Μπορείτε να αναπνέετε υδρογόνο; Όρια ασφάλειας, υπολογισμοί όγκου χώρου και αερισμός
Η εισπνοή υδρογόνου δεν περιγράφεται ως τοξική στην έρευνα που εξετάζει τη χρήση συσκευών εισπνοής: σε μια κλινική δοκιμή του 2021, οκτώ υγιείς ενήλικες εισέπνεαν συνεχώς ένα μείγμα υδρογόνου 2,4% στον αέρα για έως και 72 ώρες, χωρίς να εμφανιστεί κάποιο κλινικά σημαντικό πρόβλημα υγείας. Η προσοχή γύρω από το αέριο υδρογόνο οφείλεται σε μια εντελώς διαφορετική ιδιότητά του. Είναι εύφλεκτο σε ασυνήθιστα ευρύ φάσμα συγκεντρώσεων στον αέρα και καίγεται με φλόγα που είναι δύσκολο να τη δει κανείς. Το αν μια συνεδρία με οικιακή συσκευή εισπνοής υδρογόνου ενέχει κίνδυνο ανάφλεξης εξαρτάται ουσιαστικά από την ποσότητα αερίου που συσσωρεύεται στον χώρο, τον αερισμό του και το αν υπάρχει κοντά κάποια πηγή ανάφλεξης — όχι από το αν το αέριο είναι δηλητηριώδες όταν εισπνέεται.
- Η εισπνοή μικρών ποσοτήτων υδρογόνου μέσω κάνουλας δεν έχει δείξει κλινικά σημαντική βλάβη στη μοναδική διαθέσιμη ελεγχόμενη δοκιμή σε ανθρώπους, αν και η δοκιμή ήταν μικρή και συμμετείχαν μόνο υγιείς ενήλικες.
- Ο κίνδυνος ευφλεκτότητας του υδρογόνου εξαρτάται από τη συγκέντρωσή του στον αέρα —περίπου 4% έως 75% κατ’ όγκο— σε συνδυασμό με την ύπαρξη κοντινής πηγής ανάφλεξης. Κανένας από τους δύο παράγοντες από μόνος του δεν συνιστά τον κίνδυνο.
- Οι ενδεικτικοί υπολογισμοί παρακάτω δείχνουν ότι, για να φτάσει κανείς το όριο του 4% σε ένα συνηθισμένο υπνοδωμάτιο ή καθιστικό, ακόμη και με την παραδοχή μηδενικού αερισμού, θα χρειάζονταν πολλές ώρες συνεχούς λειτουργίας μιας συσκευής Zenith ή Titan, με όλη την παραγόμενη ποσότητα να παραμένει στον χώρο — πολύ περισσότερο από μια συνηθισμένη συνεδρία.
- Στην πράξη, τα δύο μέτρα προφύλαξης που έχουν σημασία είναι ο συνήθης αερισμός και η απομάκρυνση γυμνής φλόγας ή εξοπλισμού που μπορεί να προκαλέσει σπινθήρες από τον χώρο, μαζί με την τήρηση του εγχειριδίου της συγκεκριμένης συσκευής σας.
Αν θέλετε πρώτα μια γενική εισαγωγή στην οικιακή εισπνοή υδρογόνου, ο οδηγός για αρχάριους στη θεραπεία εισπνοής υδρογόνου είναι ένα καλό σημείο εκκίνησης, πριν το παρόν άρθρο εστιάσει ειδικά στην ευφλεκτότητα και τον αερισμό.
Είναι το ίδιο το υδρογόνο επιβλαβές όταν το εισπνέουμε;
Το υδρογόνο δεν ταξινομείται από μόνο του ως τοξικό αέριο. Το δελτίο δεδομένων ασφαλείας που δημοσιεύει η υπηρεσία CAMEO Chemicals της NOAA αναφέρει ως κίνδυνο για την υγεία μόνο την απλή ασφυξία: μπορεί να προκαλέσει ζάλη, απώλεια συνείδησης ή κάτι χειρότερο μόνο αν εκτοπίσει αρκετό οξυγόνο από τον αέρα που αναπνέετε — τον ίδιο μηχανισμό που ισχύει για κάθε αδρανές αέριο όταν γεμίζει έναν κλειστό χώρο. Πρόκειται για ουσιαστικά διαφορετικό κίνδυνο από εκείνον ενός δηλητηριώδους αερίου, και το δελτίο συνδέει αυτόν τον κίνδυνο με συγκεντρώσεις πολύ υψηλότερες από όσες έχει σχεδιαστεί να διοχετεύει στον αέρα ενός ανοιχτού δωματίου μια συσκευή εισπνοής με ρινική κάνουλα (πηγή: Δελτίο δεδομένων ασφαλείας CAMEO Chemicals: Υδρογόνο). Αυτό είναι διαφορετικό από το γεγονός ότι μικρές ποσότητες υδρογόνου υπάρχουν ήδη φυσικά στην ατμόσφαιρα, καθώς πρόκειται για διαφορετικό ζήτημα από τις συγκεντρώσεις που εξετάζονται σε αυτό το άρθρο.
