sin la fuerza ejercida por el fluido en los detectores, la «cabeza» no experimenta ningún movimiento hasta que hay un cambio en la velocidad o la dirección. Al igual que el cuerpo que detecta un avión en aceleración al despegar, a través de la presión en la parte posterior del asiento, una vez que se alcanza una velocidad constante, ya no hay presión adicional, solo la sensación de gravedad en la parte inferior del asiento.

De la misma manera que nuestro cuerpo (propiocepción) es incapaz de detectar pequeñas aceleraciones, nuestros componentes del sistema vestibular también tienen umbrales de detección, por debajo de los cuales no «detectamos» ninguna aceleración. Por lo tanto, es posible acelerar o desacelerar gradualmente a velocidades muy altas o bajas, respectivamente, sin «detectar» ningún cambio en la velocidad. Del mismo modo, es posible introducir un movimiento de balanceo, cabeceo o guiñada sin ser capaz de «sentir» ningún cambio.

Ilusiones Somatogravicas

Generalmente, la única fuerza experimentada en vuelo recto y nivelado es la fuerza vertical de gravedad. Si se produce una aceleración o desaceleración lineal en vuelo recto y nivelado, entonces la referencia vertical de gravedad «detectada» se moverá hacia atrás o hacia adelante, dando la ilusión de que el avión está subiendo o bajando, respectivamente. Además, cuando se da un giro, el cuerpo se empuja hacia atrás en el asiento, lo que también da la ilusión de escalar. Al salir de un giro puede ocurrir lo contrario, dando la sensación de descender.

Si un piloto reacciona a cualquiera de estas sensaciones sin referencia a un horizonte visual verdadero y/o instrumentos de vuelo, es probable que el piloto inicie un descenso innecesario o una subida, dependiendo de si la aeronave está acelerando o desacelerando. Tal reacción puede llevar a una conclusión fatal.

Ilusión de escalar-La ilusión de escalar se experimenta muy probablemente al acelerar en el despegue, iniciar un recorrido con toda la potencia, salir de una inmersión, nivelarse de una subida y entrar (o apretar) en un giro.

Una reacción somática automática a la ilusión de escalar es empujar la nariz hacia adelante con la intención de detener la subida ilusoria o iniciar un descenso. Cuando el piloto considera que la ilusión de la subida es peligroso decir posiblemente llevando a un punto muerto, o» reventando » un nivel, entonces la reacción es probable que sea un «toque» rápido y grande hacia adelante. Otra reacción automática puede ser aplicar más potencia. Desafortunadamente, ambas reacciones (escribir hacia adelante y aplicar más potencia) aumentarán la sensación de escalar y, por lo tanto, motivarán al piloto a aumentar la velocidad a la que se baja el morro de la aeronave; configurando así un peligroso bucle de retroalimentación positiva.

Un toque grande hacia adelante puede reducir la fuerza de gravedad vertical experimentada, que mueve la referencia vertical detectada hacia atrás, como si estuviera subiendo. Por lo tanto, en el caso de que se realice un cambio abrupto de ascenso a vuelo nivelado (tenga en cuenta que este es un escenario opuesto a los descritos anteriormente), la fuerza G reducida experimentada puede dar la ilusión de escalar, haciendo que el piloto avance aún más, empeorando la situación. Este escenario en particular a menudo se conoce como ilusión de retroceder

La aplicación de potencia y elevador para mantener un giro nivelado también puede dar la ilusión de escalar, o de que la nariz se eleve demasiado rápido y demasiado. Cualquier reacción aquí para bajar la nariz y / o reducir la potencia puede resultar rápidamente en una pérdida de altura y un aumento en el ángulo de inclinación.

Ilusión de buceo – La ilusión de buceo (o descenso) es más probable que ocurra cuando se desacelera el avión, es decir, cuando se reduce la potencia rápidamente, se despliegan frenos de aire o se baja el tren de aterrizaje. También puede ocurrir cuando se recupera para nivelar el vuelo después de un giro inclinado.

La respuesta somática automática a una inmersión percibida es aumentar la actitud de la aeronave. Si el piloto considera que la situación inmediatamente peligroso decir cuando está cerca del suelo, tal vez incluso por encima del umbral, cualquier respuesta de tracción ralentizará aún más el avión y aumentará el riesgo de estancamiento o un aterrizaje pesado y raspado de cola.

