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Old July 3rd, 2011, 01:54 AM   #1
jesinej
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presurizzazione ed ossigeno

Desideravo sapere come funziona la presurizzazione della cabina di un aereo militare ed i un aereo civile.



In un aereo militare durante la fase di crocera a 10000 metri di quota è obbligatoria la maschera dell'ossigeno oppure basta l'ossigeno emanato nell'abitaccolo?

La presurizzazione della cabina serve solo per respirare a quote alte?

Ultima domanda: come mai con l'Eurostar quando entro in galleria mi si tappano le orecchie?

Last edited by jesinej; July 3rd, 2011 at 02:15 AM.
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Old July 3rd, 2011, 05:27 PM   #2
-hazoN!
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Personalmente non so se un'aereo militare (parlo ovviamente di caccia) sia o meno pressurizzato, anche se posso ipotizzare che non lo sia proprio per l'utilizzo delle maschere per l'ossigenazione. E' proprio questo un punto poco approfondito.

In generale e per quanto riguarda gli aerei di linea ti scrivo come funziona il tutto.

Analizzando la composizione chimica dell'Atmosfera terrestre e in particolare della Troposfera (dal suolo a 8km sopra i poli e fino a 20km sopra l'equatore) è composta da i seguenti gas:

-Azoto 75%
-Ossigeno 23%
-Anidride carbonica, Argon e altri gas per il restante 2%

questi valori non cambiano in nessun punto della troposfera ed è quindi NON corretto parlare di mancanza di ossigeno in alta quota, quanto mancanza di pressione. Il problema infatti va ricercato nello scambio polmonare. In mancanza di pressione atmosferica (alte quote) l'ossigeno non riesce a penetrare le pareti degli alveoli e raggiungere le molecole di emoglobina.

Ecco la pressurizzazione dell'aereo a cosa serve. Bisogna immaginare l'aereo come un pallonciono d'aria che viene costantemente gonfiato attraverso lo "spillamento" dai motori e contemporaneamente svuotato da delle valvole che ne gestiscono la pressione interna (outflow valves). In caso di malfunzionamento di queste, una volta raggiunto un delta di pressione pari a circa 8 PSI (varia per ogni aereo) si aprono le Safety Relief valves.
Lo spillamento dai motori avviane prima della combustione e l'aria può raggiungere i 350°C, viene poi successivamente raffreddata, messa in pressione da una turbina e poi umidificata e filtrata prima di essere inserita all'interno della cabina sotto forma di aria condizionata.
Per concludere l'aria condizionata di un aereo si adopera come pressurizzatore.

alla luce di quanto scritto... non credo un caccia abbia spazio o necessità di tutto questo sistema, ci si mette la maschera e si respira ossigeno 100% puro a pressione.
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Old July 3rd, 2011, 09:54 PM   #3
bigshot4ever
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Originally Posted by -hazoN! View Post
Personalmente non so se un'aereo militare (parlo ovviamente di caccia) sia o meno pressurizzato, anche se posso ipotizzare che non lo sia proprio per l'utilizzo delle maschere per l'ossigenazione. E' proprio questo un punto poco approfondito.

In generale e per quanto riguarda gli aerei di linea ti scrivo come funziona il tutto.

Analizzando la composizione chimica dell'Atmosfera terrestre e in particolare della Troposfera (dal suolo a 8km sopra i poli e fino a 20km sopra l'equatore) è composta da i seguenti gas:

-Azoto 75%
-Ossigeno 23%
-Anidride carbonica, Argon e altri gas per il restante 2%

questi valori non cambiano in nessun punto della troposfera ed è quindi NON corretto parlare di mancanza di ossigeno in alta quota, quanto mancanza di pressione. Il problema infatti va ricercato nello scambio polmonare. In mancanza di pressione atmosferica (alte quote) l'ossigeno non riesce a penetrare le pareti degli alveoli e raggiungere le molecole di emoglobina.