Τι ακριβώς εξέτασε η δοκιμή του 2021
Τα πιο άμεσα σχετικά στοιχεία προέρχονται από μια μελέτη του 2021 που δημοσιεύτηκε στο Critical Care Explorations. Σε αυτήν, οκτώ υγιείς ενήλικες εισέπνεαν συνεχώς, μέσω ρινικής κάνουλας υψηλής ροής με ρυθμό 15 λίτρων ανά λεπτό, ένα μείγμα υδρογόνου 2,4% σε ιατρικό αέρα, για 24, 48 ή 72 ώρες. Οι ερευνητές δεν ανέφεραν κλινικά σημαντικά ανεπιθύμητα συμβάντα στους συμμετέχοντες ούτε συμβάντα περιβαλλοντικού κινδύνου κατά τη διάρκεια της μελέτης (πηγή: Cole et al., Critical Care Explorations, 2021). Πρόκειται για ένα σημαντικό στοιχείο, αλλά αφορά οκτώ υγιείς ενήλικες σε επιτηρούμενο κλινικό περιβάλλον και όχι μια εγγύηση για κάθε άνθρωπο, κάθε χώρο ή κάθε μοντέλο συσκευής εισπνοής. Επομένως, αν το εκλάβουμε ως γενική πιστοποίηση ασφάλειας για οικιακή χρήση, θα αποδώσουμε στη μελέτη συμπεράσματα που δεν τεκμηριώνει.
Γιατί το υδρογόνο θεωρείται εύφλεκτο αέριο
Ανεξάρτητα από την εισπνοή, το υδρογόνο είναι εύφλεκτο σε ένα εύρος συγκεντρώσεων στον αέρα περίπου από 4% έως 75% κατ’ όγκο — ένα πολύ ευρύτερο εύρος από εκείνο πολλών γνωστών καύσιμων αερίων, των οποίων τα όρια ευφλεκτότητας είναι πολύ στενότερα. Αυτό το εύρος είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους απαιτείται προσοχή κατά τον χειρισμό υδρογόνου σε οποιονδήποτε κλειστό χώρο: υπάρχει μεγάλο περιθώριο ανάμεσα στη χαμηλότερη εύφλεκτη συγκέντρωση και σε μια συγκέντρωση τόσο πλούσια σε υδρογόνο που δεν μπορεί πλέον να καεί. Επιπλέον, το υδρογόνο καίγεται με φλόγα σχεδόν αόρατη στο φως της ημέρας. Επομένως, μια φλόγα υδρογόνου κοντά σε συσκευή ή χώρο αποθήκευσης δεν θα μοιάζει απαραίτητα με φωτιά μέχρι να πλησιάσετε αρκετά ώστε να νιώσετε τη θερμότητα (πηγή: Δελτίο δεδομένων ασφαλείας CAMEO Chemicals: Υδρογόνο). Τίποτα από αυτά δεν σημαίνει ότι το υδρογόνο αναφλέγεται από μόνο του. Για να υπάρξει ανάφλεξη, χρειάζονται ταυτόχρονα συγκέντρωση εντός αυτού του εύρους και πηγή ανάφλεξης, όπως σπινθήρας ή γυμνή φλόγα. Αν απομακρυνθεί οποιοσδήποτε από τους δύο παράγοντες, δεν υπάρχει κάτι που να μπορεί να αναφλεγεί.
Πόσο αέριο προσθέτει πράγματι μια συνεδρία στον αέρα
Για να υπολογίσουμε αν είναι ρεαλιστικό να επιτευχθεί αυτό το εύρος ευφλεκτότητας κατά τη διάρκεια μιας συνεδρίας, πρέπει πρώτα να δούμε πόσο υδρογόνο παράγουν πράγματι οι συσκευές. Αν ακόμη επιλέγετε ανάμεσα σε μοντέλα, ο οδηγός αγοράς για την επιλογή συσκευής εισπνοής υδρογόνου εξετάζει και άλλους συμβιβασμούς πέρα από την απόδοση.