Ilusiones somatógiras

Hay tres ilusiones somatógiras comunes, cada una de las cuales implica el funcionamiento normal de los canales semicirculares en el sistema vestibular:

• las inclinaciones – una percepción falsa de la ilusión horizontal
• de girar en la dirección opuesta, y
• coriolis-una sensación de girar o girar en un eje diferente.

Cualquiera de las dos primeras ilusiones anteriores, si no se corrige, puede conducir a lo que se conoce como una «inmersión de cementerio» o «espiral de cementerio».

Las inclinaciones: Al ingresar a un giro, el sistema vestibular generalmente recogerá el movimiento inicial de giro y balanceo. Sin embargo, una vez estabilizado en una velocidad de giro constante y un ángulo de inclinación (generalmente alrededor de 30 segundos), el sistema vestibular «se pondrá al día» con el avión (véase más arriba) y el piloto «percibirá» solo que el avión está recto y nivelado. El piloto puede incluso ajustar su cuerpo, y el avión, a esta nueva posición neutral, de ahí el término inclinaciones. Solo una mirada a un horizonte verdadero y / o a los instrumentos de vuelo confirmarán que el piloto está sufriendo una ilusión. Las inclinaciones a menudo pueden ocurrir cuando un avión no está recortado correctamente y comienza a rodar o girar a una velocidad tan lenta que es indetectable (por debajo del umbral de detección).

La ilusión de girar en la dirección opuesta a menudo ocurrirá al regresar a la recta y nivelada desde un giro establecido que fue lo suficientemente largo (>30 segundos) para volver a configurar la referencia horizontal interna del piloto, como se describe en «las inclinaciones» arriba. Debido a que el sistema vestibular ya no detecta un giro, cuando el piloto inicia un retorno al vuelo recto y nivelado, el sistema vestibular detecta un giro y un giro en la misma dirección de movimiento. Por lo tanto, cuando se recupera de un giro de la izquierda a recto y nivelado, el cuerpo «siente» un giro de recto y nivelado a la derecha, y el piloto se sentirá tentado a girar nuevamente a la izquierda para corregir su percepción.

Inmersión en el cementerio: Si, debido a las inclinaciones u otra desorientación espacial, el piloto no detecta un giro, eventualmente la nariz disminuirá (dependiendo de la administración de energía), aumentando así la velocidad. El piloto que sienta que las alas están niveladas, pero la nariz está cayendo, se retirará del elevador para detener el descenso y reducir la velocidad. Sin embargo, a medida que el avión se inclina, el giro se empina, lo que a su vez aumenta la probabilidad de que el morro caiga aún más. Este escenario de retroalimentación positiva, si no se corrige, dará lugar a una inmersión en espiral incontrolada.

Coriolis-esto ocurre cuando el piloto hace un movimiento brusco de la cabeza (como estirarse hacia abajo y hacia arriba para recoger una carta) mientras el avión está en un giro prolongado. Una vez que se establece un giro (alrededor de 30 segundos), el fluido en los tres canales semicirculares estará «neutral» esperando detectar cualquier diferencia en el movimiento. Si el piloto hace un movimiento repentino de la cabeza, uno, dos o los tres canales semicirculares de repente «detectarán» el avión que gira, pero debido a que la cabeza del piloto está en un ángulo aleatorio, el cerebro calculará un movimiento ilusorio. Tal ilusión puede producir una sensación de caída, o simplemente un giro en una dirección diferente, o a un ritmo diferente. La reacción instintiva del piloto podría ser corregir cualquier movimiento percibido.

Otras ilusiones

El vértigo y el mareo pueden ocurrir como resultado de una enfermedad, como un resfriado u posiblemente otros problemas de salud a largo plazo.

Generalmente asociado con vuelos de gran altitud, y durante períodos de baja estimulación, se sabe que algunos pilotos sufren de varias experiencias «fuera del cuerpo», donde «sienten» que están en el ala mirando hacia atrás a sí mismos volando el avión. En condiciones similares, algunos pilotos también han informado que sienten que el avión está precariamente equilibrado en el borde de un cuchillo y extremadamente sensible a las pequeñas entradas de control, o a veces «retenido» o restringido de alguna manera, de modo que los controles se vuelven ineficaces.

