Como a Mayo Clinic ajudou a aviação dos EUA a vencer a Segunda Guerra Mundial
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ROCHESTER, Minnesota – Se você assistiu a "Top Gun: Maverick", você viu uma representação fictícia de pilotos de caça realizando manobras aéreas incríveis com elevadas forças G, a força da gravidade. Aqui está a história sobre o papel que a Mayo Clinic teve ao ajudar os pilotos dos EUA a alcançar as alturas na Segunda Guerra Mundial.
Em 1942, o governo dos EUA encarregou secretamente um pequeno grupo de médicos e pesquisadores da Mayo Clinic com a tarefa de desenvolver a tecnologia que ajudaria a levar os EUA e seus aliados à vitória alguns anos depois.
Os médicos-pesquisadores da Mayo Clinic Dr. Walter Boothby, M.D., Dr. W. Randolph Lovelace II, M.D. e Dr. Arthur Bulbulian, D.D.S., haviam projetado uma máscara de oxigênio, chamada de máscara BLB (de Boothby-Lovelace-Bulbulian), alguns anos antes para resolver o problema dos passageiros de aviões que vivenciavam baixos níveis de oxigênio durante o voo. Naquele momento, era necessário fazer ajustes para atender às necessidades militares para o esforço da guerra.
O Dr. Bulbulian rapidamente começou a aprimorar a máscara para pilotos em jatos que voavam mais alto e mais rápido do que as aeronaves comuns. A máscara BLB aprimorada, agora conhecida como máscara A-14, fornecia aos pilotos a quantidade de oxigênio suplementar necessária, era resistente ao congelamento e tinha um microfone para comunicação por rádio.
Assim que o Dr. Bulbulian resolveu um problema, os militares dos EUA rapidamente descobriram outro. A experiência dos pilotos com forças G tão elevadas resultava em apagões. Em 2 Gs, os pilotos sentem o dobro de seu peso corporal empurrando-os contra seus assentos. Em 3 Gs, eles sentem o triplo de seu peso, e assim por diante. À medida que a força G aumenta, torna-se cada vez mais difícil para o coração bombear sangue para a cabeça, o que resulta em falta de oxigênio para o cérebro. Para descobrir como os pilotos tentaram lidar com essa questão por conta própria, os pesquisadores falaram diretamente com eles.
“Os pilotos frequentemente diziam que apenas gritavam a plenos pulmões quando estavam prestes a sair do mergulho de bombardeio”, diz o Dr. Jan Stepanek, M.D., diretor de medicina aeroespacial da Mayo Clinic no Arizona. “Quando você grita muito alto, cria uma pressão maior no tórax, o que resulta em uma pressão arterial elevada enquanto está gritando.”
O objetivo dos pesquisadores da Mayo Clinic Dr. Earl Wood, Ph.D. e Dr. Charlie Code, M.D. era encontrar uma maneira prática de manter o sangue fluindo para o cérebro durante o estresse gravitacional, porque os pilotos só conseguiam gritar por um certo tempo. Isso resultou no desenvolvimento da manobra M-1 ou Mayo-1. A técnica acabou evoluindo para o que é conhecido hoje como a manobra de esforço anti-G, apelidada de “o grunhido.”
“É uma manobra de esforço projetada principalmente para aumentar a pressão arterial. Ela consiste em contrações voluntárias das pernas, panturrilhas, coxas, braços e aumento da pressão no abdômen”, disse o Dr. Wood em entrevista ao filme da Mayo Heritage, “Reaching New Heights: Secret Stories of the Mayo Clinic Aero Medical Unit.” “Quando a pessoa sabe como fazer isso, ela consegue aumentar sua pressão arterial... se ela se esforçar o suficiente para isso.”
