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Pesquisadores da USP de Ribeirão Preto criaram um novo simulador para o avião Tucano, da Embraer. O aparelho, desenvolvido no Laboratório de Bioengenharia da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP), será utilizado utilizado na formação de cadetes da Academia da Força Aérea (AFA) e pela Esquadrilha de Fumaça, em Pirassununga (interior de São Paulo). Um pedido de patente junto ao Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI) foi protocolado no último dia 13 de agosto, por meio da Agência USP de Inovação.
Simulador de força real
O simulador foi criado pelo professor Antônio Carlos Shimano e pelo educador físico Thiago Augusto Rochetti Bezerra. O aparelho simula a força empregada pelos pilotos no manche, controle apropriado para pilotar aviões. Durante as manobras aéreas, o manche chega a exigir do piloto uma força até três vezes maior que seu próprio peso.
"Este simulador tem condições semelhantes ao manche do avião Tucano, onde foi adaptado um sistema de molas que realiza, por intermédio do manche, as forças mecânicas, muito próximas às forças reais aplicadas durante a execução de uma manobra", diz Shimano.
O objetivo é medir a força empregada por cada piloto, verificar as musculaturas envolvidas nas manobras e com isso criar um treinamento físico para o fortalecimento dessas musculaturas diminuindo, assim, os riscos de lesões e aumentando a segurança de vôo, com a melhora da força muscular dos pilotos.
"É muito comum o desgaste dessas musculaturas, principalmente do manguito rotador, o mais utilizado nos movimentos rápidos e de explosão", afirma Bezerra. "A força empregada e o movimento de repetição, pelas longas horas de vôo, principalmente no treinamento inicial do piloto, geram lesões importantes tanto no braço como no ombro, principalmente no direito, que levam o piloto quase sempre à fisioterapia". Segundo os pesquisadores, o braço representa cerca de 5% da massa corpórea, ou seja, cerca de 3,3 kg de uma pessoa de 70kg. Se um piloto tiver 70kg de massa corporal, e toda a massa estiver sobre a ação de uma força de 5Gz+ (carga variável resultante da gravidade), por exemplo, seu braço passará a ter massa instantânea de cerca de 16,5 kg.
"Criamos um sistema composto por quatro células de carga, conectado a um aquisitor de sinais, com oito canais, responsáveis pela filtragem e digitalização dos dados provenientes das células de carga", descreve Bezerra. "Para armazenar e fornecer informações sobre os registros de força e do momento em que essa força acontece, foi criado um software integrado ao aquisitor de sinais. Os sinais aplicados a cada célula de carga foram processados em aplicativo, que forneceu o valor da força correspondente a cada ação".
Validado pelo pilotos
Convidados a participar do experimento, todos os onze pilotos da Esquadrilha testaram e validaram o equipamento, que se mostrou capaz de quantificar a força aplicada individualmente em função do tempo no simulador. O desenvolvimento do equipamento teve a colaboração dos técnicos Edgard Barbon Dimas e Otávio Terra, funcionários da Oficina de Precisão do Campus da USP de Ribeirão Preto. Para o coronel aviador Neves Neto, Comandante da Esquadrilha da Fumaça, o simulador foi muito bom porque conseguiu fazer com que o piloto sentisse o mais próximo possível aquilo que acontece na cabine do avião.
"A equipe tinha noção do quanto e de quando acontecia um esforço repetitivo, mas não tinha idéia do que podia ser feito para amenizar as conseqüências", ressalta. "Existe uma preocupação muito grande com a nossa preparação física, pois o Tucano não tem o sistema Anti-G, anti-gravidade, que ocorre em alguns aviões de caça, por isso temos que contrair a musculatura, principalmente a abdominal, para evitar que o sangue se desloque para as extremidades do corpo e deixe de irrigar o cérebro", acrescenta o coronel aviador.
Esquadrilha da Fumaça
O Esquadrão de Demonstração Aérea (EDA), mais conhecido como Esquadrilha da Fumaça, não tinha nenhum programa voltado especificamente para trabalhar a musculatura dos pilotos.
"Como o nível de tolerância para os esforços repetitivos e para a dor são diferentes em cada pessoa, esse equipamento vai permitir estabelecer uma rotina específica para cada piloto e, no conjunto, todos serão beneficiados, desde os treinamentos mais intensos que acontecem quando ele ingressa na Esquadrilha. Essa é a fase mais lesiva", revela Neves Neto.
Simulação do manche
Ainda segundo o coronel aviador, o desafio da pesquisa de Bezerra foi fazer com que um sistema de molas simulasse a força empregada no manche do avião. Essa força varia de acordo com a velocidade da aeronave. "Quanto mais veloz, mais pesado, uma vez que nos deparamos com a resistência ao ar", explica. "O estudo encontrou um meio termo, que na velocidade do treinamento, quando o avião atinge de 320 a 340 quilômetros por hora, tivesse uma força compatível com a que encontramos. Foi muito engenhoso e muito bom para nós, que podemos trabalhar mais objetivamente com a prevenção".
