El límite de Armstrong o la línea de Armstrong es una medida de altitud por encima de la cual la presión atmosférica es lo suficientemente baja como para que el agua hierva a la temperatura normal del cuerpo humano . La exposición a una presión por debajo de este límite da como resultado una pérdida rápida del conocimiento, seguida de una serie de cambios en las funciones cardiovasculares y neurológicas y, finalmente, la muerte, a menos que la presión se restablezca en 60 a 90 segundos. [1] En la Tierra, el límite es de alrededor de 18 a 19 km (11 a 12 millas; 59 000 a 62 000 pies) sobre el nivel del mar , [1] [2]por encima del cual la presión atmosférica cae por debajo de 0,0618 atm (6,3 kPa , 47 mmHg o aproximadamente 1 psi ). El modelo atmosférico estándar de EE. UU. Establece la presión de Armstrong a una altitud de 63.000 pies (19.202 m).
El término lleva el nombre del general de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos Harry George Armstrong , quien fue el primero en reconocer este fenómeno. [3]
Efecto sobre los fluidos corporales
| Localización | Presión |
|---|---|
| Cumbre de Olympus Mons | 72 Pa (0,0104 psi ) (0,0007 atm ) |
| Promedio de Marte | 610 Pa (0,088 psi) (0,006 atm) |
| Fondo Hellas Planitia | 1,16 kPa (0,168 psi) (0,0114 atm) |
| Límite Armstrong | 6.25 kPa (0.906 psi) (0.0617 atm) |
| Cumbre del monte Everest [4] | 33,7 kPa (4,89 psi) (0,3326 atm) |
| Nivel del mar de la tierra | 101,3 kPa (14,69 psi) (1 atm) |
| Nivel del Mar Muerto [5] | 106,7 kPa (15,48 psi) (1,053 atm) |
| Superficie de Venus [6] | 9,2 MPa (1330 psi) (91,8 atm) |
En o por encima del límite de Armstrong, los fluidos corporales expuestos, como la saliva , las lágrimas , la orina y los líquidos que humedecen los alvéolos dentro de los pulmones, pero no la sangre vascular (sangre dentro del sistema circulatorio), se evaporarán sin un traje de presión de cuerpo completo. , y ninguna cantidad de oxígeno respirable suministrado por ningún medio mantendrá la vida durante más de unos pocos minutos. [1] El informe técnico de la NASA Emergencias de descompresión rápida (explosiva) en sujetos sometidos a presión , que analiza la breve exposición accidental de un ser humano al vacío cercano., señala: "El sujeto informó más tarde que ... su último recuerdo consciente fue que la saliva en su lengua comenzaba a hervir". [7]
A la temperatura corporal nominal de 37 ° C (98,6 ° F), el agua tiene una presión de vapor de 6,3 kilopascales (47 mmHg); es decir, a una presión ambiente de 6,3 kilopascales (47 mmHg), el punto de ebullición del agua es de 37 ° C (98,6 ° F). Una presión de 6,3 kPa, el límite de Armstrong, es aproximadamente 1/16 de la presión atmosférica estándar al nivel del mar de 101,3 kilopascales (760 mmHg). Las fórmulas modernas para calcular la presión estándar a una altitud determinada varían, al igual que las presiones precisas que se medirán a una altitud determinada en un día determinado, pero una fórmula común [ cita requerida ] muestra que 6,3 kPa se encuentra típicamente a una altitud de 19.000 m (62.000 pies).
