RÉCORD MUNDIAL DE BUCEO A PULMÓN (88 metros)

LAS TABLAS DE DESCOMPRESIÓN

Estas tablas nos indican cuando la acumulación de nitrógeno en nuestro organismo hace necesaria una o más paradas de descompresión, así como su duración.

Se trata de tablas estándar, realizadas con el suficiente margen como para que sirvan para todas las personas y situaciones, si bien siempre será conveniente tener en cuenta nuestras propias condiciones físicas.

Hay varias tablas, pero nosotros hablaremos sobre las principales:

• Tabla 1.

Se utiliza para calcular el grupo de salida, es decir la cantidad de Nitrógeno que queda en el cuerpo después de acabar una inmersión, o Nitrógeno Residual.

También sirve para calcular el tiempo de salida después de inmersiones sucesivas, y para decir si se necesitan paradas de descompresión.

• Tabla 2.

Se usa para calcular el grupo de entrada en una inmersión sucesiva, después de un descanso, o tiempo de intervalo en superficie. Su uso está relacionado con la tabla 1:

• Tabla 3.

Con ella se calcula el tiempo máximo sin necesidad de descompresión, según el grupo de entrada, la profundidad alcanzada y el Nitrógeno Residual.

Las tablas 1 o 3, indican con una línea el tiempo máximo de duración de la inmersión según la profundidad alcanzada, y el Nitrógeno Residual para evitar las paradas de descompresión. Está línea se llama línea, o curva de seguridad. 

Se recomienda usar las tablas antes de realizar las inmersiones (y no después), ya que deben estar planificadas.

Actualmente existen alternativas a las tablas de descompresión tradicionales:

• Computadora de buceo: tiene la ventaja de monitorear el buceo en el momento, no solo la cédula planeada, por lo que genera un plan de buceo instantáneo y aumenta el tiempo de fondo.
• DOTF: Son siglas de Decompression On The Fly, que significa "descompresión sobre la marcha. Es un método para determinar el perfil de descompresión necesario de un modo rápido y acertado sin ayuda de tablas o computadora.

TEORÍA DE LA DESCOMPRESIÓN. MODELO DE HALDANE.

Hasta 1809 no existían procedimientos seguros para minimzar la incidencia de la enfermedad de la descompresión. Los investigadores Boycoy, Damant y Haldane, en ese mismo año, cimentaron su teoría en una gran cantidad de estudios realizados en pequeños animales, cabras, y humanos. Luego, basándose en modelos matemáticos, reportaron un procedimiento de descompresión más seguro que los existentes en la época. Estos fueron aplicados en sujetos a los cuales a los cuales se les había comprimido anteriormente. Observaron que las cabras, que habían saturado a una profundidad de 165 pies de agua del mar, pero con aire comprimido, no desarrollaban la enfermedad de descompresión si las descompresión subsiguiente se limitaba a la mitad de la presión del ambiente. Estudiando a los seres humanos, los investigadores encontraron que los tejidos toleran una presión de gas disuelto ( tensión) mayor que la presión ambiente multiplicada por dos, antes de la aparición de síntomas de la enfermedad. Matemáticamente se propuso la eliminación y ganancia de gas como un sistema exponencial similar al decaimiento radiactivo. Este procedimiento se conoció como modelo de Haldane.

Este método estimaba la cantidad de nitrógeno disuelto en el organismo mediante un procedimiento matemático que tenía en cuenta la profundidad del buceo y el tiempo de buceo.

ENFERMEDAD DESCOMPRESIVA

Es una de las enfermedades  que puedes encontrarte durante la práctica del buceo. Ocurre cuando una persona está sujeta a una reducción repentina en la presión circundante. La  enfermedad es  más frecuentemente durante el buceo profundo en el mar.

Es causada por la formación de burbujas de gas en la sangre y tejidos. En altitudes normales, el nitrógeno y otros gases se exhalan o disuelven en la sangre y tejidos. Sin embargo, durante cambios severos en la altitud y presión aérea, el nitrógeno y otros gases forman burbujas de aire. Estas burbujas bloquean el flujo de sangre. Esta condición puede ser mortal si no se trata rápidamente.

