Atmosfera e lei dos gases - SOL
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Atmosfera e lei dos gases MSc. Roberpaulo Anacleto Objetivo Propiciar uma visão global das alterações que ocorrem no organismo humano durante atividade aérea e como administrá-las Conceito É a especialidade médica que se ocupa da manutenção ou recuperação do perfeito funcionamento do organismo humano correlacionada ao desempenho da atividade aérea ou espacial TEMPERATURA E UMIDADE A origem da umidade do ar é a evaporação da água dos mares, rios, lagos e do próprio solo. Seu volume é muito variável e tem relação com a temperatura. A uma temperatura de 30°C, por exemplo, um volume de ar pode conter no máximo 4% de vapor d’água; a -40°C, porém, esse índice jamais será superior a 0,2%. A umidade no ar varia também de acordo com a distribuição de terras e mares e com a pressão atmosférica. TEMPERATURA E UMIDADE TEMPERATURA NA ESTRATOSFERA - 56º C ACIMA 12Km AUSÊNCIA DE VAPOR D’AGUA TEMPERATURA NA TROPOSFERA VARIA ALTITUDE LATITUDE UMIDADE VARIA TEMPERATURA PRESSÃO ATMOSFÉRICA RELAÇÃO ENTRE PRESSÃO ATMOSFÉRICA E ALTITUDE Lei de Boyle LEI DOS GASES P1V1 = P2V2 P = pressão V = volume Enunciado da Lei: O volume de um gás é inversamente proporcional à sua pressão (temperatura constante). Significado Fisiológico: Aerodilatação (disbarismo) Lei de Boyle Lei de Boyle Lei de Dalton LEI DOS GASES PT = P1 + P2 + ... Pn P = pressão Enunciado da Lei: A pressão total de uma mistura de gases é igual à soma das pressões parciais de cada gás. Significado Fisiológico: Hipóxia Lei de Dalton SIGNIFICAÇÃO FISIOLÓGICA: Esta lei explica que, embora a percentagem de oxigênio do ar permaneça constante em todas as altitudes razoáveis, a deficiência de oxigênio se instala como uma decorrência da queda da tensão parcial do oxigênio em razão direta da queda da pressão atmosférica. Diminuindo a tensão parcial de O2 no ar ambiente, diminui também o ar alveolar e consequentemente, sobrevêm a hipóxia. Lei de Henry LEI DOS GASES P1 . A1 = P2 . A1 P = pressão A = quantidade Enunciado da Lei: A quantidade de um gás dissolvido em uma solução é diretamente proporcional à pressão parcial desse gás na solução. Significado Fisiológico: Doença da descompressão (Disbarismo) Lei de Henry Lei de Henry O gás CO2, foi posto na garrafa após a mesma já ter sido preenchida pelo líquido sobre uma pressão elevada. Assim, segundo a Lei física de Henry, ele ira se solubilizar no neste líquido na proporção direta da pressão e do tempo em que ficar submetido a essa pressão. Lei de Henry Quanto maior a pressão e tempo, mais gás vai ser dissolvido. Quando abrimos a garrafa, o gás perde pressão "escapando " para o meio ambiente e o processo se reverte, ou seja, o "gás" antes dissolvido no líquido, volta para forma gasosa, por isso as bolinhas. E a medida que o tempo passa, o gás vai se liberando do líquido e indo embora, até dizermos que a coca está sem gás. Lei de Henry No ato de mergulhar o principal agente de mudanças além do meio líquido, é a pressão. A pressão no ambiente aquático aumenta uma atmosfera a cada dez metros de profundidade, assim, quando estamos a dez metros de profundidade estaremos submetido a duas atmosferas, uma da atmosfera que estamos acostumados a suportar ao nível do mar, e outra causada pelos dez metros da coluna d’agua. Lei de Henry O gás que normalmente usamos durante o mergulho é o ar. A mesma mistura gasosa que você está respirando neste momento. Bom, pelo menos espero que você não esteja em algum hospital precisando de oxigênio puro. Pois a "mistura" ar, respirada normalmente é composta de 20,84% de oxigênio, 78,62% de nitrogênio, 0,04% de CO2 e 0,5 de vapor d’ água. Lei de Henry O oxigênio quando respirado é metabolizado se transformando em energia para as nossas células e eliminado na forma de CO2, o nitrogênio que tem a maior fração na