Os perigos da radiação na aviação comercial

Examinamos os efeitos da radiação na aviação comercial e as medidas tomadas para limitar seu efeito sobre passageiros, tripulações de voo e aeronaves.

Boeing 737 (Foto: Matthew Calise/Airways)

As radiações são ondas de energia que viajam através de um meio em várias frequências e energias. Pode ser classificado como ionizante ou não ionizante.

A radiação não ionizante é encontrada na extremidade inferior do espectro eletromagnético, incluindo ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, ondas visíveis e a parte inferior das ondas ultravioleta e possuem baixas frequências e energias, portanto não são prejudiciais.

A radiação ionizante, que inclui raios-x, raios gama e ondas ultravioleta, é caracterizada por altas frequências e energias fortes o suficiente para arrancar elétrons de seus átomos [1].

Uma vez interagindo com o corpo humano, a radiação ionizante pode alterar a arquitetura molecular das células e tecidos humanos, resultando em distúrbios com risco de vida. Além disso, os aviônicos da aeronave e os dispositivos de comunicação também podem ser afetados.

Boeing 737-8 MAX (Foto: Michal Mendyk/Airways)

Efeito da radiação na altitude e latitude

A grande maioria das fontes de radiação na superfície da Terra não são ionizantes, e mesmo aquelas que são ionizantes emitem muito pouca radiação não perigosa.

No entanto, a tripulação e os passageiros que voam em altitudes de cruzeiro acima de 30.000 pés também estão expostos à radiação solar e galáctica ou cósmica, que são tipos adicionais de radiação ionizante. A 35.000 pés acima da superfície da Terra, o nível de radiação pode ser até 10 vezes maior do que ao nível do mar.

A blindagem magnetosférica da Terra, que protege contra a radiação solar, é mais forte no equador e enfraquece com o aumento da latitude antes de enfraquecer nos pólos; portanto, os efeitos da radiação também pioram com o aumento da latitude.

Por causa dessas implicações, as Nações Unidas estimaram em 2000 que trabalhar em uma companhia aérea produzia mais exposição à radiação do que trabalhar em uma usina nuclear.

Ao voar em grandes altitudes, não apenas passageiros e tripulantes, mas também sistemas de aeronaves e outros equipamentos correm risco de exposição à radiação. Vamos dar uma olhada em detalhes.

(Foto: KLM)

Riscos Humanos

De acordo com a Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (IARC) da Organização Mundial da Saúde (OMS), a exposição à radiação ionizante leva ao câncer e a problemas reprodutivos, incluindo abortos espontâneos. Também pode produzir distúrbios genéticos e defeitos oculares como catarata.

A chance de morrer de câncer é estimada em 200 por 1.000 pessoas apenas nos EUA, mas entre os tripulantes de companhias aéreas, a exposição à radiação de 20 anos de vôo em grandes altitudes aumenta o risco para 225 por 1.000.

Além disso, de acordo com pesquisas publicadas pelo US NLM e ARPANSA, pilotos de companhias aéreas e pessoal de cabine tinham quase o dobro do risco de melanoma e outros cânceres de pele do que a população em geral, com os pilotos tendo um risco maior de morrer de melanoma.

Aviônicos

A radiação cósmica pode induzir erros suaves em dispositivos semicondutores que compõem os sistemas aviônicos das aeronaves. Eles podem inverter bits digitais e criar sinais indesejáveis ​​para operar a aeronave.

Como exemplo, em 7 de outubro de 2008, o voo 72 da Qantas (QF) fez um pouso de emergência no aeroporto de Learmonth, perto da cidade de Exmouth, Austrália Ocidental, após um acidente a bordo que incluiu um par de manobras repentinas e não comandadas que causaram graves ferimentos - incluindo fraturas, lacerações e lesões na coluna - em vários passageiros e tripulantes.

Vários tipos de gatilhos potenciais foram investigados, incluindo bugs de software, falhas de hardware e interferência eletromagnética. Partículas secundárias de alta energia geradas por raios cósmicos, que podem causar um bit flip, também foram investigadas.

Posteriormente, foi dito que esses gatilhos provavelmente não estavam envolvidos, embora uma conclusão definitiva não pudesse ser alcançada. Um cenário muito mais provável era que uma fraqueza marginal de hardware de alguma forma tornasse as unidades suscetíveis aos efeitos de algum tipo de fator ambiental, que acionava o modo de falha.

O relatório final do ATSB, emitido em 19 de dezembro de 2011, concluiu que o incidente devido a limitações de projeto e “em uma situação muito rara e específica, vários picos nos dados do ângulo de ataque (AOA) de um dos ADIRUs podem resultar no FCPCs comandando a aeronave para cair.”