Ecco la pressurizzazione dell'aereo a cosa serve. Bisogna immaginare l'aereo come un pallonciono d'aria che viene costantemente gonfiato attraverso lo "spillamento" dai motori e contemporaneamente svuotato da delle valvole che ne gestiscono la pressione interna (outflow valves). In caso di malfunzionamento di queste, una volta raggiunto un delta di pressione pari a circa 8 PSI (varia per ogni aereo) si aprono le Safety Relief valves.
Lo spillamento dai motori avviane prima della combustione e l'aria può raggiungere i 350°C, viene poi successivamente raffreddata, messa in pressione da una turbina e poi umidificata e filtrata prima di essere inserita all'interno della cabina sotto forma di aria condizionata.
Per concludere l'aria condizionata di un aereo si adopera come pressurizzatore.

alla luce di quanto scritto... non credo un caccia abbia spazio o necessità di tutto questo sistema, ci si mette la maschera e si respira ossigeno 100% puro a pressione.
Che mi risulti la pressurizzazione "solo in maschera" c'è solo in aerei "estremi" come l'U2 e i vari Blackbird (e simili)... Poi magari sbaglio
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Old July 4th, 2011, 05:00 PM   #4
Lucio
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questi valori non cambiano in nessun punto della troposfera ed è quindi NON corretto parlare di mancanza di ossigeno in alta quota, quanto mancanza di pressione.
In realta' e' corretto parlare di mancanza di ossigeno. Il problema e' infatti proprio che, anche se non cambiano i rapporti tra i diversi gas, diminuisce la pressione totale e quindi anche la pressione parziale di ossigeno. In sostanza c'e' (anche) meno ossigeno ad alta quota ed il problema deriva proprio da questo.

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In mancanza di pressione atmosferica (alte quote) l'ossigeno non riesce a penetrare le pareti degli alveoli e raggiungere le molecole di emoglobina.
La pressione atmosferica in se' non interasgice assolutamente con l'assorbimento di ossigeno da parte degli alveoli.
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Old July 4th, 2011, 06:04 PM   #5
tool2106
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Old July 4th, 2011, 07:29 PM   #6
jesinej
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in caso di evaquazione di un aereo militare (caccia), esiste il seggiolino in capsula che viene scaraventato fuori dall'aereo e sotto i 3000 metri si apre il paracadute.
Durante il volo da 10000 a 3000 metri nella capsula che si stacca dall'aereo, l'ossigeno da dove arriva?


Colgo anche l'occasione per chiedere dove posso trovare MAPPE MILITARI AEREE, ovvero MI SERVIREBBERO LE AEREOVIE MILITARI SUL SUOLO ITALIANO DENOMINATE DW e numero seguente.

Attualmente ho tutte le aereovie civili.
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Old July 4th, 2011, 10:53 PM   #7
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In realta' e' corretto parlare di mancanza di ossigeno. Il problema e' infatti proprio che, anche se non cambiano i rapporti tra i diversi gas, diminuisce la pressione totale e quindi anche la pressione parziale di ossigeno. In sostanza c'e' (anche) meno ossigeno ad alta quota ed il problema deriva proprio da questo.



La pressione atmosferica in se' non interasgice assolutamente con l'assorbimento di ossigeno da parte degli alveoli.
Grazie della risposta, quello che ho scritto è frutto di ricordi del corso di medicina aeronautica, allora visto che sono uno preciso e che di fregnacce non ne vuole scrivere/dire, sono andato a prendermi i libri.
E confermo quello che ho scritto. Però mi piacerebbe ricevere vere e proprie spiegazioni da parte tua, sempre che tu voglia perdere tempo con un non medico.

intanto però ti chiedo questo:

nella tua prima frase in fondo dici che cè mancanza di ossigeno dicendo però che è presente. O c'è o non c'è, secondo me c'è ma il nostro organismo non è in grado di assorbirlo a livello alveolare poichè la pressione del gas all'interno degli alveoli (pressione atmosferica e quindi pressione dell'ossigeno atmosferico) è uguale/minore della pressione dell'ossigeno nel sangue venoso e quindi la differenza di pressione non permette al gas di attraversare le pareti alveolari. Stessa cosa, ma al contrario per il CO2. Pressione del gas atmosferico più basso di quello venoso e quindi nessuna perdita di CO2 dal sangue.

