Más cosas sobre la exposición del cuerpo humano al vacío sin traje espacial

El otro día publiqué una entrada en la que hablaba sobre las consecuencias que tendría para el cuerpo humano la exposición al vacío sin un traje espacial. Y resulta que surgieron dudas muy interesantes en los comentarios, así que en esta nueva entrada las intentaré resolver y añadir un par de cosas que me parecen curiosas.

[modo irónico on] ¡Qué alegría, otra entrada macabra! [modo irónico off]

Venga, no disimules, voz cursiva, que sabes que siempre es interesante saber de qué maneras te puede arruinar la vida el universo si te sacan del ambiente en el que tu cuerpo se ha adaptado a vivir durante millones de años.

Así que ahí van las respuestas a vuestras intrigas.

1) Descomposición de un cadáver en el vacío.

En la entrada comenté que, al ser expuesto al vacío en las cercanías de la Tierra, el cuerpo humano empieza a perder calor por radiación. A partir de ese momento su temperatura no deja de bajar a menos que sobre él incida la luz solar, en cuyo caso se calentaría porque recibiría energía a un ritmo mayor del que la pierde. Entre bastidores, intentando simular un escenario realista en el que un astronauta salía desnudo de la Estación Espacial Internacional, calculé (más o menos) que la temperatura de un cadáver humano de 75 kg que diera vueltas alrededor de la Tierra a unos 400 kilómetros de la superficie se enfriaría 10ºC durante su paso por la sombra proyectada por el planeta y aumentaría 15ºC cuando pasara por la cara iluminada. Por tanto, el cuerpo se calentaría 5ºC cada vez que completara una vuelta alrededor de la Tierra.


No publiqué este dato en la entrada del otro día porque en ese momento no se me ocurrió la manera de calcular a qué temperatura el cuerpo dejaría de calentarse. Y nada, era una chorrada: bastanba con tener en cuenta que, cuanto más se caliente un cadáver en el espacio, mayor será el ritmo al que irradiará energía cuando no reciba energía del sol. Por este motivo, llegará un punto en el que su temperatura habrá aumentado tanto que la cantidad de energía que perderá será la misma que la que recibe y, por tanto, alcanzará el equilibrio térmico.

Por lo que he podido aproximarun cadáver que diera vueltas alrededor del planeta Tierra a esa altura se calentaría hasta un máximo de entre 50ºC y 119ºC (dependiendo del albedo de su piel, que varía entre 0,05 y 0,6 según el tono de la piel). Conocer esta cifra me ayudará a responder a la pregunta que planteaban Leonardoestepa y Alejandra en los comentarios de la entrada: ¿se pudren los cadáveres que flotan por el espacio sin traje espacial? ¿qué ocurriría con ellos a largo plazo?

Sin la presencia de factores externos que puedan consumir un cadáver en poco tiempo (insectos, animales carroñeros, etc), la descomposición de un cadáver corre a cargo de las enzimas y bacterias que contiene el propio cuerpo.

Cuando el corazón deja de latir, el cuerpo empieza a degradarse. La acumulación de dióxido de carbono en las células hace que pierdan su integridad estructural y liberen las enzimas que contienen, capaces de degradar sus alrededores. Por otro lado, una vez agotadas las reservas de oxígeno del cuerpo, las bacterias anaeróbicas consumen la materia que lo compone liberando todo tipo de compuestos químicos y gases que empiezan a hinchar el cadáver. Pese a lo que sugiera su nombre, las bacterias anaeróbicas sí que necesitan aire para vivir. Lo que no necesitan es oxígeno, que es uno de los gases presentes en el aire.

Pero en el espacio el aire es succionado del cuerpo humano rápidamente, así que la descomposición producida por estas bacterias no podría llevarse a cabo: sin gas del que subsistir, las bacterias encargadas de descomponer los cadáveres desde su interior simplemente morirían. Es decir, que en el espacio un cuerpo no se pudriría.En su lugar, en las cercanías de la Tierra, la superficie de un cadáver se secaría bastante rápido al ser expuesto al vacío del espacio y la temperatura de entre 50ºC y 119ºC que le imprimiría la radiación solar ayudaría a secar el interior al favorecer la migración de gases a la superficie.