Principalmente genera una inflamación de los músculos, las articulaciones y los tendones que provoca dolor e inflamación. Se le conoce comúnmente como "aeroembolismo". Aunque el dolor puede ocurrir en cualquier parte del cuerpo, es más común dentro o cerca de un brazo o articulación de la pierna. El tipo más severo de esta enfermedad se llama enfermedad de descomopresión II, provoca efectos sistémicos más serios, incluyendo síntomas neurológicos como adormecimiento y hormigueo. En la forma más grave, el adormecimiento puede provocar parálisis y hasta la muerte. Para tratar este tipo debe hacerse terapia de oxígeno en una cámara hiperbárica. El aparato funciona al incrementar gradualmente y después reducir la presión aérea alrededor del cuerpo, lo cual fuerza a las burbujas de gas a disolverse. Mientras que para combatir el tipo menos grave, respirar oxígeno al 100% de una mascarilla puede ser tratamiento suficiente.

 Larga duración de buceo o emerger desde una profundidaz a la superficie dde una forma muy rápida podría llevarte a esta enfermedad, mientras que si sigues las normas de buceo convencional y limitas la profundidaz y duración de buceos en el mar, te ayudará a mantenerte lejos de esta enfermedad.

La imagen superior representa una cámara hiperbárica usada para contrarrestrar la enferdad, cuando visitamos el centro de buceo de la Armada pudimos ver alguna de ellas, que incluso, en ocasiones son más grandes y puede usarse para varias personas a la vez. En la imagen de abajo, es una representácion del daño articular progresivo que puede provocar la enfermedad.                                                                                                                                      

*

ENTREVISTAMOS A UN ESPECIALISTA EN LA PRÁCTICA DEL BUCEO

En la visita al Centro de Buceo de la Armada de Murcia realizamos una entrevista a uno de sus miembros, Pedro Valenzuela, un especialista en lo relativo al buceo que nos resumió la enfermedad descompresiva y otras lesiones frecuentes entre los buceadores:

LEY DE HERNY

La Ley de Henry fue formulada en 1803 por William Henry. Enuncia que a una temperatura constante, la cantidad de gas disuelta en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial que ejerce ese gas sobre el líquido. Fue formulada para explicar de alguna forma  la volatilidad de las sustancias, es decir la facilidad con que una sustancia disuelta en agua se transforma en gas y pasa a la atmósfera.Un ejemplo de la aplicación de esta ley está dado por las precauciones que deben tomarse al volver a un buzo a la superficie. 

Para evitar enfermedades relacionadas con esta ley, las descompresiones deben realizarse lentamente y de forma correcta, una persona. Junto con la teoría de Haldane es la base de las tablas de descompresión. La formula es la siguiente: C=K·P

Se pueden establecer distintos grados de saturación de los líquidos dependiendo de en que estado este del proceso de absorción :

Saturado: Existe un equilibrio y la cantidad de gas que absorbe el líquido es la misma que elimina. La presión parcial del gas es igual a la tensión.

Insaturado: Cuando el líquido es capaz de absorber más gas. La presión parcial que el gas ejerce sobre el líquido es mayor que la tensión (presión del gas disuelto en el líquido) de ese gas.

Sobresaturado: La cantidad de gas contenida en el líquido es superior a la que puede absorber y por lo tanto libera el exceso de gas. La presión parcial del gas es menor que la tensión del mismo.

EL CENTRO DE BUCEO DE LA ARMADA

                                   

2º de bachillerato científico-tecnológico del I.E.S. Alpajés participamos en una impresionante excursión. Fuimos a Murcia con la intención de conocer más a fondo los temas relacionados con nuestro proyecto (Nautilus). Una de nuestras numerosas excursiones fue al centro de buceo de la armada, y aquí tuvimos la suerte de ver:

CÁMARA HIPERBÁRICA

Dentro de ella se crea una presión por encima de la atmosférica, además respiramos oxígeno puro durante el tratamiento. Con este aumento importante del transporte de oxígeno podemos conseguir que las zonas del organismo que hayan quedado en estado de hipoxia y que además no se pueden corregir de otra forma, se beneficien de este oxígeno y puedan poner en marcha las rutas metabólicas y aquellos mecanismos fisiológicos afectados por la situación de hipoxia.

La cámara hiperbárica no solo se utiliza para tratar casos de enfrmedad de descompresión, también se usa para otras enfermedades como: osteomielitis, infecciones aeróbicas y anaeróbicas, arteriopatia diabética, intoxicación con CO (monóxido de carbono) y humo, neuralgia del trigémino, pparálisis facial, esclerosis múltiple..

Los tratamientos que se realizan suelen estar entre 2 y 3 ATA, aunque en algunas ocasiones excepcionales el tratamiento para en concreto la enfermedad descompresiva puede llegar a ser de 6 ATA. Además nos garantiza el transporte de oxígeno a los tejidos incluso cuando la hemoglobina y los glóbulos rojos no se encuentren en condiciones de hacerlo, como ocurre en el curso de situaciones de anemia o de intoxicaciones por gases como el monóxido de carbono.