Tutto questo in base a due leggi dei gas:

- Legge di DALTON
- Legge di Graham


Dottore mi dica in cosa sbaglio, queste cose mi piacciono da morire!!!


p.s. Tool... fra un po' scatta la rissa a colpi di bisturi e throttle!
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Old July 4th, 2011, 10:56 PM   #8
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in caso di evaquazione di un aereo militare (caccia), esiste il seggiolino in capsula che viene scaraventato fuori dall'aereo e sotto i 3000 metri si apre il paracadute.
Durante il volo da 10000 a 3000 metri nella capsula che si stacca dall'aereo, l'ossigeno da dove arriva?


Colgo anche l'occasione per chiedere dove posso trovare MAPPE MILITARI AEREE, ovvero MI SERVIREBBERO LE AEREOVIE MILITARI SUL SUOLO ITALIANO DENOMINATE DW e numero seguente.

Attualmente ho tutte le aereovie civili.
Per quanto riguarda il seggiolino, mi sembra ci sia una bombola dietro il sedile che viene eiettato ( praticamente tutto un blocco), mentre per le aerovie non posso aiutarti, purtroppo credo sia roba militare e non pubblicabile. Se però hai bisogno di carte varie prova a chiedere che qualche cosa ce l ho.

Ti consiglio un giro sul sito dell'ENAV loro sono l'ente preposto alla diffusioni di informazioni di tipo aeroportuale e supporto alla navigazione.
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Old July 5th, 2011, 12:50 AM   #9
jesinej
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Per quanto riguarda il seggiolino, mi sembra ci sia una bombola dietro il sedile che viene eiettato ( praticamente tutto un blocco), mentre per le aerovie non posso aiutarti, purtroppo credo sia roba militare e non pubblicabile. Se però hai bisogno di carte varie prova a chiedere che qualche cosa ce l ho.

Ti consiglio un giro sul sito dell'ENAV loro sono l'ente preposto alla diffusioni di informazioni di tipo aeroportuale e supporto alla navigazione.
Chiedo a te.. preferisco ho fatto un giro sull'enav e non ho nulla. Attualmente sono in possesso di cartine aereonautiche civili L ed H con tutte le aereovie, ma purtroppo non sono segnate quelle militare. Una Aereovia militare colega Alghero - Ustica-Cattanzaro con il nme di DW12. Ad Ustica l'aereovia incrocia Ambra 13, però il punto d'incrocio chiamato Conder non viene riportato.

Che cartine militari hai?
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Old July 5th, 2011, 03:36 PM   #10
jesinej
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Gli aerei militari possono inserirsi sulle aereovie civili (magari volando a quote diverse) quando devono trasferirsi da un posto ad un altro, oppure sono obbligati a seguire le aereovie militari?

Per -Hazon: che cartine militari hai?
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Old July 5th, 2011, 04:10 PM   #11
Dalla contea
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Originally Posted by Lucio View Post
La pressione atmosferica in se' non interasgice assolutamente con l'assorbimento di ossigeno da parte degli alveoli.
Luuuucio!

Last edited by Dalla contea; July 5th, 2011 at 04:43 PM.
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Old July 5th, 2011, 04:25 PM   #12
Dalla contea
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Originally Posted by -hazoN! View Post
questi valori non cambiano in nessun punto della troposfera ed è quindi NON corretto parlare di mancanza di ossigeno in alta quota, quanto mancanza di pressione. Il problema infatti va ricercato nello scambio polmonare. In mancanza di pressione atmosferica (alte quote) l'ossigeno non riesce a penetrare le pareti degli alveoli e raggiungere le molecole di emoglobina.
non sono un fisico ma non credo che si stia parlando di 2 cose diverse, cioè quando si parla di gas bisogna inoltre parlare di pressione. La pressione infatti è una forza spalmata su una superficie, la forza dipende dalla massa e quindi la quantità.

