Sistemas de oxígeno en aeronaves no presurizadas

Ensayos de nuevos sistemas y respuesta fisiológica

Beatriz Puente Espada [email protected] Unidad de Entrenamiento Aeromédico. Servicio Medicina Aeroespacial. CIMA (Madrid)

Fisiología de la Altitud Breve recordatorio

mmHg

760

Aire Nitrógeno (79%)

Nivel mar Nitrógeno

0 Aviation Medicine Matters

570

380

600 mmHg Oxígeno

Oxígeno (21%)

10.000 ft

160 mmHg

103

CO2

40

H2O (V)

47

760 mmHg

55 40 47 522 mmHg

Curva de Disociación Hb-O2 100

 10%

90

 40mmHg

80 70

 50%

60

Sat. 50 de O2 (%) 40

 40mmHg

30

25K

20

10K

Nivel de mar

10 0 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Presión parcial de oxígeno (mmHg)

Gases alveolares – respirando aire Tierra

10.000 ft 570

25.000 380

33.700 ft 175

108

Nitrógeno

Oxígeno CO2 )

H2O(v 760 mmHg

55

103

47

47

47

522 mmHg

20

30

40

40 47

15

30

282 mmHg

190 mmHg

HIPOXIA: fases y síntomas Hasta 10.000 ft “fase indiferente”

Adaptación a oscuridad Realización de tareas nuevas Ligero incremento de FR y FC

On May 17, 2011, the pilot of a Cirrus SR22 became incapacitated while climbing for 17,000 ft, through clouds. They were in daytime IFR conditions when the Cirrus pilot is heard on frequency breathing heavily. He then appears to become incoherent.

Hypoxia symptoms reported during helicopter operations below 10,000 ft: a retrospective survey. Aviat Space Environ Med. 2005 Aug;76(8):794-8



INTRODUCTION: During routine aviation medicine training, rotarywing aircrew are instructed that the impact of hypoxia on them from flying in unpressurized cabins up to 10,000 ft (3048 m) above mean sea level (AMSL) is relatively small and has few implications for aviation safety. 

Such reassurance is based on data derived from experiments conducted on resting subjects and may not reflect the true impact of hypoxia in aircrew engaged in operational tasks.



METHOD: A survey listing common symptoms of hypoxia was distributed to Australian Army helicopter aircrew who had operated at altitudes up to 10,000 ft AMSL.

Hypoxia symptoms reported during helicopter operations below 10,000 ft: a retrospective survey. Aviat Space Environ Med. 2005 Aug;76(8):794-8



RESULTS: There were 53 surveys that were returned (71% response), representing 25 loadmasters, 23 pilots, and 5 aircrewman technicians.   

 

One or more symptoms consistent with hypoxia were reported by 86.6% of non-pilot aircrew and 60.9% of pilots. 60% of non-pilot aircrew reported four or more symptoms, compared with only 17% of pilots. The most commonly reported symptoms were difficulty with calculations (45%), feeling light-headed (38%), delayed reaction time (38%), and mental confusion (36%). Loadmasters reported more symptoms (mean 5.4) than pilots (mean 2.2). From the narratives provided (n = 21), aircrew experienced potentially operationally significant symptoms at a mean altitude of 8462 ft (2579 m).

Hypoxia symptoms reported during helicopter operations below 10,000 ft: a retrospective survey. Aviat Space Environ Med. 2005 Aug;76(8):794-8



CONCLUSION:  The

helicopter aircrew surveyed reported symptoms consistent with hypoxia at altitudes within the so-called physiological zone; loadmasters reported more effects than pilots.  It may be inappropriate to emphasize the benign nature of the physiological zone during aviation medicine training of a non-resting population such as helicopter aircrew.



The Possible Need for Supplementary Oxygen in AH-64-D Night Operations  Col.

M. Haerkens, RNLAF Center for Man in Aviation, Maj.  J. Steen, RNLAF GilzeRijen AFB, NLD

Recomendaciones OACI: Anexo 6 del Convenio sobre Aviación Internacional 

No se iniciarán vuelos cuando se tenga que volar a altitudes de vuelo en que la presión atmosférica en los compartimientos del personal sea inferior a 700 hPa (10.000 ft), a menos que se lleve una provisión de oxígeno respirable para suministrarlo: 



a) a todos los tripulantes y al 10% de los pasajeros durante todo período de tiempo, que exceda de 30 minutos, en que la presión en los compartimientos que ocupan se mantenga entre 700 hPa y 620 hPa (10.000-13.000 ft); y b) a la tripulación y a los pasajeros durante todo período de tiempo en que la presión atmosférica en los compartimientos ocupados por los mismos sea inferior a 620 hPa (13.000 ft).

