استنشاق گاز هلیوم: تفریح یا تهدید
استنشاق گازهلیوم در بادکنک
زمینه‌های شناخته‌شده کمی درباره استنشاق هلیوم وجود دارد که شاید به سرعت هوشیاری خود را به خاطر خفگی (کمبود اکسیژن) از دست بدهید. در طول تبادل گازها در طول فرآیند معمول تنفس، جریان خون اکسیژن را از هوای موجود در ریه‌ها جذب کرده و گازدی‌اکسیدکربن از خون وارد هوا می‌شود. وقتی نفس خود را نگاه می‌دارید، تبادل گازها آرام می‌شود و هوای کهنه در ریه‌ها دیگر با هوای تازه جایگزین نمی‌شود.
اگر چه این فرآیند بلافاصله متوقف نمی‌شود. گاهی اوقات پیش از آنکه شروع به تجربه درد و رنج شدید جسمی کنید، این حالت رد خواهد شد. به عنوان مثال، شاید زمانی داشته باشید که چیزی را بردارید یا بگذارید، یا در طول اتاق راه روید، یا صندلی را پیدا کنید و روی آن بشینید پیش از آنکه احساس کنید مجبور به کشیدن دوباره نفس هستید.
اگر چه وقتی ریه‌ها با گازهلیوم پر می‌شوند، فرآیند دیگری اتفاق می‌افتد. اکسیژن در حقیقت از جریان خون در طول فرآیند تبادل گازها حذف می‌شود. بسته به مقداری که اکسیژن با گاز هلیوم جایگزین می‌شود، شاید هوشیاری خود را به سرعت و بدون هشدار از دست بدهید، شاید در حالی که ایستادید، به معنی واقعی کلمه از حال بروید. نتیجه، احتمال سقوط بدون کنترل شماست که منجر به آسیبی جدی خواهد شد، حتی اگر تنفس عادی دوباره از سرگرفته شود.
چه چیز خطرناکی درباره بادکنک‌های پرشده با گاز هلیوم در مهمانی وجود دارد، از خودتان پرسیدید؟ جدا از اینها، بادکنک‌ها جالب هستند؟ این طور نیست؟ جواب شاید شما را متعجب سازد.
تبلیغات سیستم پرسازی بادکنک
سیستم‌های پرسازی بالن در سال‌های اخیر محبوبیت فراوانی پیدا کردند و غالباً در سوپرمارکت‌ها، فروشگاه‌های عرضه محصولات مهمانی و انواع فروشگاه‌ها یافت می‌شوند. سیستم نوع تجاری معمولاً بیش از آنکه توسط مشتریان به کار برود، کارمندان مغازه آن را انجام می‌دهند. گاهی اوقات سیستم به مشتری اجاره یا قرض داده می‌شود، این امر منجر به مرگ‌ومیر ذکر شده می‌شود. سیستم‌های تجاری معمول شامل سیلندر هلیوم، سوپاپ قطع، تنظیم جریان فشار، دریچه شیب با آداپتور بالون می‌شوند.
چنین سیستمی برای پرسازی سریع بادکنک‌ها طراحی شده است. به طور معمول، حداکثر میزان جریان گاز هلیوم تقریباً به اندازه پنج فوت مکعب در هر دقیقه(cfm) منتقل می‌شود. حداکثر میزان جریان با استفاده از تنظیم‌کننده فشار/ جریان و فشار سیلندر تعیین می‌شود. که به طور معمول چند صد پوند در هر اینچ (psi) می‌شود.
استنشاق گازهلیوم از سیستم تجاری
تلاش برای استنشاق هلیوم از سیستم تجاری پرسازی بادکنک با گاز هلیوم خطراتی بزرگتر از استنشاق هلیوم از بادکنک دارد. علاوه بر خطر بی‌هوشی، پتانسیل آسیب منجر به مرگ نیز وجود دارد. متاسفانه، تعدادی افراد جوان در طول فرآیند استنشاق گاز هلیوم از چنین سیستمی کشته شدند.
چطور فرد جوان و سالم با استفاده از این ماده به ظاهر بی‌ضرر کشته شده است، از خودتان پرسیدید؟
بررسی‌هاس بعد از مرگ توضیح می‌دهند که چه اتفاقی رخ داده است، در حالی که تحلیل مهندسی هم نحوه آن را توضیح می‌دهند.
واکنش شیمیایی منجر به صدمات کشنده نمی‌شوند. فشار گاز درون ریه‌ها عاملی است که می‌تواند به سرعت کشنده باشد. کالبدشکافی نشان داد در ریه‌ها آلوئول (کیسه‌های هوا) دچار پارگی شدند. بلافاصله مرگ رخ داده است، در حالی که قربانیان به معنی واقعی کلمه در خون خود غرق شدند. تحت چنین شرایطی، احیاء قلبی و ریوی بی‌فایده است.
جریان گاز در مقابل ظرفیت ریه‌ها
میزان جریان گاز برابر ۵ cfm یا ۲.۳۶ لیتر در هر ثانیه است. اگر چه، ظرفیت ریه افراد متفاوت است، برآورد منطقی ظرفیت کل ریه در زنان بالغ برابر با ۴.۵ لیتر است. این ظرفیت در محاسبات به صورت زیر استفاده می‌شود.
براساس اشاره به فیزیولوژی انسان، قرارگیری طولانی مدت با تفاوت ۳۰میلی‌متر از جیوه بین فشار داخل ریوی و فشار اطراف بدن می‌تواند کشنده باشد. اگر فشار از ۸۰ تا ۱۰۰ میلی‌متر افزایش یابد، انتظار داریم بلافاصله مرگ رخ دهد. فشار ۸۰ تا ۱۰۰ میلی‌متر جیوه معادل ۱.۵ تا ۱.۹ psi است. برای اهداف محاسباتی، مقدار متوسط دسته از ۱.۷ psi (بالاتر از فشار اتمسفر) به عنوان مقدار حیاتی استفاده می‌شود. علاوه بر این ظرفی محکم با حجم گازی را فرض کنید که باید افزوده شود تا فشار را تا ۱.۷ psi افرایش دهد.
محاسبات نشان داد که حجم اضافی موردنیاز برابر با .۵۲لیتر است. حداکثر طول زمانی برای افزودن این مقدار (در نتیجه افزایش فشار ۱.۷ psi) از سیستم پرسازی بادکنک با استفاده از تقسیم مقدار اضافی (.۵۲لیتر) بر حداکثر میزان جریان (۲.۳۶لیتر در هر ثانیه) تعیین می‌شود. نتیجه ۰.۲۲ثانیه است.
از آنجایی که ریه‌ها ظرفی محکم نیستند، زمان حقیقی دستیابی به ۱.۷psi شاید کمی بیشتر از ۰.۲۲ ثانیه باشد. اگر چه، محاسبات به صورت آشکاری با در نظرگیری میزان جریان و فشار موجود از سیستم پرسازی بادکنک با هلیوم نشان داد که ریه‌های انسان می‌تواند به صورت مهلکی در کسری از ثانیه با فشار زیادی مواجه شود، این زمان به قدری کوتاه است که قربانیان فرصت واکنش ندارند.
Henry G. Wickes Jr., P.E., CSP, مشاور دستار استاد مادیلی مهندسی امنیت در بریان، Tex. 979-693-2041.
این مقاله از مقاله دسامبر، ۱۹۹۶، مقاله در مجله امنیت حرفه‌ای با اجازه نویسنده و ناشر گرفته شده است.
این مقاله را انجمن گاز فشرده ارائه کرده است.