La presión arterial es una presión manométrica , lo que significa que se mide en relación con la presión ambiental. Para calcular la presión arterial, debe sumarse a la presión ambiental para calcular cuándo hervirá la sangre. Esto es similar a una llanta de automóvil desinflada: incluso con una presión manométrica cero, una llanta desinflada a una altitud del límite de Armstrong todavía tendría una presión absoluta (presión relativa a un vacío perfecto) de 63 hectopascales (0,91 psi), es decir, tendrá la presión ambiental a la altitud donde se produce el nivel de presión de 6,3 kPa (unos 19 km (62.000 pies)), tanto dentro como fuera de ella. Si uno infla el neumático a una presión manométrica distinta de cero, esta presión interna se suma a esos 6,3 kilopascales (0,91 psi) de presión ambiental. Esto significa que para un individuo con unpresión arterial diastólica baja, típicamente 8.0 kPa (60 mmHg), la presión arterial de la persona sería 14.3 kPa (107 mmHg), la suma de la presión arterial y la presión ambiental. Esta presión es más del doble de la presión ambiental en el límite de Armstrong. Esta presión adicional es más que suficiente para evitar que la sangre hierva por completo a 18 km (60.000 pies) mientras el corazón aún está latiendo. [1] [7]
Hipoxia por debajo del límite de Armstrong
Muy por debajo del límite de Armstrong, los seres humanos suelen necesitar oxígeno suplementario para evitar la hipoxia . Para la mayoría de las personas, esto suele ser necesario en altitudes superiores a los 4.500 m (15.000 pies). Los aviones comerciales deben mantener la presurización de la cabina a una altitud de cabina no superior a 2400 m (8000 pies). Las regulaciones de EE. UU. Sobre aeronaves de aviación general (vuelos no aéreos, no gubernamentales) requieren que la tripulación de vuelo mínima requerida, pero no los pasajeros, estén con oxígeno suplementario si el avión pasa más de media hora a una altitud de cabina superior a 3800 m ( 12,500 pies). El mínimo requerido tripulación de vuelo debe estar en oxígeno suplementario si el avión pasa cualquiertiempo por encima de una altitud de cabina de 4.300 m (14.000 pies), e incluso los pasajeros deben recibir oxígeno suplementario por encima de una altitud de cabina de 4.500 m (15.000 pies). [8] Los paracaidistas , que se encuentran en altitud solo brevemente antes de saltar, normalmente no superan los 4.500 m (15.000 pies). [9]
Importancia histórica
El límite de Armstrong describe la altitud asociada con un fenómeno natural objetivo y definido con precisión: la presión de vapor del agua a temperatura corporal. A fines de la década de 1940, representó un nuevo límite fundamental y estricto para la altitud que iba más allá de las observaciones algo subjetivas de la fisiología humana y los efectos dependientes del tiempo de la hipoxia experimentados en altitudes más bajas. Los trajes de presión se habían usado durante mucho tiempo en altitudes muy por debajo del límite de Armstrong para evitar la hipoxia. En 1936, Francis Swain de la Royal Air Force alcanzó los 15,230 m (49,970 pies) volando un Bristol Type 138 mientras usaba un traje de presión. [10] Dos años después, el oficial militar italiano Mario Pezzi estableció un récord de altitud.de 17.083 m (56.047 pies), vestido con un traje de presión en su biplano Caproni Ca.161bis a pesar de que estaba muy por debajo de la altitud a la que hierve el agua a temperatura corporal.
Normalmente se requiere un traje de presión a unos 15.000 m (49.000 pies) para que un piloto experimentado y bien acondicionado pueda operar con seguridad una aeronave en cabinas sin presión. [11] En una cabina sin presión a altitudes superiores a 11.900 m (39.000 pies) sobre el nivel del mar, la reacción fisiológica, incluso cuando se respira oxígeno puro, es hipoxia, un nivel inadecuado de oxígeno que causa confusión y eventual pérdida del conocimiento. El aire contiene 20,95% de oxígeno. A 11.900 m (39.000 pies), respirando oxígeno puro a través de una mascarilla sin sellar, uno está respirando la misma presión parcialde oxígeno como se experimentaría con aire normal a unos 3.600 m (11.800 pies) sobre el nivel del mar. En altitudes mayores, el oxígeno debe administrarse a través de una máscara sellada con mayor presión, para mantener una presión parcial de oxígeno fisiológicamente adecuada. Si el usuario no usa un traje de presión o una prenda de contrapresión que restrinja el movimiento de su pecho, el aire a alta presión puede causar daño a los pulmones.
