Henry G. Wickes, nuorempi.
Mikä voi olla vaarallista heliumilla täytetyssä juhlipallossa, kysyt? Loppujen lopuksi ilmapallojen on tarkoitus olla hauskoja, eikö? Vastaus voi yllättää sinut.
Julkinen tietoisuus
Useimmilla ihmisillä ei yksinkertaisesti ole tietoa, joka auttaisi heitä ymmärtämään heliumin hengittämiseen liittyviä vaaroja. Useita vuosia sitten minua pyydettiin tutkimaan teini-ikäisen kuolemaa, joka kuoli hengittäessään heliumia ilmapallojen täyttämisjärjestelmästä. Tämän tutkimuksen aikana huomasin näiden vakavien – ja mahdollisesti kuolemaan johtavien – vaarojen todellisen luonteen. Tämän keskustelun tarkoituksena on auttaa lukijoita tekemään tietoisia päätöksiä, jotka estävät ihmishenkien menetyksen tulevaisuudessa.
Heliumin hengittäminen ilmapallosta
Vähän tunnettu osa heliumin hengittämistä on, kuinka nopeasti voi menettää tajuntansa tukehtumisen (hapen puutteen) takia. Normaalissa hengitysprosessissa tapahtuvan kaasujen vaihdon aikana verenkierto imee happea keuhkoissa olevasta ilmasta, kun taas hiilidioksidi kulkee verestä ilmaan. Kun pidät hengitystäsi, kaasujen vaihto hidastuu, koska ”vanhentunut” ilma keuhkoissa ei enää korvataan ”raikkaalla” ilmalla.
Tämä prosessi ei kuitenkaan pysähdy heti. Jonkin aikaa kuluu, ennen kuin alat kokea vakavaa fyysistä kärsimystä. Esimerkiksi sinulla todennäköisesti on aikaa poimia ja laittaa esine, kävellä huoneen poikki tai löytää tuoli ja istua alas ennen kuin tunnet olevasi pakko hengittää uudelleen.
Kuitenkin, kun keuhkot ovat täynnä heliumin kanssa erilainen prosessi ottaa vallan. Happi todella poistuu verenkierrosta kaasujen vaihdon aikana. Riippuen siitä, kuinka kokonaan happi korvataan heliumilla, saatat menettää tajuntasi nopeasti ja ilman varoitusta – saatat kirjaimellisesti sammua seisomassa. Tavallinen tulos on hallitsematon pudotus, joka voi aiheuttaa vakavia vammoja, vaikka normaali hengitys jatkuisi.
Kaupalliset ilmapallotäytteiset järjestelmät
Heliumpallotäytteiset järjestelmät ovat olleet suosittuja viime vuosina, ja niitä esiintyy usein supermarketeissa, juhlatarvikeliikkeissä ja muunnosliikkeissä. ”Kaupallista” järjestelmää ylläpitää yleensä myymälän työntekijä eikä asiakas. Joskus järjestelmä lainataan tai vuokrataan asiakkaalle – käytäntö johti aiemmin mainittuun kuolemaan. Tyypillinen kaupallinen järjestelmä koostuu heliumsylinteristä, sulkuventtiili, paineen virtauksen säädin ja kallistusventtiili ilmapallosovittimella.
Tällainen järjestelmä on suunniteltu täyttämään ilmapallot nopeasti. Tavallisesti se tuottaa heliumkaasun maksimivirtauksen noin viisi kuutiometriä minuutissa Suurin virtausnopeus määräytyy paine- / virtaussäätimen ja sylinteripaineen avulla – yleensä useita satoja paunoja / neliötuuma (psi).
Heliumin hengittäminen kaupallisesta järjestelmästä
Heliumin sisäänhengittäminen kaupallisesta heliumpallon täyttöjärjestelmästä aiheuttaa suuremman vaaran kuin heliumin hengittäminen ilmapallosta. Ulosmenemisriskin lisäksi on olemassa kuolemaan johtavia vammoja. Valitettavasti useita nuoria on tapettu hengittäessään heliumia f Tällaisesta järjestelmästä.
Kuinka terveellinen nuori ihminen voidaan tappaa näennäisesti vaarattomalta aineelta, kysyt? Uhrien kuolemanjälkeiset tutkimukset selittävät mitä tapahtuu, kun taas tekninen analyysi selittää miten.
Kemiallinen reaktio ei aiheuta kuolemaan johtavia vammoja. Pikemminkin keuhkojen sisällä oleva kaasupaine on aine, joka voi tappaa välittömästi. Ruumiinavaukset osoittavat, että keuhkoissa olevat alveolit (ilmapussit) ovat repeytyneet. Kuolema seuraa välittömästi, kun uhrit kirjaimellisesti hukkuvat omaan vereen. Tällaisissa olosuhteissa sydämen ja keuhkojen elvytyksestä ei ole mitään hyötyä.
Kaasun virtaus vs. keuhkotilavuus
5 cfm: n kaasun virtausnopeus vastaa 2,36 litraa sekunnissa. Vaikka yksilön keuhkojen kapasiteetti vaihtelee, kohtuullinen arvio aikuisen naisen keuhkojen kokonaiskapasiteetista on 4,5 litraa. Tätä kapasiteettia käytetään seuraavissa laskelmissa.
Ihmisen fysiologisten viitteiden mukaan pitkäaikainen altistuminen 30 millimetrin (mm) elohopean erolle keuhkojen sisäisen paineen ja ympäröivän ruumiinpaineen välillä voi olla kohtalokasta. Jos paine nostetaan 80-100 mm: iin, välittömän kuoleman odotetaan olevan. 80 – 100 mm elohopean paine vastaa 1,5 – 1,9 psi. Laskentatarkoituksiin kriittisenä arvona käytetään keskitason arvoa 1,7 psi (yli ilmakehän paineen). Oletetaan lisäksi jäykkä astia, jossa on kaasutilavuus, joka on lisättävä paineen lisäämiseksi 1,7 psi: llä.
Laskelmat osoittavat, että vaadittava lisämäärä on .52 litraa. Vähimmäisaika, joka tarvitaan tämän määrän lisäämiseen (mikä lisää painetta 1,7 psi: llä) ilmapallon täyttöjärjestelmästä, määritetään jakamalla lisätilavuus (.52 litraa) maksimivirtausnopeudella (2.36 litraa sekunnissa). Tulos on 0,22 sekuntia.
Koska keuhkot eivät ole jäykkä astia, todellinen aika 1,7 psi: n saavuttamiseen voi olla hieman yli 0,22 sekuntia. Laskelmat osoittavat kuitenkin selvästi, että kun otetaan huomioon heliumpallon täyttöjärjestelmän virtausnopeus ja paine, ihmisen keuhkoihin voi tulla kohtalokas ylipaine sekunnin murto-osassa. Uhreilla ei yksinkertaisesti ole aikaa reagoida.