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livello elementare
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ARGOMENTO: SUBACQUEA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: DIDATTICA
parole chiave: Immersioni in acque fredde
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Impatto sui subacquei
Il primo effetto dell’immersione in acque fredde è lo stimolo dei recettori del freddo che sono posizionati sulla pelle, nell’ipotalamo e nella colonna spinale. L’attivazione del sistema di termo regolazione corporea innesca una serie di reazioni come l’aumento del ritmo cardiaco e respiratorio, una marcata vasocostrizione periferica con spostamento del sangue verso gli organi centrali, aumento della tensione muscolare (ecco spiegato quel senso di “rigidità” che spesso è associato al sentire freddo) e aumento del metabolismo. Queste reazioni fisiologiche sono finalizzate principalmente a proteggere gli organi vitali riducendo la perdita di calore delle parti interne del nostro corpo. Vediamo quale impatto questi cambiamenti hanno sul subacqueo.
Aumento del ritmo respiratorio: la respirazione diviene rapida ma superficiale con ridotta efficienza. Proprio l’opposto di quello che dovrebbe essere durante un’immersione.
Riduzione dell’apnea: in acque più fredde di 15 oC la capacità di rimanere in apnea è ridotta a circa 1/3 del normale.
Aumento del battito cardiaco e del metabolismo: un effetto rilevante è il corrispondente aumento del consumo di ossigeno con ovvio impatto sulla durata dei gas respiratori. In particolare l’aumento del consumo metabolico di ossigeno è da considerare con attenzione quando si usano i rebreather.
Immersione nel lago di Velenie, Slovenia da http://pixabay.com/en/scuba-diving-new-year-slovenia-753009/File:Lake Velenje scuba diving 2010 2.jpg – Wikimedia Commons
Vasocostrizione periferica: Le parti più esterne del corpo subiscono una forte riduzione in vascolarizzazione attiva in modo da trasformarsi in barriera isolante per ridurre la perdita di calore interno. Purtroppo tale effetto è associato con una marcata riduzione di sangue nelle estremità con perdita di sensibilità e destrezza delle mani. Essere esposti ad acqua a temperatura di 8 oC causa una sostanziale perdita di sensibilità in meno di due minuti ed una perdita delle capacità manipolative del 45% dopo 20 minuti. Immersioni di 15 minuti in acqua a 7oC causano una riduzione della capacità del pollice opponibile del 44%. Per un subacqueo la perdita di manualità può impedire di eseguire tutta una serie di importanti operazioni, come ad esempio controllare le valvole del GAV e della muta stagna, a discapito della sicurezza.
Centralizzazione del flusso circolatorio: questo effetto stimola i recettori di pressione sanguina innescando una risposta renale con soppressione dell’ormone anti-diuretico atta a ristabilire una corretta pressione stimolando la diuresi (fino a 350 ml/h). Questa eccessiva diuresi può causare una riduzione del volume del plasma fino al 18% con conseguente aumento della densità del sangue. Un sangue più denso aumenta la probabilità di coaguli e di conseguenza espone il subacqueo ad un maggior rischio di problemi decompressivi.
Tempi di reazione: il freddo causa uno stress psicologico con un marcato decremento delle capacità di reazione agli stimoli. In un certo senso il sentire freddo distrae allungando i tempi di reazione.
Funzioni cognitive: una serie di test hanno dimostrato una diminuzione nella capacità di ricordare informazioni dopo 50 minuti di immersione in acqua a 4.4 oC. Una generica riduzione delle funzioni cognitive è associata con l’esposizione ad acqua fredda.
Impatto sull’attrezzatura
Joule-Thomson coefficients for various gases at 1.013 bar (full scale); data source http://webbook.nist.gov/chemistry/fluid/ File:Joule-Thomson curves 1.svg – Wikimedia Commons
Oltre al nostro corpo anche l’attrezzatura usata perde calore quando immersa in acqua; in breve tempo bombole, erogatori e GAV avranno la stessa temperatura dell’ambiente circostante. Un problema che si può manifestare è dovuto ad un fenomeno fisico detto “Joule-Thomson” per il quale un gas in espansione si raffredda; quando il gas respiratorio contenuto ad alta pressione nelle bombole transita attraverso il primo ed il secondo stadio dell’erogatore si espande e se la temperatura ambiente è molto bassa il vapore acqueo residuo può trasformarsi in ghiaccio causando problemi all’erogatore. In acque estremamente fredde si può anche avere formazione di ghiaccio attorno al primo stadio che ne rimane incapsulato. Per limitare questi problemi esistono degli erogatori specifici per acque fredde con una membrana di protezione che isola il meccanismo interno del primo stadio dall’ambiente circostante riducendo la probabilità di formazione di ghiaccio. Quando molto freddi, diversi materiali, soprattutto plastici e gommosi, divengono rigidi, fragili, perdono elasticità e sono maggiormente esposti a stress meccanici. Ad esempio quando gli o-ring possono perdere parte della loro capacità di tenuta come pure le guarnizioni di collo e polsi delle mute stagne.
