Bases físicas do mergulho
O ambiente em que os trabalhos de mergulho e em caixões são realizados dita suas próprias leis físicas. À medida que ocorre a imersão, a pressão da massa de água aumenta uniformemente: cada 10 metros de profundidade adicionam 1 atmosfera. Como exemplo, podemos citar um mergulho à marca de 90 metros — a esse nível, a pressão do ambiente externo sobre o corpo humano atinge impressionantes 10 atmosferas.
Nessas condições, o ser humano fisicamente não consegue respirar ar sob a pressão atmosférica normal. O ar ou outra mistura gasosa deve ser fornecido a uma pressão que corresponda estritamente à profundidade atual do mergulho.
Efeito dos gases e o problema da solubilidade
A alteração da pressão afeta diretamente a forma como os gases interagem com os fluidos corporais. Quando uma pessoa desce a grandes profundidades (superiores a 100 metros, o que corresponde a uma pressão superior a 10 atmosferas), surge um grave problema fisiológico. Nessas condições, a quantidade de gases dissolvidos no sangue aumenta drasticamente.
Primeiramente, isso se aplica ao oxigênio e ao nitrogênio. A dissolução excessiva de nitrogênio no sangue leva a consequências graves — a chamada narcoses por nitrogênio, o que torna o ar padrão inadequado para trabalhos em águas profundas.
Misturas gasosas artificiais
Para evitar a narcoses por nitrogênio e garantir uma respiração adequada a grandes profundidades, utilizam-se misturas de hélio e oxigênio especiais na fisiologia e na prática de mergulho.
- Hélio. Este gás inerte é escolhido como base, pois praticamente não se dissolve no sangue humano, mesmo sob alta pressão. Essa propriedade evita com segurança o desenvolvimento da narcoses por nitrogênio.
- Oxigênio. Sua quantidade na mistura não é constante. O oxigênio é adicionado exatamente na concentração necessária para que sua pressão parcial na profundidade de trabalho corresponda exatamente à pressão parcial em condições normais na superfície.
O uso de oxigênio puro para respiração subaquática é estritamente limitado. Tal prática é possível exclusivamente em pequenas profundidades — até 20 metros. Se houver descida a maiores profundidades, a substância pura passa a manifestar um efeito tóxico pronunciado, que é clinicamente acompanhado por convulsões musculares graves.
Regras de descompressão
O processo de retorno do mergulhador à superfície exige tanta atenção quanto a própria imersão. O organismo precisa de um regime especial e rigorosamente calculado de transição da pressão alta para a atmosférica normal — a descompressão.
Esse processo demanda bastante tempo para que os gases dissolvidos no sangue possam deixar o organismo com segurança, sem formar bolhas. Um exemplo ilustrativo: se um especialista passou apenas 1 hora trabalhando a uma profundidade de 160 metros, sua viagem de volta à superfície, incluindo o processo de descompressão em uma câmara hiperbárica especial, levará 3 dias.
Resumo: perguntas e respostas sobre o tema
Qual é a patogênese da narcoses por nitrogênio durante mergulhos em águas profundas?
A patogênese da narcoses por nitrogênio durante mergulhos em águas profundas está associada à saturação do organismo com nitrogênio em condições de hiperbaria. Ao mergulhar a grandes profundidades (mais de 100 m, >10 atm), a quantidade de nitrogênio dissolvido no sangue aumenta drasticamente, uma vez que a solubilidade do gás aumenta com a pressão.
Principais aspectos da patogênese:
- acúmulo de nitrogênio: o nitrogênio é um gás indiferente e não é metabolizado pelos tecidos durante os processos vitais;
- a saturação por nitrogênio durante o mergulho causa um efeito narcótico descrito como «euforia das profundidades».
Quais sintomas e síndromes manifestam a ação tóxica do oxigênio puro a profundidades superiores a 20 metros?
A ação tóxica do oxigênio puro a profundidades superiores a 20 m manifesta-se por cãibras musculares. Os materiais fornecidos também indicam que a ação tóxica do oxigênio pode se manifestar na forma de três estados patológicos — isolada, sequencial ou concomitantemente. Sintomas detalhados e os nomes dessas condições não são divulgados nas fontes citadas.
Qual é o mecanismo de formação de bolhas de gás no sangue em caso de violação do regime de descompressão?
O mecanismo de formação de bolhas de gás deve-se à transição dos gases sanguíneos (principalmente o nitrogênio) para o estado gasoso devido a uma queda abrupta da pressão barométrica.
Durante a subida rápida (violação do regime de descompressão), ocorre o seguinte:
- O gás excessivamente dissolvido não tem tempo de ser eliminado com segurança pelos pulmões.
- O nitrogênio fica retido nos tecidos, especialmente no tecido adiposo e na substância branca do cérebro.
- A solubilidade dos gases diminui e eles formam bolhas (êmbolos gasosos) diretamente no sangue e nos tecidos, o que leva à oclusão vascular.
Questões de aulas e exames
A que velocidade a pressão aumenta ao submergir na água?
A pressão externa aumenta em 1 atmosfera a cada 10 metros de profundidade. Por exemplo, a uma profundidade de 90 metros, será de cerca de 10 atmosferas.
Por que o ar comum não pode ser usado a uma profundidade superior a 100 metros?
A pressões superiores a 10 atmosferas, a solubilidade dos gases no sangue aumenta drasticamente. O excesso de nitrogênio dissolvido causa uma grave narcoses por nitrogênio.
A que profundidades a respiração com oxigênio puro é permitida?
A respiração com oxigênio puro é segura apenas a uma profundidade de até 20 metros. A grandes profundidades, ele exerce uma ação tóxica, causando cãibras musculares.
Por que o hélio é introduzido nas misturas respiratórias?
O hélio é utilizado para mergulhos em águas profundas, pois praticamente não se dissolve no sangue. Isso permite prevenir totalmente o risco de narcoses por nitrogênio.
O que mais estudar sobre o tema
- Mecanismos de solubilidade dos gases nos fluidos corporais durante a alteração da pressão
- Bases fisiopatológicas da narcoses por nitrogênio
- Efeito tóxico de altas concentrações de oxigênio no sistema nervoso
- Princípios de cálculo da pressão parcial de gases para misturas respiratórias
- Processos fisiológicos durante a descompressão em câmara hiperbárica
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