De esta manera, un cadáver expuesto al espacio podría terminar teniendo un aspecto similar a los cuerpos momificados de manera natural por el calor y la sequedad del desierto. Una vez en ese estado y con el paso de miles o, tal vez, millones de años, el viento solar y los rayos cósmicos destruirían poco a poco el frágil cuerpo reseco hasta desintegrarlo.

Un cuerpo de 5.500 años de antigüedad momificado por el desierto egipcio. (Fuente)

Por el contrario, un cadáver que flotara por el espacio lejos de una estrella simplemente se secaría en el vacío, se enfriaría y se congelaría gradualmente mientras su temperatura se igualara con la del espacio que lo rodea… Y, de nuevo, la radiación cósmica y las partículas sueltas que vagan por el espacio lo descompondrían durante miles o millones de años.

2) Supervivencia en el espacio sin traje espacial pero con bombona de oxígeno.

El otro día comenté que en el espacio mueres por asfixia a los dos minutos de exposición, tras haber quedado inconsciente en sólo 15 segundos. La siguiente consecuencia grave de la exposición al espacio es el aumento de tamaño del cuerpo debido a la evaporación del agua en su interior, que ocupa un volumen mayor al convertirse en gas. Esta situación es reversible hasta cierto punto y se puede sobrevivir a ella, así que supongo que por eso Andreu preguntaba: ¿podríamos sobrevivir unos cuantos minutos de exposición al espacio si fuéramos sin traje, pero respirásemos con ayuda de una bombona de oxígeno?

A priori parece que la idea tiene todo el sentido del mundo… Pero resulta que respirar el aire de una bombona de oxígeno en el vacío empeoraría aún más nuestra situación.

El aire tiende a fluir de las zonas donde se encuentra a mayor presión hacia las zonas de menor presión. El cuerpo humano aprovecha este principio durante la respiración, que consiste en la expansión de los pulmones para disminuir la presión en su interior y forzar al aire de la atmósfera, que se encuentra a una presión mayor, a que entre en ellos. Cuando la presión del interior de los pulmones iguala la presión atmosférica, entonces el flujo de aire hacia su interior se detiene.

Pero en el vacío ninguna presión externa actúa sobre nuestro cuerpo y, por tanto, no hay ninguna fuerza que contrarreste la expansión del aire en el interior de los pulmones. O sea, que si se nos ocurriera aspirar el aire de la bombona de oxígeno nuestro pecho se vería forzosamente expandido hasta cualquiera que sea el volumen máximo que pueden soportar nuestros huesos y tejidos.

Eso no quiere decir que fuéramos a explotar como un globo, claro, pero lo que sí que ocurriría es que el delicado tejido pulmonar se rompería sometido a una presión tan alta. ¿Las consecuencias? Tus pulmones empezarían a sangrar.

Si te quitaras la mascarilla en ese momento, la sangre se evaporaría y aumentaría aún más la presión en el interior de tus pulmones. En cualquier caso, si alguien te rescatara antes de que la asfixia terminara contigo, estarías en una situación más grave que si hubieras salido al espacio sin la bombona. Si, en cambio, no te quitaras la mascarilla mientras estás en el espacio, la presión del interior de tus pulmones permitiría que pequeñas burbujas de aire entraran en tu sistema circulatorio, provocando embolias o incluso un paro cardíaco.

Lo que, por cierto, me recuerda a otro consejo…

3) Aguantar la respiración antes de salir al vacío: mala idea.

Si por cosas de la vida os dais cuenta de que estáis a punto de ser sometidos al vacío del espacio, no intentéis aguantar la respiración retener oxígeno en vuestro cuerpo durante más tiempo. Por el mismo motivo que antes, vuestros pulmones se expandirían y, como poco, vuestra laringe terminaría destrozada si el aire intentara salir al espacio. Como mucho, os romperíais los pulmones y firmaríais vuestra condena. Recordad: al espacio hay que ir con los pulmones lo más vacíos posible.
 4) Si el agua empieza a evaporarse en el vacío, ¿qué les pasa a los ojos y la lengua?

Esto simplemente me ha parecido curioso porque he encontrado este vídeo con grabaciones reales de 1966 en el que se explica cómo un hombre fue expuesto al vacío mientras se encontraba en una cámara diseñada para probar los trajes espaciales. Jim LeBlanc, el susodicho, fue el sujeto de prueba que se metió en la cámara de vacío y, durante el experimento, el tubo que suministraba aire a su traje se desconectó y empezó a perder presión muy rápidamente. Según su propio testimonio: “noté que la saliva de mi lengua empezaba a burbujear antes de perder el conocimiento“.