Quindi diciamo che in altitudine diminuisce la pressione perchè la quantità delle molecole di O2 è diminuita ecco.
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Old July 5th, 2011, 05:26 PM   #13
Lucio
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Originally Posted by -hazoN! View Post
Grazie della risposta, quello che ho scritto è frutto di ricordi del corso di medicina aeronautica, allora visto che sono uno preciso e che di fregnacce non ne vuole scrivere/dire, sono andato a prendermi i libri.
E confermo quello che ho scritto. Però mi piacerebbe ricevere vere e proprie spiegazioni da parte tua, sempre che tu voglia perdere tempo con un non medico.
Mica sono cosi' spocchioso!

Comunque non sono un medico clinico, sono un ricercatore biomedico.


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Originally Posted by -hazoN! View Post
nella tua prima frase in fondo dici che cè mancanza di ossigeno dicendo però che è presente. O c'è o non c'è, secondo me c'è ma il nostro organismo non è in grado di assorbirlo a livello alveolare poichè la pressione del gas all'interno degli alveoli (pressione atmosferica e quindi pressione dell'ossigeno atmosferico) è uguale/minore della pressione dell'ossigeno nel sangue venoso e quindi la differenza di pressione non permette al gas di attraversare le pareti alveolari. Stessa cosa, ma al contrario per il CO2. Pressione del gas atmosferico più basso di quello venoso e quindi nessuna perdita di CO2 dal sangue.

Tutto questo in base a due leggi dei gas:

- Legge di DALTON
- Legge di Graham
Cerco di spiegare meglio cosa volevo dire.

Molto in soldoni (anche perche' probabilmente non sarei molto in grado di andare piu' nel dettaglio..) la pressione in un dato punto dipende dalla massa atmosferica che insiste sopra quel dato punto. Maggiore la massa atmosferica sopra quel punto, maggiore la compressione dei gas in quel punto. Un gas piu' compresso e' un gas che ha piu' molecole per unita' di volume rispetto ad un gas piu' rarefatto.

Salendo di quota la massa che esercita questa "compressione" su un dato punto e' meno. QUindi la forza applicata e' minore, il gas risulta meno compresso, il che vuol dire che per unita' di volume ci sono meno molecole di gas.

Nel caso dell'atmosfera abbiamo una miscela di gas. Come hai ricordato la pressione di una miscela di gas e' data dalla somma delle pressioni parziali dei vari gas. La pressione parziale e' funzione della quantita' di gas presente per lo stesso discorso fatto prima. Se io ho una pressione di 1 atm e la quota di ossigeno e' del 20% ho una data pressione parziale di ossigeno che e' funzione il numero di molecole di Ossigeno presenti. Se la pressione scende a 0,5 atm e la quota e' sempre del 20% io ho la meta' delle molecole di Ossigeno presenti, perche' si e' ridotta la pressione e' quindi la compressione di tutti i gas presenti in quel punto, Ossigeno compreso.

Siccome, come hai detto anche tu, le % dei gas nell'atmosfera non variano al variare dell'altezza la quantita' di Ossigeno presente in un determinato punto e' solo funzione della pressione in quel dato punto. Piu' alta la pressione piu' molecole ci sono (in proporzione uguale per tutti i gas) e quindi anche piu' molecole di Ossigeno ci sono.

Quindi salendo di quota si riduce la pressione parziale di Ossigeno (e quindi il numero di molecole di Ossigeno) fino al punto in cui questa pressione diventa talmente bassa da non rendere piu' possibile lo scambio alveolare (quindi la conclusione era giusta).

