Torna all'indice

di Tecnica & Medicina

Sono due le leggi fondamentali della fisica dei gas che ogni subacqueo deve conoscere prima di effettuare immersioni con l'ARA: la Legge di Boyle e quella di Henry, che sono fondamentali per comprendere quello che accade al nostro organismo, quando siamo in immersione.

Legge di Boyle e Mariotte: "A temperatura costante, il volume di una certa quantità di gas, è inversamente proporzionale alla pressione a cui viene sottoposto."

L'enunciato, è molto semplice e porta a delle considerazione pratiche: innanzi tutto, per effetto della riduzione del volume dei gas, l'assetto idrostatico varia moltissimo in relazione alla profondità che raggiungiamo.

Bisogna tenere presente inoltre, che non solo l'organismo ma anche il materiale con cui è costruita la muta (neoprene) è composto in gran parte d'aria, racchiusa in particolari strutture cellulari e quindi è particolarmente sensibile alla riduzione del volume dei gas.

Per questi motivi prima dell'impiego del giubbetto equilibratore idrostatico (GAV) occorreva cercare un buon compromesso dell'assetto in immersione regolando la respirazione e questo era uno degli indicatori dell'abilità acquatica di un subacqueo.
Il giubbetto idrostatico ha in parte risolto questa difficoltà, consentendo di ottenere quello che si definisce "assetto neutro", ma per ottenerlo è necessario in ogni caso imparare a dosare perfettamente la cintura di piombi, per evitare di sovraccaricarsi di zavorra inutile o, al contrario, di non riuscire a contrastare la spinta positiva in prossimità della superficie a bombole scariche.

Bisogna sempre ricordare di gonfiare il GAV durante la discesa e di scaricarlo in risalita. Il motivo è evidente: in questa seconda fase, per effetto delle diminuzione della pressione, l'aria contenuta nel GAV si espanderà e aumenterà il proprio volume e, inesorabilmente, tenderà ad accelerare eccessivamente l'ascesa, con gravi rischi per l'incolumità del subacqueo.

A questo fenomeno fisico è legato il più grave incidente che può colpire un subacqueo: l'E.G.A. (Embolia Gassosa Arteriosa) o embolia traumatica (detta anche sovradistensione polmonare).
Quest'evento drammatico colpisce gli incauti che durante la risalita, sospendono la respirazione: per effetto della diminuzione della pressione, l'aria contenuta nei polmoni aumenterà il proprio volume fino a lacerare i tessuti che la contengono. Gli effetti di questo fenomeno, come facilmente si può intuire, sono sempre letali.

Una regola fondamentale che tutti debbono ricordare è che sott'acqua non bisogna mai, per nessun motivo trattenere il respiro (tranne che in apnea, naturalmente) soprattutto durante la risalita, che dovrà essere effettuata a non più di 10 metri al minuto.

L'apprendimento di queste regole non può prescindere da un'opportuna pratica sotto gli occhi vigili di un istruttore qualificato. Il condizionamento alla respirazione subacquea deve avvenire in acque confinate (piscina) molto basse, prima di affrontare le prime escursioni in mare.

Legge di Henry: "Un gas, che esercita una pressione sopra la superficie di un liquido, vi passa in soluzione finché avrà raggiunto in quel liquido, la stessa pressione che vi esercita sopra, se la pressione del gas premente diminuisce a valori inferiori a quelli assunti dal gas in soluzione, questo si libera finché avrà raggiunto di nuovo l'equilibrio".

Quest'enunciato è d'importanza fondamentale per capire cosa accade all'organismo in termine di saturazione e desaturazione dei gas quando si scende in profondità equipaggiati con ARA e, soprattutto, ai fini della sicurezza e dell'insorgere d'eventuali embolie gassose, quando si risale in superficie.

Bisogna ricordare che l'aria atmosferica che si respira è composta da una miscela di gas, due dei quali partecipano agli scambi alveolari (ossigeno ed anidride carbonica) mentre gli altri, fra cui l'azoto (che costituisce circa il 78% di tutta la miscela), sono definiti inerti perché sono assunti ed espirati senza subire trasformazioni all'interno del nostro organismo.

Soltanto i gas inerti (e quindi soprattutto l'azoto) interessano ai fini dell'applicazione pratica della legge di Henry.

Nella nostra vita aerea, siamo saturi d'azoto per circa 1 atmosfera, e possiamo considerare poco indicative le eventuali variazioni di pressione, che invece diventano imponenti nel momento in cui scendiamo in acqua (ogni 10 metri di colonna di liquido aggiunge  1 atmosfera a quella che grava sulla superficie del mare).

Durante la discesa, l'azoto che viene inspirato aumenta la sua pressione parziale in modo proporzionale a quella esterna e, come dice l'enunciato di Henry, si trasferisce dai polmoni al sangue in forma liquida. Questa fase si chiama di "saturazione" e termina nel momento in cui, raggiunta una determinata quota per un periodo sufficientemente lungo, la pressione dei gas inerti all'interno del corpo è pari a quella esterna (equilibrio pressorio).

Durante la risalita avviene il fenomeno inverso e l'azoto in eccesso torna allo stato gassoso, attraversa il sistema venoso e viene eliminato attraverso la respirazione, in modo asintomatico, a condizione che vengano rispettati i giusti tempi di ascesa e delle eventuali soste di decompressione.

L'esempio della bottiglia di spumante è molto calzante ed è adottato dalle didattiche di tutto il mondo: all'interno della bottiglia di spumante vi è disciolto del gas sotto pressione (CO₂ in questo caso); nel momento in cui il tappo della bottiglia viene tolto, l'anidride carbonica ritorna al suo stato gassoso e perciò tende a fuoriuscire con violenza dal suo contenitore. Se quest'operazione è fatta con estrema cautela, si può evitare la fuoriuscita dello spumante, proprio come nell'organismo si può evitare la violenta fuoriuscita dell'azoto. Attenzione però: le disattenzioni e le imprudenze si possono pagare con l'embolia gassosa!

Una volta usciti dall'acqua la desaturazione non sarà ancora terminata, per questo motivo una seconda immersione dovrà essere affrontata utilizzando delle particolari tabelle che tengono conto dell'azoto residuo per calcolare il massimo tempo di permanenza possibile a determinate profondità.

Torna in cima alla pagina