Para entender como funciona estas cámaras es preciso tener claro la Ley de Henry, que dice que la cantidad de gas que se puede disolver en la unidad de volumen de un líquido a temperatura constante, es directamente proporcional a la presión con la que el gas actúa sobre la superficie libre de dicho líquido.

PISCINAS PARA PREPARASE PARA LAS PROFUNDIDADES

Las pruebas para llagar a pertenecer al cuerpo de buceo de la armada son realmente duras y muy serias. Un buzo  debe tener una salud excelente y una preparación física adecuada.

Podemos decir que las pruebas o los requisitos para dedicarse al buceo de forma profesional son:

- Revisión del estado de la dentadura.

-Analítica básica de sangre, grupo sanguíneo, factor Rh, VIH, etc.

- Tolerancia al oxigeno, es importante ya que la generalidad de las descompresiones en la cámara se hacen con oxigeno.

- Electrocardiograma e informe cardiológico
- Espirometría, para reconocer capacidad y volumen respiratorio.
- Análisis de orina, en la mayoría de las empresas se realiza antes de embarcar como prueba antidoping.
- Revisión del oído, tapones, perforaciones, otitis, etc.
- Tensión arterial.

En esta visita los propios buceadores nos contaron que casi todos habían sufrido algún tipo de enfermedad provocada por las grandes profundidades a las que se veían obligados a aguantar.

PARA BUZOS EXPERTOS

Nos enseñaron que depende de las profundidad los equipos de buceo son distintos. Cuanta mas profundidad soportan los trajes comienzan a ser más pesado y mucho mas complejos.

Existen distintos títulos asociados a la preparación que tienes respecto al  buceo. El Título más alto es Buceador Profesional de Gran Profundidad a Saturación.

BREVE HISTORIA DE LA FISIOLOGÍA DE BUCEO

Si nos ponemos a buscar en la historia del buceo para encontrar los primeros registros de la práctica subacuática, deberemos detenernos en la mitología y, muchas veces, también en las más disparatadas leyendas. Sin embargo, de acuerdo con un manuscrito francés, con algo de veracidad histórica, fue Alejandro el Grande el primero que realizó un buceo en una campana durante el sitio de la ciudad de Tiro, en el año 373 AC.

La realidad concreta, mucho menos "adornada", nos lleva al buceo en apnea como una práctica que se viene realizando desde la antigua Grecia con la finalidad de juntar esponjas, pero también con fines bélicos. Durante de la Guerra de Troya, por ejemplo, los buzos sabotearon buques enemigos perforándoles el casco o cortando sus amarras.

Durante muchos años el buceo se basó solamente en la práctica de la actividad sin ningún fundamento científico. De todas maneras los buceos eran de corta duración y a escasa profundidad, por lo que normalmente traían pocas o ninguna alteración patológica a los buzos.

Fueron las campanas de buceo las que incrementaron la profundidad y  el tiempo bajo el agua. En 1691, Edmund Halley, utilizando una campana a la que le suministraba aire por medio de barriles lastrados enviados desde la superficie, realizó buceos a 20 metros de profundidad por unos 90 minutos. A su vez ideó un sistema por el cual un buzo podía respirar aire a través de una manguera, siempre unida a la campana, y alejarse unos metros de ella para realizar algún tipo de actividad.

Tal vez la primera vez que se ha descrito una manifestación neurológica de enfermedad de la descompresión en humanos data del año 1834 cuando el Mayor General Sir Charles Wiliam Pasley FRS KCB (1780-1860), durante las operaciones de salvamento del buque Royal George, relató lo siguiente: "...en consecuencia él se ha lesionado severamente mientras buceaba, no por ningún accidente sino por extraordinario ahínco que lo indujo a sobre-exigirse y permanecer mucho tiempo debajo del agua, lo que le causó cierto tipo de parálisis en la mitad del cuerpo...".  Pero fue durante el siglo XIX cuando se realizaron los primeros reportes que hablaban de cambios fisiológicos y patológicos durante las exposiciones a ambientes hiperbáricos (altas presiones). Para esta época, los trabajos realizados bajo presión (caisson) eran rutinarios, sobretodo en la construcción de puentes y túneles. Triger, en 1845, describió los dolores en los oídos durante la compresión de los trabajadores y confirmó, con algo de sorpresa, que "ellos se cansan mucho más trabajando en aire comprimido que en el aire a presión atmosférica. Pensamos que es el resultado de la gran humedad... Quizás esta humedad podría explicar de alguna manera los dolores intensos en las articulaciones que experimentan algunos trabajadores algunas horas después de dejar el pozo". Inclusive, también describió el tratamiento realizado a dos trabajadores que presentaron dolores articulares después de salir del pozo, y aseguró que se practicaron "frotaciones con vino, que rápidamente aliviaron los dolores en los dos hombre; volvieron al trabajo al día siguiente".