Quello che dicevo a proposito della pressione (e rispondo anche a DC, probabilmente non mi ero spiegato bene) e' che non e' la pressione in se che ci interessa per la respirazione ma la pressione parziale di Ossigeno. Ovviamente in Natura, come ho scritto sopra, i valori sono correlati e variano insieme. Ma cambiando la composizione, a parita' di pressione, non ho nessuna forza che mi spinge l'Ossigeno nei polmoni.
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Old July 6th, 2011, 12:09 AM   #14
-hazoN!
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Originally Posted by jesinej View Post
Gli aerei militari possono inserirsi sulle aereovie civili (magari volando a quote diverse) quando devono trasferirsi da un posto ad un altro, oppure sono obbligati a seguire le aereovie militari?

Per -Hazon: che cartine militari hai?
Scusa ma credo di non essere stato chiaro, purtroppo non dispongo di cartine militari, ho però cartine civili, sia di rotta che di atterraggio quindi se hai bisogno di questo tipo di carte chiedi pure.

Per quanto riguarda il tuo quesito ti rispondo così:

Credo non ci sia nessun problema a far inserire aerei militari in aerovia, il discorso è che nel 99% dei casi i voli militari si eseguono in VFR e sotto controllo radar quindi non c'è necessità di seguire rotte prestabilite e
"protette". Personalmente ho assistito al passaggio delle PAN in volo di trasferimento e volavano 1500 gnd, ovviamente VFR.
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Old July 6th, 2011, 12:17 AM   #15
-hazoN!
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Originally Posted by Lucio View Post
Mica sono cosi' spocchioso!

Comunque non sono un medico clinico, sono un ricercatore biomedico.

oh, non si sa mai!


....

Quello che dicevo a proposito della pressione (e rispondo anche a DC, probabilmente non mi ero spiegato bene) e' che non e' la pressione in se che ci interessa per la respirazione ma la pressione parziale di Ossigeno. Ovviamente in Natura, come ho scritto sopra, i valori sono correlati e variano insieme. Ma cambiando la composizione, a parita' di pressione, non ho nessuna forza che mi spinge l'Ossigeno nei polmoni.
Ho capito quello che vuoi dire e condivido. Aggiungo che effettivamente per ovviare al problema della respirazione, in caso di emergenza, le maschere (attraverso un processo chimico attivato al tiro della mascherina) rilasciano ossigeno puro al 100% che si mixa con l'aria di cabina e (se non ricordo male) non è a pressione. Quindi nella respirazione o la pressione aiuta l'attraversamento delle pareti degli alveoli oppure è la quantità di molecole di Ossigeno ? Non so se la domanda è chiara. Se lo fosse, come avviane l'ossigenazione del sangue in assenza di differenza di pressione relativa???

Leggendo sul libro dice che superati i 40000Ft non è più sufficente inalare ossigeno al 100% ma c'è bisogno di ossigeno sotto pressione. Bravo Lucio

facciamo fifty-fifty ???
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Old July 6th, 2011, 02:30 AM   #16
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Quindi nella respirazione o la pressione aiuta l'attraversamento delle pareti degli alveoli oppure è la quantità di molecole di Ossigeno ? Non so se la domanda è chiara. Se lo fosse, come avviane l'ossigenazione del sangue in assenza di differenza di pressione relativa???

Dunque. La pressione realtiva dell'Ossigeno nell'atmosfera si puo' anche esprimere come la quantita' di moli di Ossigeno sul totale della quantita' di moli di tutti i gas che compongono l'atmosfera. Quindi in sostanza parlare di pressione parziale di Ossigeno e' un altro modo di dire "quantita' di Ossigeno" rispetto al totale delle molecole che compongono l'atmosfera.

La forza che "spinge" l'Ossigeno all'interno del sangue tramite gli alveoli e' il fatto che nell'aria c'e' piu' Ossigeno di quanto ce ne sia nel sangue.
Proprio piu' molecole (e quindi una piu' elevata pressione parziale di Ossigeno).

Poi il discorso e' complicato dalla presenza dell'emoglobina. L'Ossigeno infatti non rimane sciolto nel sangue se non in minima parte, in grandissima parte rimane si lega all'emoglobina.