Estos eventos a menudo son únicos, y los pilotos se beneficiarán de compartir esta información en el foro adecuado. Sin embargo, para descartar cualquier riesgo de recurrencia, los pilotos que experimenten cualquier forma inexplicable de desorientación espacial deben consultar a su AME sin demora.

Pérdida de Conocimiento de la situación

La tripulación de vuelo podría desorientarse espacialmente en relación con un aeródromo o pista al volar una aproximación. Esto se denomina pérdida de conciencia situacional. Aunque de una naturaleza diferente a las ilusiones somatogravicas y somatógiras, creer que el avión está en una ubicación diferente (en el aire) de lo que realmente es también se puede llamar desorientación espacial. Además, las posibles consecuencias, si no se corrigen, son las mismas.

Evitar y Recuperarse de la Desorientación Espacial

Ya sea evitar o recuperarse de todo tipo de desorientación espacial e ilusiones visuales, el remedio es el mismo, y es siempre escanear, leer y seguir instrumentos de vuelo y navegación en servicio. En el caso de las ilusiones visuales, hay recomendaciones adicionales sobre las ayudas para el enfoque visual; lea el artículo de SKYbrary Ilusiones visuales para obtener más información details.In en una aeronave de varias tripulaciones, la recuperación generalmente significa una alerta rápida del monitoreo del piloto y, si no hay respuesta instantánea, toma el control.

Recomendaciones para los operadores

Los operadores aéreos pueden implementar las siguientes actividades para reducir los riesgos de que los pilotos reaccionen de manera inapropiada a la desorientación espacial:

• formación en medicina de la aviación para comprender el sistema vestibular
• formación en factores humanos para comprender las causas de todas las formas de desorientación espacial (y visual)
• discusiones sobre información de seguridad para incluir aquellos accidentes e incidentes atribuidos a la desorientación espacial
• Procedimientos operativos estándar para la recuperación de cualquier caso sospechoso de desorientación espacial
• Procedimientos operativos estándar (SOP) para la exploración de instrumentos de vuelo, la gestión de la pantalla de vuelo, la verificación cruzada y la supervisión, para todas las fases del vuelo
• Procedimientos Operativos Estándar (SOP) para garantizar una información adecuada de las fases críticas del vuelo (salida, descenso, aproximación y aterrizaje) para incluir también medidas de contingencia en caso de evento imprevisto, como aterrizaje en contra
• Procedimientos Operativos Estándar (SOP) para volar, gestionar y supervisar, aproximaciones estabilizadas
• Procedimientos Operativos Estándar (SOP) siempre favoreciendo las aproximaciones instrumentales en lugar de las aproximaciones visuales, y tal vez incluso prohibiendo las aproximaciones visuales nocturnas
• Estándar Procedimientos operativos (SOP) para volar, gestionar y supervisión de desplazamientos
• siempre que sea posible, exposición a condiciones de desorientación en el simulador de vuelo, y práctica de procedimientos operativos estándar de recuperación
• sistema de informes de seguridad que fomenta la autoinformación de factores humanos, incluida la desorientación espacial
• entrenamiento de actualización regular que abarque todos los elementos mencionados anteriormente.

En cuanto al tema de la autoinformación, puede haber cierta resistencia por parte de los pilotos que temen perder su categoría médica; de ahí la necesidad de una educación efectiva y, posiblemente, un sistema de notificación anónima.