Para esa época, los doctores Pol y Watelle (1854) comenzaron a estudiar el fenómeno de la enfermedad descompresiva e informaron que este ataque se presenta siempre al salir de un ambiente con aire presurizado y experimentaron que el retorno al ambiente presurizado aliviaba los síntomas. Aplicando un término jocoso, dijeron: "Este es un espectáculo donde sólo se paga a la salida".  

En 1878 Paul Bert, médico francés, publica su trabajo "La presión barométrica" (investigación en fisiología experimental). En dicho trabajo es capaz de demostrar que las burbujas eran esencialmente de nitrógeno. Posteriormente en 1880 realiza experiencias para aplicar un método de tratamiento mediante la administración de oxígeno puro, con el propósito de hacer un "lavado" del nitrógeno. También descubrió que el oxígeno era tóxico cuando se respiraba bajo determinadas presiones. Por este trabajo a Paul Bert se le conoce como el "padre de la presión fisiológica".

Más adelante, Haldane publica su primer "juego de tablas de descompresión" (1908). Este doctor inglés había sido comisionado por la Royal Navy para trabajar investigando un programa de descompresión que pudiera ser aplicado por los buzos de la flota británica. Durante los años posteriores hasta la actualidad se han venido modificando estas tablas, con base en la estadística observada.

HIPERBARISMO

Cuando nos sumergimos a determinada profundidad nuestro cuerpo experimenta unos cambios que hay que tener encuentra. Cuando realizamos la actividad del buceo, las altas presiones que alcanzan los buzos debajo del mar no se pueden tomar de broma, ya que a veces los han llevado hasta la muerte.

                         

Las altas presiones afectan al odio medio en concreto el tímpano, los pulmones, empastes dentales... Durante la inmersión del ser humano se ha encontrado que se reduce la frecuencia cardíaca, produciendo un estado de bradicardia (frecuencia cardíaca menor de 60 latidos por minuto). El agua fría además exagera esta sensación. La respiración por consiguiente será mucho más activa que en el exterior, ya que se basa en vencer la presión positiva, además hay que tener en cuenta que el aire comprimido es mucho más denso de lo normal y esto aumenta el nivel de viscosidad de los bronquios.El aumento en la presión parcial del nitrógeno puede resultar en la Narcosis por Nitrógeno. Por lo regular, esta condición puede ser evidente cuando los buceadores con escafandra se aproximan a los 30 metros de profundidad. 

                                      

Los peligros que  vienen asociados al  submarinismo son variados, como: 

• Enfermedad por descompresión o Bends: Los buzos deben respirar una mezcla gaseosa que lleve al menos un gas inerte y debe permanecer un tiempo y en una profundidad determinada para que se produzca esta enfermedad.Es de las dolencias más graves que puede experimentar un buceador. Formación de burbujas de nitrógeno en nuestro organismo, por sumersiones o salidas demasiado rápidas. 

• Otros barotraumas: La presión del aire debe ser igual a ambos lados del tímpano para que nada suceda. Cuando  las diferencias son considerables se produce una rotura del tímpano.

     -Barotis media: producida como hemos dicho anteriormente  por una presión desigual en ambos lados del tímpano. La trompa de Eustaquio normalmente ayuda a eliminar esta diferencia de presión, pero cuando la diferencia se produce muy rápido tiene que pasar por la trompa de Eustaquio igualmente rápido para igualar, pero si esta zona no esta en perfectas condiciones puede llegar a provocar que el tímpano se dañe o llegue  a romperse.

                                         

    - Aerosinusitis: se produce por cambios de presión producidos por una mala comunicación de los senos con la nariz. Suele dañar la  mucosa sinusoidal o crear una sinusitis aguda.

                                       

LEY DE BOYLE-MARIOTTE

Un efecto derivado de la presión causada por la profundidad marina, es la compresión del volumen de los gases. Este fenómeno viene explicado por un principio de la física: la ley de Boyle-Mariotte.

Este principio es muy importante en la fisiología de buceo, ya que provocará que el aumento de la presión pueda colapsar las cavidades aéreas del cuerpo del buceador, llegando a causar lesiones graves.