Τα επτά επίπεδα απόδοσης του Zenith
Το Hydrion Zenith διαθέτει επτά επιλέξιμα επίπεδα απόδοσης, από 300 έως 1.800 ml/min συνολικού αερίου, και σε κάθε επίπεδο μπορεί να λειτουργήσει είτε με καθαρό υδρογόνο είτε με μείγμα υδρογόνου και οξυγόνου. Στη μέγιστη ρύθμιση, τα 1.800 ml/min χωρίζονται σε 1.200 ml/min υδρογόνου και 600 ml/min οξυγόνου· στις χαμηλότερες ρυθμίσεις, οι ποσότητες μειώνονται αναλογικά. Το οξυγόνο δεν είναι από μόνο του καύσιμο, επομένως ο αριθμός που έχει σημασία στους υπολογισμούς ευφλεκτότητας παρακάτω είναι η ποσότητα υδρογόνου: 1.200 ml/min στη μέγιστη ρύθμιση του Zenith.
Οι λειτουργίες εξόδου του Titan
Το Hydrion Titan λειτουργεί με συνολική παροχή 3.000 ml/min στις λειτουργίες μονής, διπλής ή τριπλής εξόδου, με διαχωρισμό σε 2.000 ml/min υδρογόνου και 1.000 ml/min οξυγόνου, καθαρότητας 99,99%. Η ποσότητα υδρογόνου των 2.000 ml/min είναι εκείνη που αξίζει να χρησιμοποιήσουμε στους υπολογισμούς όγκου του χώρου, καθώς είναι περίπου κατά τα δύο τρίτα υψηλότερη από τη μέγιστη παροχή υδρογόνου του Zenith.
Και οι δύο συσκευές είναι σχεδιασμένες να διοχετεύουν το αέριο μέσω ρινικής κάνουλας, φορεμένης σωστά κατά τη διάρκεια της συνεδρίας, ώστε να το εισπνέει ο χρήστης, και όχι να το απελευθερώνουν συνεχώς στον αέρα ενός ανοιχτού δωματίου. Το ενδεικτικό παράδειγμα παρακάτω αντιμετωπίζει την έξοδο σαν να παρέμενε όλη στον χώρο ούτως ή άλλως. Πρόκειται για μια σκόπιμα απαισιόδοξη παραδοχή και όχι για τον τρόπο με τον οποίο προορίζεται να λειτουργεί μια συνεδρία εισπνοής.
Υπολογισμοί όγκου χώρου: ένα ενδεικτικό παράδειγμα
Οι παρακάτω υπολογισμοί απαντούν σε ένα πιο περιορισμένο ερώτημα από το αν μια συνεδρία είναι ασφαλής: πόσος χρόνος συνεχούς λειτουργίας, με όλη την παραγόμενη ποσότητα να παραμένει στον χώρο, θα χρειαζόταν για να φτάσει η συγκέντρωση υδρογόνου σε ένα σφραγισμένο δωμάτιο το κατώτερο όριο ευφλεκτότητας του 4%; Η αρχική παραδοχή είναι σκόπιμα μη ρεαλιστική: μηδενική ανανέωση αέρα και κάθε χιλιοστόλιτρο υδρογόνου να παραμένει στον χώρο. Αυτός είναι ο μόνος τρόπος να υπολογιστεί ένα συγκεκριμένο ανώτατο όριο αντί να γίνει μια εικασία.
| Μέγεθος χώρου | Υδρογόνο που απαιτείται για 4% (LEL) | Ώρες στη μέγιστη ρύθμιση του Zenith (1.200 ml/min H2) | Ώρες με το Titan (2.000 ml/min H2) |
|---|---|---|---|
| Μικρό υπνοδωμάτιο (~20 m³ / ~710 ft³) | ~800 λίτρα | ~11 ώρες | ~7 ώρες |
| Μεγαλύτερο υπνοδωμάτιο ή γραφείο στο σπίτι (~35 m³ / ~1.235 ft³) | ~1.400 λίτρα | ~19 ώρες | ~12 ώρες |
| Καθιστικό (~60 m³ / ~2.120 ft³) | ~2.400 λίτρα | ~33 ώρες | ~20 ώρες |
Πώς να διαβάσετε σωστά τον πίνακα
Ακόμη και στον μικρότερο χώρο και στη μέγιστη απόδοση υδρογόνου κάθε συσκευής, το σενάριο μηδενικού αερισμού απαιτεί αρκετές ώρες περισσότερο από όσο είναι πιθανό να διαρκέσει οποιαδήποτε μεμονωμένη συνεδρία εισπνοής, ενώ μια συνηθισμένη συνεδρία διαρκεί κατά κανόνα δεκάδες λεπτά και όχι ώρες. Αυτό είναι το ζητούμενο του παραδείγματος: δείχνει ότι υπάρχει σημαντική απόσταση ανάμεσα στη συνήθη χρήση και το όριο ευφλεκτότητας, όχι ότι είναι αδύνατο να πλησιάσει κανείς το όριο υπό διαφορετικές συνθήκες. Οι αριθμοί δεν λένε τίποτα για την πραγματική ανανέωση αέρα σε έναν συγκεκριμένο χώρο, για μια συσκευή με βλάβη ή για έναν ασυνήθιστα μικρό ή σφραγισμένο χώρο. Επίσης, δεν υποκαθιστούν τις οδηγίες αερισμού και εγκατάστασης στο εγχειρίδιο του μοντέλου σας. Χρησιμοποιήστε αυτόν τον πίνακα για να κατανοήσετε την κλίμακα των μεγεθών και όχι ως δοκιμασμένο περιθώριο ασφαλείας.