Sobre los ojos no he encontrado ningún dato concreto, pero supongo que sería más difícil notar este efecto dado que la cantidad de humedad con la que están cubiertos es menor y, a parte, no tenemos terminaciones nerviosas en los globos oculares.
 5) Flatulencias espaciales sin traje.
Lo siento, pero tenía que sacar este tema. No colgaré fotos ni nada pero es obvio que, después de ver lo que puede hacer el aire en los pulmones, mucha gente se estará preguntando “¿y qué con el aire de mis intestinos?“, pero prefiere no comentarlo. No os preocupéis, os cubro las espaldas.
La verdad es que no he podido encontrar una respuesta exacta. He leído a gente explicando que dentro de la Estación Espacial Internacional el olor de las flatulencias no se mueve del sitio hasta que se encienden los sistemas de ventilación y otras que explican que si te tiras un pedo dentro de un traje espacial te lo vas a comer varias veces mientras el sistema de recirculación de aire lo filtra. Pero nadie habla de la expulsión de gases traseros SIN traje espacial.
El único dato relacionado que he podido encontrar está en este artículo que analiza cuánto tiempo tardará una nave en vaciarse de aire si en ella aparece un agujero. En él se comenta que el aire a presión atmosférica y temperatura ambiente saldría de la nave a un 60% de la velocidad del sonido, o 200 metros por segundo. La verdad es que no veo ningún motivo por el que no se pueda considerar que la salida de un intestino lleno de gas es matemáticamente igual al de una nave con un agujero, lo que me lleva a pensar que los seres humanos no tenemos ningún control sobre nuestras flatulencias en el espacio: el vacío saca el gas de nosotros sin que podamos hacer nada para regularlo.

Esto también se aplicaría al aire de los pulmones, claro.

En fin, esta vez espero haber solucionado todas las dudas que pudieran surgir sobre la exposición del cuerpo humano desnudo al vacío del espacio. Si me he dejado algo (o creéis que me he equivocado en algo), podéis dejarlo en los comentarios o mandarme vuestras preguntas (las que sean, no tienen por qué estar relacionadas con este tema) a jordipereyra@cienciadesofa.com.

 

Y ahora me gustaría comentar que mañana viernes a 23:59 de la noche termina el periodo para votar a vuestros blogs favoritos en los Premios Bitácoras 2015. Ciencia de Sofá participa en la categoría de “Mejor blog de Educación y Ciencia” y en la última clasificación había bajado al tercer puesto… PERO SÓLO LOS TRES PRIMEROS SE CLASIFICAN PARA LA FINAL. Por tanto, si queréis echar una mano a este humilde blog, explico cómo votarlo para que opte al premio en la entrada a la que podéis acceder haciendo click sobre este texto verde.

 

Si eso no os interesa, aquí tenéis la loca contraoferta (¿?) de National Geographic, como siempre.

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25 pensamientos en “Más cosas sobre la exposición del cuerpo humano al vacío sin traje espacial”

  1. Excelente exposición, muy interesante y muy «currada». Por cierto, que siento curiosidad por saber qué aproximaciones has hecho para calcular la temperatura de equilibrio térmico del cadáver; así, a «bote pronto», parece la temperatura de un cuerpo negro esférico en órbita y a la luz del sol, sin tener en cuenta absorción de la emisión de la propia Tierra, que es despreciable.

  2. Otra buena entrada.
    Por cierto, me he estado preguntando algo que podría ser interesante:
    ¿Pueden existir planetas toroidales (tomando en cuenta el momento angular)?
    ¿Como sería la Tierra (clima, magnetismo, tectónica, etc) si fuera toroidal (y estable, por supuesto)?

      1. Buff,… “Mission of gravity” de Hal Clement,… que recuerdos, la leí hace más de 20 años…
        Pero recuerdo que el planeta no era toroidal, era un elipsoide de revolución muy aplastado debido a la rápida rotación, tenía una forma similar a una lenteja.
        Si te ha gustado el tema de la ciencia ficción en una situación gravitatoria extraña, no dejes de leer “Huevo del Dragón” de Robert L. Forward.
        Aquí la acción transcurre bajo la brutal gravedad de una estrella de neutrones. Esta novela es mucho mejor que “Misión de gravedad” en todos los aspectos, te gustará seguro, saludos.