(Foto: Daniel Gorun/Airways)

Comunicações de alta frequência

As comunicações de rádio de alta frequência (HF) podem ser prejudicadas ou mesmo totalmente interrompidas pela radiação solar. A ionização da atmosfera superior (ionosfera), que absorve as comunicações de rádio de ondas curtas, aumenta quando os raios X das explosões solares entram na magnetosfera sem serem desviados e atingem a atmosfera da Terra no lado voltado para o sol.

A magnetosfera desvia as partículas solares incidentes e as direciona para os pólos do planeta, aumentando a taxa de ionização na atmosfera superior e causando absorção ionosférica, interrompendo assim as comunicações de rádio HF com efeitos comparáveis.

Durante as tempestades de Halloween de outubro-novembro de 2003, uma série de tempestades solares envolvendo erupções solares e ejeções de massa coronal que geraram a maior erupção solar já registrada pelo sistema GOES, as comunicações HF com aviões encontraram interrupções e, posteriormente, uma falha completa dos serviços HF que durou por horas.

(Foto: Quang Nguyen Vinh / Pexels.com)

Estratégias de Mitigação

Passageiros e tripulação de voo

A Comissão Internacional de Proteção Radiológica (ICRP) é o principal órgão encarregado de proteger contra a radiação ionizante e recomenda o limite de dose efetiva de um indivíduo de 20 mSv por ano, em média em períodos definidos de 5 anos (100 mSv em 5 anos), com o restrição adicional de que a dose efetiva não deve exceder 50 mSv em um único ano.

Além disso, a dose recomendada para tripulantes grávidas é de 1 mSv desde a descoberta da gravidez até o nascimento, com um máximo mensal de 0,5 mSv. O limite anual para o público em geral (passageiros) é de 1 mSv [6].

Recomenda-se que as passageiras grávidas e os membros da tripulação de voo pensem em trocar a viagem ou atrasar uma viagem para diminuir o risco de aborto espontâneo. De acordo com um estudo do Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH), o risco de aborto espontâneo aumenta quando as mulheres são expostas à radiação cósmica de pelo menos 0,36 mSv durante o primeiro trimestre.

Além disso, o Regulamento de Licenciamento de Pessoal, Parte 138, determina que as pilotos grávidas e tripulantes de cabine sejam avaliadas e excluídas das funções de voo entre o momento da descoberta da gravidez e o final da 12ª semana de gestação, bem como entre o final da 26ª semana de gestação e entrega, a fim de protegê-los dos efeitos da exposição à radiação e outros efeitos [4].

(Foto: Piedmont Airlines)

Companhias Aéreas

As companhias aéreas escolhem uma rota e altitude que reduzam a exposição à radiação depois de receber um alerta de radiação solar durante eventos moderados, fortes e severos de radiação solar transitória (20 uSv/hr e acima).

Um alerta de radiação solar é transmitido em todo o mundo e é acompanhado por uma mensagem com estimativas dos níveis de radiação em altitudes de 20.000 pés a 80.000 pés em latitudes específicas.

Além disso, um indivíduo pode descobrir a dose efetiva de radiação ionizante recebida em cada voo usando um programa de computador para download chamado CARI-6 ou CARI-6M, desenvolvido no Instituto Médico Aeroespacial Civil da FAA.

Aeronaves

Todas as aeronaves projetadas para operar acima de 15.000 m (49.000 pés) devem possuir tecnologia que possa monitorar e exibir continuamente a taxa de dose de toda a radiação cósmica recebida, bem como a dose cumulativa para cada voo, de acordo com o Anexo 6, Provisão 6.12 da ICAO .

De acordo com o regulamento 4.2.11.5 do Anexo 6 da ICAO, o operador deve acompanhar todos os voos superiores a 15.000 metros (49.000 pés) para calcular a dose cumulativa de radiação cósmica que cada tripulante recebeu durante um período de 12 meses. [5]

Edição de texto e imagens por Jorge Tadeu (Site Desastres Aéreos) com Airways Magazine

Referências: [1] International Civil Aviation Organization-ICAO, Manual of Civil Aviation Medicine-Doc 8984, page II-1-13. [2] Matthias M. Meier , Kyle Copeland, Klara E. J. Klöble, Daniel Matthiä,Mona C. Plettenberg,Kai Schennetten,Michael Wirtz, and Christine E. Hellweg, Radiation in the Atmosphere—A Hazard to Aviation Safety?, Page 14. [3] International Civil Aviation Organization-ICAO, Manual of Civil Aviation Medicine-Doc 8984, page II-1-14. [4] Tanzania Civil Aviation Authority-TCAA, The Civil Aviation Personnel Licencing Regulations, 2017 part 138, page 230. [5] International Civil Aviation Academy-ICAO, Annex 6 Operation of Aircraft, Part I – International Commercial Air Transport – Aeroplanes, Ninth edition, July 2010, pages 6-13. [6] International Civil Aviation Organization-ICAO, Manual of Civil Aviation Medicine-Doc 8984, page II-1-15.