Sistemas de Oxígeno Portátiles para aeronaves no presurizadas

PHODS Portable Helicopter Oxygen Delivery System

PHODS: Portable Helicopter Oxygen Delivery System 





Sistema de oxígeno suplementario para uso en aeronaves de ala rotatoria que vayan a volar hasta 18,000 ft MSL Equipo personal que no precisa conexión a la aeronave. US Army: Chinook (CH-47), Blackhawk (UH-60) and Apache (AH-64)

COMPONENTES PHODS    

  

PHODS Regulator and Cylinder Assembly Oxygen Pulse Controller Nasal Cannula PHODS Mask Mobile Oxygen Cylinder Refilling Station Mission Kit Accessories and spares

PHODS Regulator and Cylinder 

DOT Certified 3AA Non-Shatterable Cylinder



Modified SEA Regulator 2100 PSI reduced to 15-35 PSI



Quick Disconnect for easy Cylinder exchange during flight



ON/OFF Hand Wheel with indicator



Refill Port

Oxygen Pulse Controller OPC 





 



Fixed Inlet hose “Push/Pull” output fitting Setting Sequence OFF, ON, R/M, F20 NVG Compatible LED Barometric Altimeter Smart system learns your patterns 



Starts at 25 BPM

Standard AA batteries

Nasal Cannula    

Flexible tubing for easy comfort and placement Mounts on Right side of HGU-56/P Replaceable Nose pieces Clean with 70% Isopropyl alcohol

PHODS Mask Inhalation Valve Exhalation valve

Oxygen Input

Microphone assembly

PHODS Operations Turn on Hand wheel Place in ON or F20 Position Be conscious of nose breathing when using Cannula Check and cross Check indication light for alarms Periodic Consumption check Heavy workload environments: Use R/M for temporary extra boost

Delivery Mode Matrix



Rest – Cannula 3.0 ± 0.4 hrs



Rest – Mask F20 2.3 ± 0.16 hrs



Rest - Mask R/M 0.8 ± 0.13 hrs



Exercise – Mask F20 2.0 ± 0.2 hrs (Times are estimates based on USAARL test report)

PROYECTO 



CEFAMET: Centro de Enseñanza de Helicópteros del Ejército de Tierra Analizar el funcionamiento del PHODS, en sus distintas modalidades, efectividad y su uso por pilotos de helicóptero en un perfil de vuelo específico en la Cámara Hipobárica del CIMA

9

8

12

11

10

7

6

1 5

4

3

2

14

13

La prueba la realizan dos pilotos experimentados de helicóptero destinados en el Centro de Enseñanza de Helicópteros (CEFAMET), Colmenar ViejoMadrid, del Ejército de Tierra.

Se utilizan dos equipos Portable Helicopter Oxygen Delivery System (PHODS), consistente en chaleco, botella de oxígeno, regulador, controlador y sonda nasal de oxigeno, proporcionados por la empresa AQUALUNG ESPAÑA

El equipo personal de los pilotos consiste en su casco habitual de vuelo con comunicaciones con el exterior y un pulsioxímetro.

PERFIL DE VUELO 17 000 ft

5 min

2 min OFF

RM

2 000 ft/min

2 000 ft/min Medición de Sat.O2 y FC y respuesta subjetiva cada 2,000ft desde los 8,000 a los 17,000 tanto en ascenso como en descenso.

1 000 ft/min

Control de activación del PHODS en ascenso en posición “ON”. Respuesta de los pilotos ante el paso a 17,000ft del regulador a OFF y activación de modalidad “RM” (Reserva/Manual o suministro manual intensivo).

RESULTADOS ALTURA ft.

BMB-FC

BMB-SAT.O2

FME-FC

FME-SAT.O2

56

92

45

99

8000

56

98

51

97

10000

63

97

54

96

12000

62

96

61

92

14000

59

97

52

93

16000

61

97

50

90

17000

60

95

48

97

17000 - 2'

62

98

48

98

17000 - 5'

58

98

49

97

17000 - 1' OFF

63

89

61

83

17000 - 1' RM

57

98

56

92

17000 - 2' RM-ON

56

99

47

99

16000

57

96

52

96

14000

55

98

51

94

12000

54

97

51

94

10000

59

97

48

94

8000

56

98

49

95

54

98

50

97

SUELO

SUELO

OBSERVACIONES

Activado a 8500

alarma

OBSERVACIONES

Activado a 12000

CONCLUSIONES 







El ensayo se realizó sin incidencias ni modificaciones del perfil propuesto. La utilidad del aporte de oxigeno ha sido manifiesta no apareciendo ningún síntoma relacionado con la hipoxia durante el funcionamiento normal del dispositivo (ON). La recuperación de la saturación a 17,000 pies mediante el modo R/M fue inmediata, sin aparecer síntomas . El ensayo en la Cámara Hipobárica favoreció la posterior prueba en vuelo real en helicóptero.

“Aviation in itself is not inherently dangerous. But to an even greater degree than the sea, it is Unforgiving of any carelessness, incapacity, or neglect”