Αερισμός και πηγές ανάφλεξης: τι μειώνει πράγματι τον κίνδυνο
Ο συνήθης αερισμός του δωματίου —μια μισάνοιχτη πόρτα, ένα ελαφρώς ανοιχτό παράθυρο ή η φυσιολογική κίνηση του αέρα σε έναν κατοικημένο χώρο— εμποδίζει τη συγκέντρωση υδρογόνου πολύ περισσότερο απ’ όσο προβλέπει η παραδοχή του σφραγισμένου δωματίου παραπάνω, καθώς ανανεώνει συνεχώς τον αέρα γύρω από τη συσκευή αντί να αφήνει το αέριο να συσσωρεύεται σε ένα σημείο. Είναι σημαντικό να μην υπάρχουν στον χώρο γυμνές φλόγες, αναμμένα τσιγάρα, κεριά ή εξοπλισμός που μπορεί να προκαλέσει σπινθήρες όσο λειτουργεί η συσκευή, ειδικά επειδή η φλόγα του υδρογόνου είναι τόσο δύσκολο να γίνει αντιληπτή. Για το συγκεκριμένο αέριο, είναι λάθος να θεωρείτε ότι η απουσία ορατής φωτιάς σημαίνει πως δεν υπάρχει καθόλου φωτιά. Το σενάριο στο οποίο ο πίνακας παύει να αποτελεί καθησυχαστικό δυσμενέστερο ενδεχόμενο είναι ένας μικρός, πραγματικά σφραγισμένος χώρος, όπως μια ντουλάπα ή ένα ντουλάπι με κλειστή πόρτα και χωρίς ροή αέρα — όχι ένα συνηθισμένο υπνοδωμάτιο ή καθιστικό όπου η συσκευή βρίσκεται σε κομοδίνο ή γραφείο. Το εγχειρίδιο της συσκευής σας περιλαμβάνει τις ειδικές οδηγίες τοποθέτησης και αερισμού για το περίβλημα και το εύρος απόδοσής της. Είναι σημαντικό να ακολουθείτε αυτές τις οδηγίες για το συγκεκριμένο μοντέλο αντί να εφαρμόζετε την ίδια παραδοχή σε κάθε συσκευή, καθώς το εγχειρίδιο έχει συνταχθεί για εκείνο ακριβώς το περίβλημα.
Έλεγχος της δικής σας συσκευής και του χώρου σας
Το εγχειρίδιο στην ιστοσελίδα προϊόντος κάθε συσκευής είναι το πιο άμεσο επόμενο βήμα: περιλαμβάνει τις οδηγίες εγκατάστασης, αερισμού και τοποθέτησης ειδικά για το Zenith ή το Titan, αντί για τους γενικούς υπολογισμούς παραπάνω. Αν προτιμάτε τη συνεχή παρακολούθηση από τους μεμονωμένους υπολογισμούς, μπορείτε να δείτε πώς λειτουργούν οι ανιχνευτές υδρογόνου και τι σημαίνουν στην πράξη τα επίπεδα συναγερμού τους. Όποιος συντηρεί καθημερινά μια συσκευή μπορεί να βρει οδηγίες για το νερό, τα φίλτρα και την αποθήκευση στο ειδικό άρθρο φροντίδας. Τέλος, καθώς τα κλινικά στοιχεία παραπάνω προέρχονται από υγιείς ενήλικες σε επιτηρούμενη δοκιμή, όποιος έχει αναπνευστική ή καρδιακή πάθηση, ή απλώς δεν είναι βέβαιος για τη δική του εγκατάσταση, θα πρέπει να το συζητήσει με γιατρό πριν ξεκινήσει συνεδρίες, αντί να βγάλει συμπεράσματα από μια μελέτη στην οποία δεν συμμετείχαν άτομα σαν κι αυτόν.