Atmosfera e lei dos gases - SOL

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