  3. Gracias por responderme Jordi, ahora ya sé que si por algún motivo un domingo por la mañana me da por salir a pasear en el espacio sin traje espacial, la bombona de oxígeno mejor la dejo en casa 😛

    Ya puedo imaginarme a los millonarios de ahora cuando vayan a morir tirarse al espacio y quedarse orbitando la tierra para ser “eternos” jeje

    Un saludo

  4. Vamos, qu para hacer una entrada a lo 2001, lo mejor es hiperventilar, expirar todo el aire posible, dejar que el vacio te ayude a vaciar los pulnones, tardar poco en cerrar la puerta y represurizar un poco rapidamente para terminar de presurizar mas despacio ¿ no?

  5. Hola, interesante artículo, sinembargo debe de haber un error en el cálculo de la temperatura de equilibrio. Cuando se calcula la temperatura de equilibrio de un objeto situado a 1UA del Sol en el espacio y lejos de la Tierra, la temperatura de equilibrio es de unos 10C (que precisamente es la temperatura media de la superficie de la tierra +-), este calculo funciona muy bien para calcular la temperatura media de la superficie de todos los planetas (excepto venus). Evidentemente depende bastante de los materiales para la absorción e irradiación, pero más o menos por ahí van los tiros. Los satélites en órbita heliosíncrona (leo a unos 600km) situados en el terminador terrestre (es decir, siempre iluminados) raramente superan los 30C de temperatura de equilibrio, supuestamente por añadir la radiación de la Tierra y el albedo. El resto de satélites en Leo andan por los 0C porque entran en eclipse que sería el escenario contemplado en este post.

    Visto que la temperatura de equilibrio en el peor de los casos calientes, rara vez supera los 30C, la temperatura de equilibrio teniendo eclipses de por medio no debería superar este valor. ¿Qué opinas? ¿Puedes detallar mejor tus cálculos?

    1. Hola, Juanan!

      Mis cálculos son una aproximación muy cruda que he obtenido con los datos de la entrada anterior (http://cienciadesofa.com/2015/11/que-pasa-salgo-espacio-sin-traje-espacial.html) y utilizando esta fórmula del enfriamiento radiativo (http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/bodrad.html) para calcular a qué temperatura un cuerpo a 36ºC de temperatura inicial irradiado por los 1368 W/m^2 que le llegarían desde el sol perdería calor al mismo ritmo al que lo gana.

      En el caso de los planetas, hay que tener en cuenta que sus atmósferas bloquean parte de la radiación y, además, ayudan a repartir el calor hasta zonas que no están iluminadas. No conozco la fórmula de la que hablas pero, por ejemplo, la superficie de la Luna alcanza una temperatura de 123ºC cuando está iluminada (http://www.space.com/18175-moon-temperature.html)… Y se encuentra a 1 UA del sol. Es por eso que, aunque no he tenido en cuenta el albedo de la piel humana, 119ºC no me ha parecido una cifra muy descabellada (aunque seguramente más alta de lo que debería).

      Pero, ya te digo, no he podido obtener muchos datos al respecto para compararlo (como los que me comentas) y es posible que me esté dejando algo, así que te lo agradecería si pudieras pasarme tus fuentes sobre la temperatura de los satélites 🙂

      Muchas gracias!

      1. Hola Jordi,

        Este finde busco la Excel que hicimos en la universidad cuando me tocó estudiar esto y te la dejo en dropbox, mientras tanto piensalo de otra forma con el ejemplo de la luna. La superficie de la luna cuando está iluminada por varios días está muy caliente, tanto como lo estará la superficie de cualquier cuerpo expuesta al Sol, es lo mismo para lo que esté sentado al Sol en la playa si estuviesemos en el vacío. Pero esta no es la temperatura de equilibrio del cuerpo si está en medio del espacio.

