El límite de Armstrong o línea de Armstrong es una medida de altitud por encima de la cual la presión atmosférica es lo suficientemente baja como para que el agua hierva a la temperatura normal del cuerpo humano . La exposición a una presión por debajo de este límite provoca una rápida pérdida del conocimiento, seguida de una serie de cambios en las funciones cardiovasculares y neurológicas y, finalmente, la muerte, a menos que se restablezca la presión en 60 a 90 segundos. [1] En la Tierra, el límite es de alrededor de 18 a 19 km (11 a 12 millas; 59 000 a 62 000 pies) sobre el nivel del mar , [1] [2] por encima del cual la presión del aire atmosférico cae por debajo de 0,0618 atm (6,3 kPa , 47 mmHg) . , o aproximadamente 1 psi ). El modelo atmosférico estándar de EE. UU. establece el límite de Armstrong en una altitud de 63.000 pies (19.202 m).
El término lleva el nombre del general de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, Harry George Armstrong , quien fue el primero en reconocer este fenómeno. [3]
En el límite de Armstrong o por encima de él, los fluidos corporales expuestos, como la saliva , las lágrimas , la orina y los líquidos que mojan los alvéolos dentro de los pulmones, pero no la sangre vascular (sangre dentro del sistema circulatorio), se evaporarán si el sujeto no usa un traje presurizado que cubre todo el cuerpo , y ninguna cantidad de oxígeno respirable suministrada por ningún medio mantendrá la vida durante más de unos pocos minutos. [1] El informe técnico de la NASA Emergencias de descompresión rápida (explosiva) en sujetos con presión adecuada , que analiza la breve exposición accidental de un ser humano al vacío cercano , señala: "El sujeto informó más tarde que... su último recuerdo consciente fue del La saliva en su lengua comienza a hervir." [7]
A la temperatura corporal nominal de 37 °C (99 °F), el agua tiene una presión de vapor de 6,3 kilopascales (47 mmHg); es decir, a una presión ambiente de 6,3 kilopascales (47 mmHg), el punto de ebullición del agua es de 37 °C (99 °F). Una presión de 6,3 kPa (el límite de Armstrong) es aproximadamente 1/16 de la presión atmosférica estándar al nivel del mar de 101,3 kilopascales (760 mmHg). En altitudes más altas, el vapor de agua procedente del ebullismo se sumará a las burbujas de descompresión del gas nitrógeno y hará que los tejidos del cuerpo se hinchen, aunque los tejidos y la piel son lo suficientemente fuertes como para no explotar bajo la presión interna del agua vaporizada. Las fórmulas para calcular la presión estándar a una altitud determinada varían, al igual que las presiones precisas que uno realmente medirá a una altitud determinada en un día determinado, pero una fórmula común [ cita necesaria ] muestra que normalmente se encuentran 6,3 kPa a una altitud de 19.000 m (62.000 pies).
Muy por debajo del límite de Armstrong, los seres humanos normalmente necesitan oxígeno suplementario para evitar la hipoxia . Para la mayoría de las personas, esto suele ser necesario en altitudes superiores a 4500 m (15 000 pies). Los aviones comerciales deben mantener la presurización de la cabina a una altitud de cabina no superior a 2400 m (8000 pies). Las regulaciones estadounidenses sobre aviones de aviación general (vuelos no aéreos ni gubernamentales) exigen que la tripulación de vuelo mínima requerida, pero no los pasajeros, reciba oxígeno suplementario si el avión pasa más de media hora en una altitud de cabina superior a 3.800 m ( 12.500 pies). La tripulación de vuelo mínima requerida debe recibir oxígeno suplementario si el avión pasa algún tiempo por encima de una altitud de cabina de 4.300 m (14.000 pies), e incluso los pasajeros deben recibir oxígeno suplementario por encima de una altitud de cabina de 4.500 m (15.000 pies). [8] Los paracaidistas , que están en altitud sólo brevemente antes de saltar, normalmente no superan los 4.500 m (15.000 pies). [9]
El límite de Armstrong describe la altitud asociada con un fenómeno natural objetivo y definido con precisión: la presión de vapor del agua a temperatura corporal. A finales de la década de 1940, representó un nuevo límite fundamental y estricto a la altitud que iba más allá de las observaciones un tanto subjetivas de la fisiología humana y los efectos dependientes del tiempo de la hipoxia experimentados en altitudes más bajas. Durante mucho tiempo se habían usado trajes presurizados en altitudes muy por debajo del límite de Armstrong para evitar la hipoxia. En 1936, Francis Swain de la Royal Air Force alcanzó los 15.230 m (49.970 pies) volando un Bristol Tipo 138 con un traje presurizado. [10] Dos años más tarde, el oficial militar italiano Mario Pezzi estableció un récord de altitud de 17.083 m (56.047 pies), usando un traje presurizado en su biplano Caproni Ca.161bis a pesar de que estaba muy por debajo de la altitud a la que hierve el agua a temperatura corporal.
Normalmente se requiere un traje presurizado a unos 15.000 m (49.000 pies) para que un piloto experimentado y en buenas condiciones opere con seguridad una aeronave en cabinas no presurizadas. [11] En una cabina despresurizada a altitudes superiores a 11.900 m (39.000 pies) sobre el nivel del mar, la reacción fisiológica, incluso cuando se respira oxígeno puro, es la hipoxia : un nivel inadecuado de oxígeno que causa confusión y eventual pérdida del conocimiento. El aire contiene un 20,95% de oxígeno. A 11.900 m (39.000 pies), al respirar oxígeno puro a través de una máscara facial abierta, uno respira la misma presión parcial de oxígeno que experimentaría con aire normal a unos 3.600 m (11.800 pies) sobre el nivel del mar [ cita necesaria ] . En altitudes más altas, el oxígeno debe administrarse a través de una máscara sellada con presión aumentada, para mantener una presión parcial de oxígeno fisiológicamente adecuada. Si el usuario no lleva un traje presurizado o una prenda de contrapresión que restrinja el movimiento del pecho, el aire a alta presión puede provocar daños en los pulmones.
Para los aviones militares modernos como los F-22 y F-35 de los Estados Unidos , los cuales tienen altitudes operativas de 18.000 m (59.000 pies) o más, el piloto usa una "prenda de contrapresión", que es un g- traje con capacidades de gran altitud. En caso de que la cabina pierda presión, el sistema de oxígeno cambia a un modo de presión positiva para suministrar oxígeno por encima de la presión ambiente a una máscara de sellado especial, así como para inflar proporcionalmente la prenda de contrapresión. La prenda contrarresta la expansión hacia afuera del pecho del piloto para prevenir el barotrauma pulmonar hasta que el piloto pueda descender a una altitud segura. [12]