Questa e' la curva di dissociazione dell'emoglobina:



Sull'asse delle ordinate la saturazione dell'emoglobina, sull'asse delle ascisse la pressione parziale di Ossigeno.

Come si vede (riga tratteggiata azzurra) gia' ad una pressione parziale di O2 di 80mmHg (ricordo che in atmosfera a livello del mare e' sui 160 mmHg ma all'interno del polmone e' piu' bassa, per vari motivi, poco piu' di 100 mmHg mi pare) l'emoglobina e' completamente satura e rimane all'incirca completamente satura fino a 60 mmHg. Questo vuol dire che fino a che l'aria nel polmone contiene Ossigeno pari ad una pressione parziale di quasi un terzo di quello presente nell'atmosfera a livello del mare, ce n'e' abbastanza per respirare in tutta tranquillita'. Mano a mano che la pressione si riduce anche la quantita' di emoglobina satura diminuisce sempre piu' rapidamente, il che vuol dire che essa inizia rilascia Ossigeno (cosa normale, dato che quello che deve fare e' trasportare l'Ossigeno ai tessuti dai polmoni).

Lasciando perdere tutto il resto. A 34.000 piedi (un po' piu' di 10.000 metri) la pressione atmosferica e' un quarto di quella a livello del mare (questo dato l'ho trovato su internet eh ) il che vuol dire che la pressione totale e' circa 188 mmHg e la pressione parziale di Ossigneo e' 40 mmHg. Diamo un occhio al grafico dell'emoglobina. Gia' a 40 mmHg solo l'80% dell'emoglobina e' satura, ma non solo, questa e' la pressione parziale all'esterno del nostro organismo. Al nostro interno, come detto prima, e' piu' bassa. Il risultato e' che c'e' meno Ossigeno disponibile a sciogliersi nel sangue (come quantita') ed in piu' (cosa che fisiologicamente e' quello che conta) l'emoglobina non e' disponibile a legarlo completamente. Estendo un attimo il concetto semplificando.

Normalmente, a livello alveolare, parte dell'Ossigeno presente nell'aria polmonare si scioglie nel sangue e parte dell'Ossigeno sciolto nel sangue viene rilasciato nell'aria. Poiche' c'e' piu' Ossigeno nell'aria prevale il fenomeno per cui l'Ossigeno si scioglie nel sangue rispetto al processo inverso. Tuttavia questo processo raggiungerebbe l'equilibrio, ma c'e' l'emoglobina! Infatti l'Ossigeno sciolto nel sangue viene immediatamente legato dall'emoglobina e quindi esce da questo gioco di scioglimenti e controscioglimenti. Se di colpo l'emoglobina si satura solo all'80% vuol dire che una quantita' maggiore di Ossigeno rimane sciolto nel sangue ed in conclusione si scioglie meno Ossigeno nel sangue (perche' raggiungiamo prima l'equilibrio tra il processo O2 aria->O2 sangue e l'inverso).
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Leggendo sul libro dice che superati i 40000Ft non è più sufficente inalare ossigeno al 100% ma c'è bisogno di ossigeno sotto pressione. Bravo Lucio
Perfetto, sicuramente il libro non da valori campati in aria. Il Perche' e' cosi' l'ho scritto un po' sopra, se si capisce . Se no chiedete
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facciamo fifty-fifty ???

Penso che sul concetto di base fossimo cocnordi fin dall'inizio
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Last edited by Lucio; July 6th, 2011 at 02:43 AM.
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Old July 6th, 2011, 10:53 PM   #17
jesinej
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Beh sul Monte Everest ci sono scalatori che sono riusciti a salire e scendere senza bombole (però con una climatizzazione adeguata). Prima della scalata devi imparare a respirare in aria rareffatta e con crenza di ossigeno. Quando uno si è abituato fino a 9.000 metri riesci a resprirare anche senza bombole (però devi essere abituato).
Il libro è ottimista...! A me hanno sempre detto che il limite per respirare senza bombole (per una persona abituta e ambientata) è 9.000 metri. Sopra è impossibile.
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