        Es decir, un cuerpo en el espacio (simplifiquemos a una esfera) tiene una superficie expuesta al sol igual al area expuesta (2*pi*r) sinembargo el área que irradia el calor inerno del cuerpo es mucho mayor: 4pi*r^2. En la luna la parte de tu cuerpo que no da al sol está recibiendo el calor del resto de cosas al sol, ya sean piedras o la superficie Es decir, un cuerpo (o un satéltie o una piedra) en la superficie de la luna después de unos días está absorviendo calor por toda su superficie porque no tiene partes expuestas al frío espacial. En ese caso es igual a la superficie externa que apunta al Sol.

        Pero en medio del espacio, cualquier cuerpo, en este caso el astronauta, tendrá una parte expuesta al Sol (120C?) y otra parte expuesta al vacío espacial -156C (valor sacado de tu post anterior y sinembargo sospecho que el valor es mucho más bajo), bueno, también es incorrecto porque el sol ocupa muy pocos grados en el cielo, todo el cuerpo irradia hacia -156C pero solo la mitad del cuerpo recibe 120C.

        Sabiendo que en la superficie de la luna, las rocas están a 120C, ya te das cuenta de que en medio del espacio la temperatura debería ser muy inferior porque tienes todo el espacio para irradiar y solo la superficie iluminada estará a 120C

        Un ejercicio muy interesante (tmb de la universidad) es calcular la temperatura media de la superficie de los planetas, para ello usas una esfera de 1m, o de 10km o de 100km (da igual) y coges la superficie irradiada y la superficie que recibe el calor, valores de irradiación y absorción medios y calculas a mano los W por metro cuadrado que recibe el Sol a esa distancia, que se puede deducir de dos formas muy fáciles, una coges el valor de 1400W/m2 a 1AU y reduces o aumentas este valor al cuadrado de la distancia, o mejor aún, coges el valor estimado de produción solar de la wikipedia 3.846E26 W produce el Sol y la esparces al cuadrado de la distancia por m^2 a la distancia que sea y te da, (menos para venus) valores aproximados muy buenos. Y es cuando además te das cuenta porqué narices necesitan las sondas espaciales ir con plutonio. 😉

        Pero como decía, este finde busco la excel y te paso un link.

      2. Jordi, aquí puedes encontrar una bonita simulación de la temperatura de la Tierra, en la que puedes variar a tu gusto la constante solar, el albedo y la absorción atmosférica. La ecuación diferencial que utiliza la verás si pones el puntero en “energy balance” Adjunto el enlace como información complementaria para tus lectores:
        http://climateblab.github.io/energy-balance/
        Que lo disfrutéis, saludos.

  6. Pues tanto el albedo como la foorma soon fundamentales para calcular algo así, aunque sea aproximado. Lo que no entiendo es la temperatura inicial, aunque fuera mucho más alta, el punto de equilibrio, a larga escala, no dependera de ello.

    1. Sí, no sé en qué estaba pensando. Al introducir esa variable, los cuerpos con pieles más oscuras seguirán calentándose hasta los 119ºC (no sé qué error había cometido para que coincida) y los cuerpos con la piel más pálida posible terminarán alcanzando el equilibrio térmico en 50ºC, según lo que he calculado.

  7. según tu dibujo de la zona de sombra, ¿No pasaría el cuerpo más tiempo expuesto a la luz de la estrella que a la sombra del planeta? ¿no debería de calentarse más de 5 grados a cada una de las vueltas realizadas?

  8. ¿Y los ojos? ¿No habría quizá desprendimiento de retina? Al menos se romperían todas las venillas superficiales del ojo. Y se secarían enseguida. La verdad es que, como la experimentación, no hay nada. ¿Algún voluntario? Por el bien de la Cienncia.

  9. En el espacio no hay nada que pueda ejercer presión sobre nosotros y creo que nuestros fluidos corporales se evaporarían y los gases disueltos en sangre y otros fluidos corporales generaría una presión interna que romperia nuestras células.

  10. Los dos problemas inmediatos de una descompresión súbita son:
    El aumento de volumen de todos los gases del interior del cuerpo, tanto del contenido en la cavidad torácica, con daños severos en el tejido pulmonar (que podría ser evitable soplando con todas nuestras fuerzas), como de otros órganos (sin solución).
    Y la aparición de gran cantidad de microburbujas de nitrógeno en todos los líquidos corporales, incluida la sangre, por la drástica disminución de la solubilidad del mismo al desaparecer la presión, con aparición de embolias gaseosas tras unirse las microburbujas.

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