A manobra fez com que os pilotos se concentrassem em contrair o corpo e controlar a respiração para que o sangue pudesse fluir mais facilmente para o coração e o cérebro, evitando a perda de consciência sob forças G mais elevadas. A manobra de esforço anti-G por si só não conseguiu fazer com que eles voassem com segurança acima de 3 e 4 Gs. Ainda assim, a manobra de esforço anti-G é incrivelmente importante para os pilotos até hoje: “A manobra podia ser ensinada e praticada, e, sem dúvida, é mais importante do que o traje G”, diz o Dr. Stepanek.
Embora o modelo original do traje G já tivesse sido desenvolvido, as melhorias feitas pelo Dr. Wood e por David Clark, um tecelão de Massachusetts, permitiram que os pilotos voassem até uma força de 9 Gs. Dr. Wood e Clark pegaram o conceito revolucionário do traje G, desenvolvido em 1941 por uma equipe liderada pelo Dr. Wilbur Franks na Universidade de Toronto, e criaram um sistema inflável de cinco bolsas que poderia ser colocado dentro de uma roupa. Ao mesmo tempo, a equipe aeromédica aperfeiçoou uma válvula para conectar de forma segura o traje ao sistema de pressão de ar do avião. Enquanto o projeto anterior se concentrava na atração gravitacional, o projeto do Dr. Wood se concentrava no aumento da pressão arterial sem precisar da atenção ou do esforço do piloto.
Não foi fácil testar o design do traje. Pesquisadores e médicos não queriam testar o conceito em outras pessoas porque os efeitos causados pelas forças G (falta de oxigênio para o cérebro e de fluxo sanguíneo para o coração) ainda não eram conhecidos. Então, eles o testaram neles mesmos.
A necessidade de testar os designs do traje G fez com que os pesquisadores da Mayo Clinic construíssem uma centrífuga humana gigantesca no Edifício de Ciências Médicas em Rochester. A centrífuga, projetada e construída por Dr. Code, Dr. E. J. Baldes e Adrien Porter, foi a primeira dos EUA. Uma simulação de cabine foi anexada à ponta de uma estrutura tubular de aço movida pelo que sobrou de um motor de automóvel Chrysler que havia sido destruído. Dois volantes de inércia de 20 toneladas forneceram o impulso e a energia para girar a cabine em altas velocidades, criando forças G intensas. Usando a centrífuga, a Unidade Aeromédica da Mayo reuniu os dados mais completos já registrados sobre os efeitos das forças G.
Quando perguntado sobre os danos desconhecidos que a falta de oxigênio causa ao cérebro, o Dr. Wood disse no filme que ele realmente não pensou sobre isso: “Não me lembro de ter qualquer preocupação de que os repetidos apagões, entre outros, pudessem causar danos residuais. Nunca nos preocupamos muito com isso.”
Mesmo com os dados, os pilotos queriam provas reais de que os trajes funcionariam antes de confiar suas vidas a eles. Isso fez com que a equipe aeromédica da Mayo Clinic solicitasse um avião de combate (um bombardeiro de mergulho Douglas Dauntless) e um piloto voluntário. Para testar as invenções, o piloto voou no avião enquanto os pesquisadores estavam no assento de trás. Os experimentos reais, liderados pelo Dr. Edward Lambert, Ph.D., provaram que o traje G sozinho poderia fornecer proteção até 7 Gs. Quando o traje foi combinado com a manobra de esforço anti-G, os pilotos puderam suportar forças de até 9 Gs. Após os testes, o conceito do novo traje G foi aceito pelo Exército e pela Marinha, e às vezes é reconhecido por ter feito diferença na vitória da guerra.
Atualmente, o conceito do traje G e da manobra de esforço anti-G criados pela equipe da Mayo Clinic são usados por pilotos de caça em todo o mundo. Para saber mais, visite o Discovery’s Edge, o site History & Heritage da Mayo Clinic e o site do Department of Defense Medical Research Office.
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Sobre a Mayo Clinic
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Contato de mídia:
Kathryn Helwig, Relações Institucionais da Mayo Clinic, newsbureau@mayo.edu
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