¿concentración de oxígeno en la atmósfera?

[josejuan]

Hola

Tenemos una pequeña duda en un foro de aficionados Campers y he pensado que aquí, los aficionados a la Méteo, nos podríais "echar una manita" 

Me explico. Esto es un Camper:


El tema es que estos vehículos llevan un sistema de Calefacción Independiente a gasoil (originario de los barcos) que funciona con el vehículo parado y que, básicamente, consiste en la quema de la mezcla de combustible y oxigeno para generar calor que un ventilador introduce en el habitáculo.

El problema surge porque estos aparatos fueron ajustados para una proporción de oxigeno existente a Nivel del Mar y, cuando un Campero se sube con su vehículo a mas de 1500 metros de altura  Sobre el Nivel del Mar, se encuentra con la sorpresa de que la calefacción hay veces que no funciona.
El motivo ya lo tenemos claro: A esa altitud hay menos proporción de oxigeno en el aire y "la mezcla" en la combustión es rica en gasoil y pobre en oxigeno, por lo que genera mas calor del debido y el aparato se desconecta como protección por el sobrecalentamiento.

Y aquí viene la pregunta (nota: podéis saltaros todo el rollo anterior y empezar a leer la pregunta desde aquí  ).
¿La proporción de oxigeno existente en la atmósfera a 1500 metros s.n.m. es siempre la misma, o depende de las condiciones atmosféricas de ese momento? o preguntado de otra manera ¿Cuando hay tormenta es posible que la proporción de oxigeno a esa altitud sea diferente a la que hay en un día soleado?.

espero que me lo sepáis responder

un saludo, josejuan

[Timonet gelat]

En mi opinión, estoy de acuerdo en que a medida que aumentamos en altitud, la proporción de oxígeno disminuye. Y esto será palpable con el ejemplo que comentabas de 1500 mts.

Y a la pregunta de si la proporción de oxígeno en determinadas condiciones meteorológicas...

...pues creo que sí debe ser la misma, aunque distinguiría variaciones pequeñas en funcion de las masas de aire colindantes de un entorno determinado.

Un ejemplo sería quizá efectos fohën, (aportarían menos oxígeno ??), en cambio, con entradas de vientos de levante (Serra Aitana) un aumento de oxígeno al estar encarada al mar, y suponiendo que el mar aporta mayor oxígeno que la tierra. Quizá me equivoque con esto.

Otro planteamiento: La contaminación. Una determinada contaminación producida por diversos gases pueden disminuir considerablemente la cantidad de oxígeno en un lugar determinado.

Y otra deducción: Partimos de que a medida que en un lugar la temperatura es mayor (y sabemos que un aire caliente tiende a ascender y el frío a descender), en éste lugar tendremos menos oxígeno... ya que éste sube en altitud. (??)

PD; Este tema es para físicos, como Vigilant.

[vigilant]

El motivo ya lo tenemos claro: A esa altitud hay menos proporción de oxigeno en el aire y "la mezcla" en la combustión es rica en gasoil y pobre en oxigeno, por lo que genera mas calor del debido y el aparato se desconecta como protección por el sobrecalentamiento.

El aire tiene una mezcla casi perfecta de 78% de nitrógeno y 21% de oxígeno (en volumen) al menos en todos los niveles de la troposfera.

Lo que ocurre es que la cantidad absoluta del aire disminuye con la altura, y por tanto la cantidad absoluta de oxígeno también disminuye con la altura, pero la proporción es siempre la misma.

Uno puede medir la cantidad absolta de aire midiendo la presión, y por tanto puede deducir la cantidad absoluta de oxígeno. Veamos.

El nitrógeno (N2) tiene peso melecular 28 g/mol y el oxígeno (O2) tiene peso 32 g/mol, eso significa que la razón de mezcla es:

0'78 * 28 = 21'8       --> 76'5%  (en masa)
0'21 * 32 = 6,7        --> 23'5%  (en masa)

A nivel del mar, un metro cúbiclo contiene 1 kilogramo de aire, y por tanto 765 g de N₂ y 235 g de O₂

La cantidad de aire a una altura X sobre el nivel del mar es:

P(X)/P(0) * 1000 g /m³

Donde P(X) es la presión a la altura X, que está directamente relacionada con la densidad del aire:

P(X)/P(0) = dens(X)/dens(0)

Por tanto, la cantidad absoluta de oxígen depende de la altura como:

Oxigen(X) = P(X)/P(0) *235 g/m³.

Podríamos decir que P(0) = 1013 mb
En este caso, sabemos que la presión de aire en superficie es variable, por lo que también será variable ligeramente su densidad, así como su composición absoluta (no la percentual). Por tanto, en un el ojo de un huracán habrá menos oxígeno absoluto que en un anticiclón.

Oxigen(P) = P/1013 *235 g/m³.

Donde P es la presión.
Saludos

[josejuan]

gracias por las respuestas.... en especial la tuya Vigilant. Realmente no se que me ha sorprendido mas: si la impresionante respuesta que me has dado, o el hecho de que haya entendido todo lo que has explicado 

Bueno ya paso la respuesta al foro para la gente que está haciendo pruebas sepa que hay mas elementos a tener en cuenta a la hora de valorar si hay que gastarse dinero poniendo un kit de altura (para compensar esa disminución de aire en la atmósfera) o no.

un saludo, y gracias nuevamente. Josejuan

[Timonet gelat]

Vigilant es una caja de sorpresas...

Gracias !!