Os estudos começaram em 2001, quando Bezerra assistiu uma apresentação da Esquadrilha da Fumaça e resolveu pesquisar todos os aspectos fisiológicos e biomecânicos que cercavam os pilotos. Em 2005, quando o educador físico procurou o professor Shimano para verificar a viabilidade de realizar também uma dissertação de mestrado, surgiu a idéia de criar o simulador de forças, desenvolvido com apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).
fonte: Agência USP
Simulador de força real
O simulador foi criado pelo professor Antônio Carlos Shimano e pelo educador físico Thiago Augusto Rochetti Bezerra. O aparelho simula a força empregada pelos pilotos no manche, controle apropriado para pilotar aviões. Durante as manobras aéreas, o manche chega a exigir do piloto uma força até três vezes maior que seu próprio peso.
"Este simulador tem condições semelhantes ao manche do avião Tucano, onde foi adaptado um sistema de molas que realiza, por intermédio do manche, as forças mecânicas, muito próximas às forças reais aplicadas durante a execução de uma manobra", diz Shimano.
O objetivo é medir a força empregada por cada piloto, verificar as musculaturas envolvidas nas manobras e com isso criar um treinamento físico para o fortalecimento dessas musculaturas diminuindo, assim, os riscos de lesões e aumentando a segurança de vôo, com a melhora da força muscular dos pilotos.
"É muito comum o desgaste dessas musculaturas, principalmente do manguito rotador, o mais utilizado nos movimentos rápidos e de explosão", afirma Bezerra. "A força empregada e o movimento de repetição, pelas longas horas de vôo, principalmente no treinamento inicial do piloto, geram lesões importantes tanto no braço como no ombro, principalmente no direito, que levam o piloto quase sempre à fisioterapia". Segundo os pesquisadores, o braço representa cerca de 5% da massa corpórea, ou seja, cerca de 3,3 kg de uma pessoa de 70kg. Se um piloto tiver 70kg de massa corporal, e toda a massa estiver sobre a ação de uma força de 5Gz+ (carga variável resultante da gravidade), por exemplo, seu braço passará a ter massa instantânea de cerca de 16,5 kg.
"Criamos um sistema composto por quatro células de carga, conectado a um aquisitor de sinais, com oito canais, responsáveis pela filtragem e digitalização dos dados provenientes das células de carga", descreve Bezerra. "Para armazenar e fornecer informações sobre os registros de força e do momento em que essa força acontece, foi criado um software integrado ao aquisitor de sinais. Os sinais aplicados a cada célula de carga foram processados em aplicativo, que forneceu o valor da força correspondente a cada ação".
Validado pelo pilotos
Convidados a participar do experimento, todos os onze pilotos da Esquadrilha testaram e validaram o equipamento, que se mostrou capaz de quantificar a força aplicada individualmente em função do tempo no simulador. O desenvolvimento do equipamento teve a colaboração dos técnicos Edgard Barbon Dimas e Otávio Terra, funcionários da Oficina de Precisão do Campus da USP de Ribeirão Preto. Para o coronel aviador Neves Neto, Comandante da Esquadrilha da Fumaça, o simulador foi muito bom porque conseguiu fazer com que o piloto sentisse o mais próximo possível aquilo que acontece na cabine do avião.
"A equipe tinha noção do quanto e de quando acontecia um esforço repetitivo, mas não tinha idéia do que podia ser feito para amenizar as conseqüências", ressalta. "Existe uma preocupação muito grande com a nossa preparação física, pois o Tucano não tem o sistema Anti-G, anti-gravidade, que ocorre em alguns aviões de caça, por isso temos que contrair a musculatura, principalmente a abdominal, para evitar que o sangue se desloque para as extremidades do corpo e deixe de irrigar o cérebro", acrescenta o coronel aviador.
Esquadrilha da Fumaça
O Esquadrão de Demonstração Aérea (EDA), mais conhecido como Esquadrilha da Fumaça, não tinha nenhum programa voltado especificamente para trabalhar a musculatura dos pilotos.
"Como o nível de tolerância para os esforços repetitivos e para a dor são diferentes em cada pessoa, esse equipamento vai permitir estabelecer uma rotina específica para cada piloto e, no conjunto, todos serão beneficiados, desde os treinamentos mais intensos que acontecem quando ele ingressa na Esquadrilha. Essa é a fase mais lesiva", revela Neves Neto.
Simulação do manche
Ainda segundo o coronel aviador, o desafio da pesquisa de Bezerra foi fazer com que um sistema de molas simulasse a força empregada no manche do avião. Essa força varia de acordo com a velocidade da aeronave. "Quanto mais veloz, mais pesado, uma vez que nos deparamos com a resistência ao ar", explica. "O estudo encontrou um meio termo, que na velocidade do treinamento, quando o avião atinge de 320 a 340 quilômetros por hora, tivesse uma força compatível com a que encontramos. Foi muito engenhoso e muito bom para nós, que podemos trabalhar mais objetivamente com a prevenção".
Os estudos começaram em 2001, quando Bezerra assistiu uma apresentação da Esquadrilha da Fumaça e resolveu pesquisar todos os aspectos fisiológicos e biomecânicos que cercavam os pilotos. Em 2005, quando o educador físico procurou o professor Shimano para verificar a viabilidade de realizar também uma dissertação de mestrado, surgiu a idéia de criar o simulador de forças, desenvolvido com apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).
fonte: Agência USP