Ademas de esto, la ley de Boyle-Mariotte tiene distintas aplicaciones a la hora de bucear, como por ejemplo:

En el cálculo del consumo de aire,
Si el consumo de aire (volumen) es 1 en superficie, a 2 bares (10 metros) , será el doble, y a 100 metros, sería 10 veces mas. Ya que mientras la presión y el volumen de un gas son inversamente proporcionales, la presión y densidad de un gas son directamente proporcionales.

Al reducirse el volumen del aire en la botella proporcionalmente (a 1 atmósfera el volumen es 1, a 2 atmósferas , el volumen es la mitad, a 3 bares 1/3) para llenar nuestros pulmones, necesitamos más aire (no por el aire en sí, sino por el volumen de nuestros pulmones que debemos llenar) al estar el aire de la botella a mayor presión, tiene más densidad y menos volumen, con lo que para llenar nuestros pulmones con 2 litros a 10 metros, necesitaremos 10 veces mas de aire.

A la hora de calcular volumenes a distintas presiones,
Un buceador va a recuperar un motor fueraborda hundido en superficie, y ya ha calculado el volumen necesario a insuflar en el globo para dicho trabajo, pero no conoce cuánto se expandirá el aire en superficie. (Como hay un cambio de presión, afectará al volumen, según determinó Boyle)

El objeto, está hundido en agua salada a 26 metros, y el buceador ya ha determinado que se requerirá de fuerza de empuje 29 Kg.

P1 x V1 = P2 x V2

P1 x V1 = 3,6 atm x 28,15 litros( lo deducimos al dividir la fuerza de 29 Kg entre 1,03 del agua salada me da el volumen en litros)

3,6 atm x 28,15 = 1 atm (P2 es la presión al llegar a superficie) x V2 (el volumen que buscamos)

V2 = 101,34 litros (este será el volumen del globo en superficie, con lo que puede determinar si el globo explotará o no al leer las características del mismo).

PARA EMPEZAR: PRESIÓN Y PROFUNDIDAD

Al ser esta una de las primeras entradas de nuestro blog, y ya que va a ser un término que usaremos durante todo el contenido de este, es importante tener bien clara la relación que existe entre la presión y la profundidad marina.

Una columna agua marina de 10 metros de altura ejerce la misma presión en su parte inferior que la presión de la atmósfera que hay encima del mar. Por tanto, una persona que está a 10 metros debajo de la superficie del océano está expuesta a una presión de 2 atmósferas, 1 atmósfera de presión producida por el peso del aire que está por encima del agua y la segunda atmósfera por el peso del propio agua. A 20 metros las presión será de 3 atmósferas, y así, sucesivamente, como se refleja en esta tabla orientativa.

Para ampliar:

El medio marino (características)
Profundidaz y presión
Vivir en el fondo marino

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

Los tres pilares de la física del buceo son el principio de Arquímedes, la presión y las leyes de los gases.

El principio de Arquímedes dice así: "Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical hacia arriba igual al peso del fluidos desalojado". Conocer este principio básico y adaptar el buzo a estas circunstancias es realmente crucial para que la experiencia del buceo se desarrolle correctamente. Gracias a este principio, podemos conocer la fuerza necesarios para elevar un objeto, es decir, hacer que tenga flotabilidad positiva; además nos daremos cuenta de que nos notamos mas ligeros. Lo que realmente ocurre es que experimentamos un empuje hacia arriba igual al peso del agua que desalojamos.

Entonces al utilizar un traje de buzo, nuestro volumen aumenta, por lo que adquirimos una flotabilidad positiva y se vuelve muy difícil sumergirnos. Para ello necesitaremos un mecanismo adicional.

PRESENTACIÓN DEL GRUPO DE TRABAJO

Bienvenidos amigos marineros!!

Somos Boris Gracía Caro, Álvaro Huete-Huerta y María Fonseca Pérez  los que realizamos  este trabajo de investigación, alumnos de 2º de Bachillerato Científico-Tecnológico del IES Alpajés.

Nuestro proyecto se basa en la investigación de las particularidades fisiológicas del buceo: el modelo físico del ser humano, como afectan las leyes físicas en relación con el buceo.

También investigaremos sobre los fundamentos biológicos y los riesgos del buceo, y como nos hemos ido enfrentando a ellos a lo largo de la historia, nos centraremos ademas en las diferentes enfermedades que afectan al ser humano.

Para todo esto contaremos con la ayuda de dos profesores del instituto: Javier Medina Domínguez (profesor de Biología) y Julio Martínez Maganto (profesor de Historia).

¡COMENCEMOS LA AVENTURA SUBMARINA!