mistura respirada, quase 79%, é inerte, ou seja, não participa do processo. A grosso modo entra e sai. Porém quando mergulhamos ficamos submetidos a pressões ambiente acima do normal, o nitrogênio, por se tratar de uma gás e em respeito a lei de Henry, vai se solubilizar no meio do líquido que encontrar, que para nós humanos, é o sangue, que por sua vez penetra em todas as partes do corpo através da circulação sanguínea. Lei de Henry Assim, à medida que nos aprofundamos, aumentamos a pressão, e a medida que o tempo passa, mais nitrogênio dissolvido teremos em nosso corpo. Ao iniciamos a volta à superfície, a pressão vai diminuindo e o processo se revertendo, o gás hora dissolvido vai voltando a forma gasosa, entra na rede venosa, vai para os pulmões, e é eliminado pela respiração. Lei de Henry Se o nitrogênio dissolvido for muito alta, ou a despressurização for muito rápida, por causa de uma subida acelerada, pode ocorrer formação de bolhas nos tecidos do corpo, nas articulações, e até na rede arterial, levando estas bolhas para órgão vitais do corpo, causando a chamada doença descompressiva. Lei de Charles P1 . T2 = P2 . T1 LEI DOS GASES P = pressão T = temperatura absoluta Enunciado da Lei: A pressão de um gás é diretamente proporcional à sua temperatura (volume constante) Significado Fisiológico: Armazenamento de oxigênio Lei de Charles Lei de Charles Lei da Difusão dos Gases LEI DOS GASES Enunciado da Lei: Um gás difundirá-se do local de maior concentração (ou pressão parcial) para outro de menor concentração. Significado Fisiológico: Transferência dos gases no corpo (O2 e CO2) LEI DOS GASES Aerodilatação Disbarismo Boyle P1V1 = P2V2 Dalton PT = P1 + P2 + ... Pn Hipóxia Henry P1 . A1 = P2 . A1 Doença da Descompressão Disbarismo Charles P1 . T2 = P2 . T1 Armazenamento de oxigênio Difusão dos Gases Transferência dos gases no corpo (O2 e CO2) DIVISÃO FISIOLÓGICA DA ATMOSFERA Zona Fisiológica Indiferente do nível do mar até 2.000 m (6.500 pés) Patm = 601 mmhg § O corpo humano está ± adaptado. § Apenas problemas fisiológicos menores podem ocorrer, como dificuldade de equalização no ouvido médio. DIVISÃO FISIOLÓGICA DA ATMOSFERA Zona Fisiológica Deficiente de 2.000 m (6.500 pés) até 4.500 m (15.000 pés) Patm = 429 mmHg § § Representa, junto com a zona precedente, o local onde é realizada a maior parte dos vôos não pressurizados. As reservas cardíacas e respiratória são solicitadas e provêem alguma proteção contra a hipóxia Frequência cardíaca ↑ Volume respiratório minuto ↑ Pressão arterial ↑ Raciocínio ↓ DIVISÃO FISIOLÓGICA DA ATMOSFERA Zonas das Compensações Fisiológicas Parciais de 4.500 m (15.000 pés) até 6.500 m (22.000 pés) Patm = 321 mmHg § A deficiência de oxigênio torna-se um problema crescente à medida que subimos. § O organismo não consegue compensar a deficiência de oxigênio e os sinais e sintomas da hipóxia instalam-se. § Gases no trato digestivo e em outros locais do corpo podem acarretar problemas. DIVISÃO FISIOLÓGICA DA ATMOSFERA Zonas de Impossibilidade de Compensação Fisiológica acima de 6.500 m (22.000 pés) Patm = < 350 mmHg § A vida está em perigo ! § Há necessidade de oxigênio suplementar para permitir a manutenção das funções vitais. § A hipóxia incapacitante instala-se em pouco tempo e a morte ocorre alguns minutos depois. PRIMEIRO EQUIVALENTE ESPACIAL 15 km - 50.000 pés - PA = 87 mmHg 1º NÍVEL DE ANÓXIA DA ATMOSFERA SEGUNDO EQUIVALENTE ESPACIAL 19 km - 63.000 pés - PA = 47 mmHg METABOLISMO Temperatura normal do corpo humano = 37ºC TEMPERATURA DE VAPORIZAÇÃO DA ÁGUA Nível do Mar 100ºC Altitude Panela de Pressão PA = 47 mm Hg 37ºC 120ºC 2º EQUIVALENTE ESPACIAL = LINHA DE ARMSTRONG STRUGHOLD 63.000 pés 50.000 pés “Espaço fisiológico” No tocante à capacidade do corpo humano em suportar a pressão atmosférica sobre sua superfície “Espaço fisiológico” No tocante às trocas gasosas