Para aviones militares modernos como el F-22 y el F-35 de los Estados Unidos , ambos con altitudes operativas de 18.000 m (59.000 pies) o más, el piloto usa una "prenda de contrapresión", que es un g‑ traje con capacidades de gran altitud. En caso de que la cabina pierda presión, el sistema de oxígeno cambia a un modo de presión positiva para entregar oxígeno por encima de la presión ambiental a una máscara de sellado especial, así como para inflar proporcionalmente la prenda de contrapresión. La prenda contrarresta la expansión hacia afuera del pecho del piloto para prevenir el barotrauma pulmonar hasta que el piloto pueda descender a una altitud segura. [12]
Ver también
- Vertigo
- Efecto de los vuelos espaciales en el cuerpo humano.
- Enfermedad por descompresión
- Zona de muerte
Referencias
- ^ a b c d Geoffrey A. Landis. "Exposición humana al vacío" . Archivado desde el original el 21 de julio de 2009 . Consultado el 5 de febrero de 2016 .
- ^ "NASAexplores Glosario" . Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2007.
- ^ "NAHF - Harry Armstrong" . 18 de noviembre de 2007. Archivado desde el original el 18 de noviembre de 2007 .
- ↑ West, John B. (1999). "Presiones barométricas en el monte Everest: nuevos datos y significado fisiológico". Revista de fisiología aplicada . 86 (3): 1062–1066. doi : 10.1152 / jappl.1999.86.3.1062 . PMID 10066724 .
- ^ "La región del mar Muerto como balneario" . Mar Muerto, ISRAEL: Cystic Fibrosis Center LTD. Archivado desde el original el 15 de julio de 2012 . Consultado el 15 de mayo de 2012 .
- ↑ Basilevsky, Alexandr T .; Jefe, James W. (2003). "La superficie de Venus". Rep. Prog. Phys . 66 (10): 1699-1734. Código Bibliográfico : 2003RPPh ... 66.1699B . doi : 10.1088 / 0034-4885 / 66/10 / R04 .
- ^ a b "Pregunte a un astrofísico: cuerpo humano en el vacío" . Archivado desde el original el 14 de octubre de 2014.
- ^ "Código de regulaciones federales". Título 14, Capítulo I, Subcapítulo F, Parte General 91 de funcionamiento y normas de vuelo Subparte C-equipo, instrumento, y Requisitos de certificados, Expediente Nº 18334, 54 FR 34304 § 91.211 oxígeno suplementario de 18 de de agosto de, de 1989 . Consultado el 6 de febrero de 2016 .
- ^ "Manual de información del paracaidista" . Asociación de Paracaidistas de Estados Unidos . 30 de marzo de 2014. Archivado desde el original el 30 de marzo de 2014 .
- ^ "Registro de altitud" . Sydney Morning Herald . 1 de octubre de 1936 . Consultado el 29 de septiembre de 2020 .
- ^ "Una breve historia del traje de presión" . Centro de Investigación Dryden . 25 de marzo de 2016. Archivado desde el original el 25 de marzo de 2016 .
- ^ Sweetman, Bill (18 al 25 de julio de 2011). "Peligro sigiloso: los incidentes de hipoxia que preocupan a los Hornets pueden estar relacionados con los accidentes del F-22" . Semana de la aviación y tecnología espacial . pag. 35.
Enlaces externos
- "Capítulo 1: Fisiología del vuelo". Manual del cirujano de vuelo naval de EE. UU . (PDF) .
- "Ebullismo a 1 millón de pies: sobrevivir a la descompresión rápida / explosiva" . Archivado desde el original el 19 de septiembre de 2000.
- "Presión del aire y altitud sobre el nivel del mar" . La caja de herramientas de ingeniería . Archivado desde el original el 9 de noviembre de 2016.
