Fisiología aeronáutica: Ley de Dalton

John Dalton, aunque tuvo varios hermanos, no estuvo involucrado en ningún robo que sepamos. Muy al contrario, este Dalton (con cara de estreñido en la ilustración) contribuyó notablemente a la química y hoy en día le recordamos en aviación gracias a su aportación a la fisiología, disciplina que se encuadrada dentro de los que se conoce como actuaciones humanas en aviación. La ley de Dalton (también llamada ley de presión parcial de Dalton) está relacionada con la ley de los gases ideales, que por mucho que se empeñen mis paisanines, no son los que generan unas buenas fabes con sidrina. Vale, seamos serios.

John Dalton observó esta ley empírica en 1801. En ella se dice que la presión total ejercida por una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de cada componente individual en una mezcla de gases. Matemáticamente, la presión P de una mezcla de n gases puede definirse como la suma 

Donde Σpp (Sigma pp) es la suma de las presiones parciales y p1, p2, pn representan la presión parcial de cada componente. Se supone que los gases no reaccionan entre sí. En el caso del aire, la proporción de gases en la atmósfera permanece bastante constante hasta los 70.000 pies de altura (algo más de 21 km), que es una altura mucho mayor que la que vuelan los aviones comerciales. Debajo se puede ver una representación de la ley de Dalton. La presión parcial se refiere a las diferentes presiones de los componentes dentro de un gas compuesto, como es el aire que respiramos.

Como ya vimos en otros posts, el aire que respiramos está compuesto de oxígeno (21%), nitrógeno (78%), dióxido de carbono y otros gases (1%). Cada uno de estos gases tiene su propia presión parcial. La presión total de un gas es la suma de todas estas presiones individuales o parciales.

Pregunta: ¿Cuál es la presión parcial de oxígeno, nitrógeno y otros gases al nivel del mar?

La presión total a nivel del mar es de 760 mmHg. 760 mmHg = 159.6mmHg (O2) + 592.8 mmHg (N) + 7.6 mmHg (Otros gases)

¿Por qué es tan importante tener en cuenta esta otras leyes relativas a los gases?

La variación de los tres parámetros básicos (presión, densidad/volumen y temperatura) será la causante de múltiples efectos en el cuerpo humano. Esto fue experimentado por muchos aeronautas y pioneros de la aviación, por ejemplo: la primera descripción detallada de los efectos de la altitud fue realizada por un par de insensatos llamados Glaisher y Coxwell en 1862. En su ascenso (ver post dedicado a estos chiflados) informaron que a 5.640 metros sus pulsos se aceleraron a 100 latidos por minuto. A 5.850 metros se vio afectada su respiración y se experimentaron palpitaciones. Sus manos y labios se volvieron azulados y tuvieron dificultades para leer sus instrumentos. A 6.510 metros, Glaisher experimentó mareos y a 8.700 metros experimentaron fatiga muscular. A 8.833 metros, cuando ambos científicos estaban casi inconscientes, Coxwell logró agarrar el cordón de la válvula con sus dientes y hacer que el globo descendiera.

Aplicación práctica de la Ley de Dalton

La presión parcial del oxígeno a nivel del mar es de 0,21 x 760 = 159,6 mmHg; Esto es suficiente presión para respirar normalmente. Sin embargo, la presión y la densidad de la atmósfera disminuyen a medida que aumenta la altitud, lo que dificulta la respiración.

¿Qué sucedió durante los Juegos Olímpicos en la Ciudad de México en 1968? La gran altitud de la Ciudad de México (2.240 ​​m) dificultó que muchos atletas de resistencia se adaptaran al aire de aquella ciudad y no se batieron muchos récords al verse privados del aporte de oxígeno necesario.

¿Cuál es la presión parcial del oxígeno en la Ciudad de México?

Primero necesitamos saber la presión a 2.240 m (7.347 pies). La presión a esta altura es aproximadamente 575 mmHg. Por lo tanto, la presión parcial del oxígeno es 0,21 x 575 = 120,75 mmHg.

En esta altitud, la vida se puede desarrollar normalmente, incluso en la capital más alta del mundo, La Paz en Bolivia situada a una altitud de 3.600 metros (11.811 pies). Después de un período de adaptación, la vida se puede desarrollar normalmente; Aquí la presión es de unos 480 mmHg. Alrededor de esta altitud comienza la zona conocida como de deficiente fisiológica, si continuamos subiendo hacia 6.000 metros o veinte mil pies, la presión del aire bajará a alrededor de 350 milímetros de mercurio, que se considera el punto donde la falta de oxígeno haría que la mayoría de las personas sufran efectos relacionados con la hipoxia.

Debido a las preocupaciones sobre la salud de los jugadores y la posible distorsión de la competición futbolera, la FIFA, ha prohibido que los partidos internacionales se jueguen a más de 2.500 m (8.200 pies) sobre el nivel del mar.

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