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livello elementare
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ARGOMENTO: SUBACQUEA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: DIDATTICA
parole chiave: saturazione, OTS, scientific diving
Il nostro organismo si è adattato a vivere nelle condizioni ambientali tipiche del nostro pianeta e, in particolare, a respirare una ben precisa miscela composta principalmente da azoto ed ossigeno alla pressione di un’atmosfera. Di questi gas l’ossigeno ha una funzione metabolica, ossia è utilizzato dalle cellule, l’azoto è inerte e si discioglie nei tessuti, secondo la legge di Henry, fino a saturarli.
Finché rimaniamo in superficie il sistema è in equilibrio, ossia i tessuti rimangono saturi e l’azoto contenuto nell’aria viene ventilato senza aumentare ulteriormente la sua concentrazione nei tessuti.
Quando ci immergiamo le cose cambiano perché la pressione che ci circonda aumenta in modo lineare con la profondità di circa un’atmosfera ogni 10 metri. Di conseguenza aumentano le pressioni parziali dei gas costituenti la miscela respiratoria. I gas inerti, che non partecipano al metabolismo, si disciolgono nei tessuti del nostro corpo finchè un nuovo equilibrio è raggiunto.
A seconda del tipo di gas inerte e del tipo di tessuto occorrono tempi variabili ma prima o poi si raggiunge un nuovo stato di saturazione oltre il quale la tensione dei gas disciolti non aumenta più indipendentemente dalla durata dell’immersione. In base a questo principio, una volta che il subacqueo è saturato, potrà rimanere ad una data profondità per un periodo di tempo teoricamente illimitato e fare una decompressione finale che sarà considerevolmente meno lunga della somma delle singole decompressioni che si sarebbero dovute fare nel caso il tempo totale di immersione fosse stato ottenuto mediante multiple immersioni singole.
Ovviamente effettuare immersioni in “saturazione” richiede metodologie ed infrastrutture complesse e ben diverse da quelle utilizzate dai subacquei sportivi con costi considerevoli che sono giustificati solo da un uso professionale dei subacquei.
L’OFF-SHORE
Un classico campo di impiego è nel supporto alle operazioni di perforazione offshore per petrolio e gas naturale ove i subacquei hanno funzioni di messa in opera, controllo e manutenzione dei sistemi sommersi connessi all’estrazione di idrocarburi.
Per consentire il lavoro in sicurezza dei subacquei questi sono ospitati all’interno di navi specificatamente progettate per operazioni in saturazione. Il cuore del sistema è un ambiente costituito da più camere iperbariche collegate tra loro dove i subacquei mangiano, dormono e spendono il tempo tra un’immersione e l’altra rimanendo sempre ad una pressione equivalente alla profondità operativa di saturazione; questa pressione è detta “pressione di stoccaggio” ed è attentamente controllata. Normalmente un ciclo completo di lavoro si svolge in circa 28-30 giorni durante i quali i subacquei rimangono nel loro habitat e vengono trasportati alla quota operativa mediante un’apposita “campana” che è una piccola camera iperbarica che si connette all’habitat principale e viene poi calata sul fondale.
La cosa essenziale è che la pressione rimanga sempre sotto controllo, una decompressione accidentale sarebbe catastrofica e purtroppo vi sono stati alcuni tragici incidenti nei quali i subacquei sono rimasti vittime di una perdita di integrità della connessione tra la campana e l’habitat. Al termine del ciclo d’immersione i subacquei iniziano una lunga decompressione, della durata di diversi giorni, che li riporta lentamente e progressivamente alla pressione ambiente in superficie e, finalmente, possono uscire dall’habitat.
Le immersioni in saturazione coprono un tipico intervallo di profondità che si estende da 30 a 300 metri. Per le profondità più elevate la miscela respiratoria contiene una percentuale rilevante di elio in sostituzione dell’azoto in modo da eliminare problemi di narcosi. L’elio è caratterizzato da un’elevata capacità di trasmettere il calore e, di conseguenza, l’ambiente iperbarico deve essere mantenuto ad una temperatura alta, attorno ai 30 oC, per garantire il confort termico dei subacquei. Un altro problema con l’uso dell’elio è che la velocità del suono è più elevata (circa tre volte) che nell’aria e le voci dei subacquei sono fortemente distorte con un’esaltazione di toni più acuti. Per ovviare al problema, che può rendere i messaggi vocali inintelligibili, oggi sono disponibili sistemi elettronici di correzione. Tuttavia, spesso i supervisori dell’immersione, dai quali dipende la sicurezza dei subacquei, preferiscono ascoltare le voci senza correzioni elettroniche confidando sulla loro esperienza che li rende capaci di interpretare quanto viene detto.
Uno dei rischi maggiori per i subacquei in saturazione è di dover abbandonare la nave appoggio in caso di emergenza. Ovviamente uscire dall’habitat è impossibile se non dopo una lunga decompressione. Le navi appoggio sono perciò dotate di speciali “scialuppe iperbariche” dove i subacquei possono essere trasferiti ed iniziare una decompressione di emergenza anche dopo aver abbandonato la nave. Un’ultima importante considerazione è che se un subacqueo necessita di cure mediche mentre è in saturazione sarà il personale sanitario a dover entrare nell’habitat ed effettuare le necessarie cure. Per questo motivo i subacquei sono sottoposti ad un attento esame prima di entrare in saturazione al fine di escludere la presenza di problemi medici preesistenti. Con la diffusione del COVID-19 questo screening iniziale è divenuto ancora più importante viste le condizioni estremamente confinate nelle quali si vive durante la saturazione.
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