Accidentes & Incidentes

• A343, en ruta, mediados del Océano Atlántico Norte, 2011 (El 22 de julio de 2011, un A340-300 de Air France en ruta sobre el Atlántico Norte en FL350 en IMC nocturno encontró turbulencias moderadas tras «uso inadecuado del radar meteorológico», lo que llevó a una anunciación de exceso de velocidad seguida por el avión que se lanzó abruptamente y se apoderó de 3000 pies en menos de un minuto antes de que se recuperara el control y se volviera al nivel despejado. La investigación concluyó que » el incidente se debió a un monitoreo inadecuado de los parámetros de vuelo, lo que llevó a que no se notara la desconexión de AP y la caída de nivel, luego de una acción refleja en los controles.»)
• CRJ2, en ruta, norte de Suecia, 2016 (El 8 de enero de 2016, la tripulación de un Bombardier CRJ200 se vio repentinamente afectada por un fallo de uno de los dos PFD principales y una consecuente desconexión del Piloto automático no programada durante el crucero en condiciones de VMC de noche oscura. No se intentó identificar la falla como una falla única del sistema y mantener el control utilizando el segundo PFD principal en servicio, que tenía las mismas indicaciones que el Horizonte de espera. El control de la aeronave se perdió más allá de la posible recuperación con el impacto en el terreno que ocurrió 80 segundos después de la aparición inicial de indicaciones erróneas de PFD que se atribuyeron al mal funcionamiento de la unidad de respuesta integrada de emergencia correspondiente.)
• DHC6, vicinity Oksibil Indonesia, 2009 (El 2 de agosto de 2009, un DHC-6 operado por Merpati Nusantara Airlines en un vuelo regular de pasajeros nacionales de Sentani a Oksibil en Papúa Occidental a la luz del día y en un Plan de Vuelo VFR estaba en colisión con el terreno a 6 nm de su destino, lo que resultó en la destrucción de la aeronave y la muerte de los 15 ocupantes.)
• B738 / C172, en ruta, cerca de Falsterbo Suecia, 2014 (El 20 de julio de 2014, el piloto de un VFR Cessna 172 se distrajo y entró en el espacio aéreo controlado de Clase » C » de dos TMA sucesivos sin autorización. En el segundo, fue superado por un Boeing 738 que se dirigía a Copenhague con menos de 90 metros de separación. La tripulación del 738 informó de un avistamiento tardío del 172 y «aparentemente» evaluó que evitar la acción era innecesario. Aunque el 172 tenía un transpondedor con capacidad de Modo C, no transmitía altitud antes del incidente y la investigación observó que esto había invalidado las barreras de seguridad preventivas ATC y TCAS y comprometido la seguridad de vuelo.)
• FA20, vicinity Narsarsuaq Groenlandia, 2001 (El 5 de agosto de 2001, un Dassault Falcon 20 con un GPWS inoperativo haciendo una aproximación nocturna a Narsarsuaq por referencia visual impactó en el terreno a 4,5 nm desde el aeródromo. La investigación puso de manifiesto la intención original de la tripulación de volar una aproximación por instrumentos de no precisión y atribuyó el accidente a la incapacidad de la tripulación de seguir los procedimientos aplicables o de participar en un CRM significativo, así como a deficiencias en los procedimientos requeridos por el Operador que se habían combinado para dejar a la tripulación vulnerable a un efecto de «agujero negro». Se consideró probable que los efectos de la fatiga hubieran contribuido a ello.)

más

Lectura adicional

• Fundación de Seguridad de Vuelo – presentación de PowerPoint. Comprender la Desorientación Espacial.
• Fundación de Seguridad de Vuelo-presentación de PowerPoint. Manejo de Ilusiones Somatogravicas Visuales.
• Fundación de Seguridad de Vuelo-presentación de PowerPoint. Comprender las ilusiones visuales y la desorientación.
• Flight Safety Foundation – Nota informativa de ALAR 5.3. Ilusiones Visuales.
• Flight Safety Foundation-Factores Humanos y Medicina de la Aviación. Vol 44, No6. Nov-Dec 1997. Las Referencias Visuales Inadecuadas en Vuelo Representan una Amenaza de Desorientación Espacial.
• FSF Human Factors and Aviation Medicine Vol. 39 Nº 1. Desorientación Espacial A Bordo.
• Folleto de seguridad de la FAA-Desorientación espacial
• Tendencias del Consumo de drogas en la Aviación: Evaluación del Riesgo de Deterioro Piloto, estudio NTSB en el que se examinan las tendencias en la prevalencia de drogas de venta libre, recetadas y ilícitas identificadas por pruebas toxicológicas de pilotos lesionados fatalmente entre 1990 y 2012. Publicado en Sept. 2014.
• Desorientación espacial – Una perspectiva, por Alan J. Benson
• Pérdida de control de aeronaves: Factores Causales y desafíos de mitigación, por S. R. Jacobson, NASA, 2010
• Una visión general de la desorientación espacial como factor en los accidentes e incidentes de aviación, por el Dr. David G. Newman, ATSB, 2007