La durata delle batterie è ridotta in ambienti molto freddi e di questo bisogna tenere conto quando si usano luci e computer subacquei. Sistemi più complessi, come i rebreather, sono anche più sensibili alle basse temperature e spesso i costruttori indicano chiari limiti in termini di minima temperatura operativa.
Schema di team subacqueo 1a = subacqueo all’estremità della braga, 1b = gestore dell’immersione che tiene la braga, 1c = supporto esterno, 1d = braga principale per comunicazione, orientamento e salvataggio, lunghezza ~ 50-100m), 2a = subacqueo di salvataggio (standby completamente attrezzato), 2d = seconda braga, 3 = copertura del ghiaccio, 4 = picchetti per fissare le estremità della braga, 5 = Apertura nella copertura del ghiaccio. – autore Thomei08 Ice diving 4team-p.svg – Wikimedia Commons
Alcune precauzioni limitano l’impatto del freddo sui materiali:
- Mantenere l’attrezzatura protetta in un ambiente caldo fino a poco prima dell’utilizzo.
- Usare erogatori espressamente costruiti per acque fredde.
- Avere cura nel far asciugare bene gli erogatori prima del successivo utilizzo così da evitare la formazione di ghiaccio. In immersioni consecutive, ove non è possibile far asciugare gli erogatori, proteggerli dall’ambiente freddo.
- Evitare di respirare negli erogatori “a secco” per ridurre la formazione di condensa che potrebbe poi trasformarsi in ghiaccio.
- Durante l’immersione evitare di usare il pulsante di erogazione, ad esempio per riempire un pallone di sollevamento, perché il flusso elevato aumenta l’effetto Joule-Thomson facilitando il congelamento dell’erogatore.
- Evitare di esporre i materiali a shock termico; ad esempio non versare acqua molto calda sulle parti ghiacciate per scongelarle.
Immergersi in inverno ed in acque fredde è senz’altro possibile ed interessante ma occorre essere in grado di comprenderne i potenziali rischi e gestirli adeguatamente. Il freddo infatti ha un marcato impatto sia sulla fisiologia dei subacquei che sulle attrezzature.
Ancora una volta un buon livello di preparazione, adeguata esperienza e prudenza sono i capisaldi per una piacevole e sicura immersione anche in acque fredde.
Giorgio Caramanna
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geologo (PhD) ed oceanografo, ha fondato la società di consulenza GeoAqua nel 2015 anche al fine di condividere la sua esperienza di ricercatore e subacqueo scientifico, sensibilizzando l’opinione pubblica sui principali problemi ambientali. In possesso di una notevole esperienza in idrogeologia e geochimica ed oltre quindici anni di esperienza come subacqueo scientifico in una varietà di ambienti ha condotto diverse attività di ricerca ed è sttao delegato del gruppo europeo di immersioni scientifiche. Ha lavorato come ricercatore presso molte istituzioni internazionali operando in ambienti multidisciplinari con diverse università. È autore di più di cinquanta articoli ed è revisore di riviste internazionali. Attualmente lavora negli Stati Uniti collaborando come consulente al Woods Hole Oceanographic Institution. Nel 2018 ha ricevuto il Tridente d’oro dell’Accademia Internazionale di Scienze e Tecniche subacquee. Non ultimo è main reporter di OCEAN4FUTURE dagli Stati Uniti
Grazie per i contenuti dell’articolo. Aggiungo che il freddo n decompressione è il principale fattore di rischio per incidente da decompressione. Aumenta la infiammazione (che sempre si innesca in immersione). Tra le misure preventive la principale è una buona protezione termica (giubbotto riscaldante da attivare all’inizio della risalita secondo il principio “fresco” in discesa, “tiepore” in risalita. Cordialmente, Pasquale Longobardi (Presidente SIMSI http://www.simsi.it)