¿Cuál es la concentración de oxígeno a mayor presión que los humanos pueden tolerar adecuadamente? [cerrado]

Entonces, cuando discutimos la toxicidad del oxígeno , es importante tener en cuenta que mantenemos los términos correctos y, por esa razón, vamos a hablar sobre la presión parcial . Es decir, la parte de la presión que se relaciona con el O2.

En otras palabras; si al nivel del mar la presión atmosférica es de 1 bar y el O2 comprende el 21% de la atmósfera, entonces la presión parcial de O2 para nuestros propósitos es de 0,21 bar.

Esta es una consideración importante ya que cuando llegamos al punto de considerar el O2 como un problema, no lo estamos considerando Y algo más u O2 en combinación ; estamos hablando puramente de O2 como agente dañino y las pruebas han demostrado que lo que preocupa es la presión parcial, NO la tasa de dilución del O2 en la atmósfera.

Dicho esto; el enlace ya provisto mostrará que lo primero que debe preocuparte son tus pulmones. Las altas presiones parciales de O2 también freirán sus retinas y causarán daño neuronal, pero son sus pulmones los que sufrirán primero. Cualquier cosa por encima de un PP de 0,5 bar es un problema.

Cuando los astronautas del Apolo volaron a la Luna y regresaron, lo hicieron en un entorno de O2 puro. Eso era muy peligroso en términos de chispas que encendían la atmósfera en la cabina, pero para los propios pilotos no sufrieron ningún problema real. ¿Por qué? Porque bajaron la presión atmosférica. Al reducir la densidad atmosférica a (digamos) 0,4 atmósferas pero haciéndolo O2 puro, pones menos presión diferencial entre el interior de tu nave y el vacío del espacio y llevas menos peso al espacio para respirar gases durante la duración de la misión. .

Deshacerse del CO2 es en realidad el factor limitante para las condiciones de hacinamiento a lo largo del tiempo; algo más del 1% de CO2 causa más problemas que la toxicidad del O2 a corto plazo. Entonces; siempre que pueda eliminar el CO2 de su entorno de O2, las paredes de su barco pueden ser más delgadas, el aire respirable más ligero; hay muchas razones para hacer eso.

Pero en tu caso, estás hablando de aumentar la densidad. Entonces; siempre que aumente la densidad del gas; la mejor solución es disminuir la proporción de O2 de manera equivalente y listo. En el peor de los casos, no permita que las diferencias lleguen a más del doble de una distribución atmosférica convencional similar a la de la Tierra.

Ejemplo; ir a 1,15 cajeros automáticos pero mantener el porcentaje de O2 debería estar bien. Ir a 1,5 cajeros automáticos y mantener el porcentaje de O2 está bien, pero probablemente no sea lo ideal. Ir a 2 cajeros automáticos pero reducir el O2 a (digamos) 15% (lo que significa 0,3 bar PP) está bien.

Por supuesto, hay algunas advertencias.

Esto se basa puramente en pruebas a corto plazo. No hemos visto lo que le sucede a alguien que vive toda su vida en 0,5 bar PP O2 y supongo que con el tiempo podrían entrar en juego algunos factores a largo plazo. En términos generales, el O2 es un químico clave en la liberación de energía en nuestros cuerpos, pero también parece desempeñar un papel fundamental en nuestro proceso de envejecimiento. Esta es la razón por la cual los antioxidantes son tan populares como suplementos para la salud. Es posible que a 0,5 bar, las personas puedan operar con más energía, ser más ágiles, corredores más rápidos, etc., pero finalmente vivan una vida más corta como resultado. Simplemente no lo sabemos todavía.

Además, lo que he estado describiendo es el efecto de O2 PP en humanos . Si tiene criaturas que han evolucionado en niveles más altos de PP de O2, entonces esperaría que tuvieran metabolismos y estructuras fisiológicas (como quizás pulmones más pequeños) para atender este cambio.

Además, si tienes un miedo natural a los insectos, entonces no quieres vivir en un mundo así. Los insectos no tienen pulmones y dependen de la absorción de O2 a través de sus caparazones para saturar sus cuerpos con O2, lo que significa que el PP de O2 pone un límite a su tamaño. Más O2 en la atmósfera, más grandes pueden crecer.

Finalmente, si mantiene la composición atmosférica similar a la de la Tierra pero simplemente aumenta la presión, intercambiando el exceso de O2 PP por más nitrógeno, se encuentra con un problema completamente diferente. Una vez que alcanza unos 3 cajeros automáticos, el nitrógeno PP es suficiente para desencadenar un efecto narcótico. Continuar incrementándolo TAMBIÉN conduce a la toxicidad. Los buceadores modernos saben esto y, a menudo, tienen que bucear profundamente con mezclas de aire especiales que reducen tanto el O2 como el N2 para que ninguno tenga estos efectos. También debe tenerse en cuenta que una presión tan alta significa que sus sistemas de depuración de CO2 tendrían que ser MUY eficientes; preferiblemente una concentración muy alta de vegetación a la vida animal en un planeta con una atmósfera de alta densidad. ¿Por qué? Bueno, el mismo problema con PP también significa que a 3 ATM, las concentraciones de CO2 comienzan a convertirse en un problema en torno al 0,35 %.

Entonces; si está diseñando una atmósfera densa, el O2 es ciertamente una consideración, pero no es la única. Su mejor posición inicial es investigar mezclas de aire de buceo para inmersiones profundas, luego usar eso como punto de partida para sus cálculos de densidad en términos de PP y qué otros gases podría usar para diluir un poco el aire, por así decirlo.