TOSSICITA' DELL'OSSIGENO

Argomento che si può definire abbastanza scottante, viste le notevoli implicazioni che questa caratteristica dell'ossigeno, ovvero di diventare tossico per l'organismo in determinate condizioni, si riflette in maniera imprescindibile sui limiti, in termini sia di profondità che di tempo, che dovremo dare alle nostre immersioni. E per quanto non ci si faccia molto caso, ritenendolo sempre un problema che può capitare "agli altri, ma non a me", in realtà è un problema che interessa obbligatoriamente tutti...non solo i tek divers o chi è solito fare imersioni impegnative che esulano dal ricreativo, ma riguarda anche i "rec divers" che scendono in NITROX.
Diventa a questo punto (oltre ovviamente a seguire corsi specifici) essenziale conoscere esattamente la composizione della miscela con cui ci immergeremo, per poterne stabilire e rispettare quindi i suoi limiti operativi.

L'argomento è sicuramente molto vasto e a tutt'oggi per certi versi ancora discussoc e quindi non pretendiamo qui di darne una trattazione esaustiva, ma solo alcuni punti di riferimento.

Iniziamo subito col dire che l'ossigeno in realtà non ha un limite di "profondità" a cui può essere utilizzato in sicurezza e oltre il quale può dar luogo a tossicità. Questo limite invece è in funzione della Pressione Parziale dell' Ossigeno (pPO2). Una volta conosciuto codesto limite potremo ricavare la profondità limite per ogni miscela, vedendo che questa può essere la più disparata, a seconda della frazione di O2 contenuta in essa.

Facciamo un esempio. Il limite di tosscità al Sistema Nervoso Centrale (vedi oltre) si può considerare fissato in 1,6 bar di pPO2, secondo i limiti NOAA di cui appresso.

Dato questo limite vediamo come....

• l'Ossigeno puro (100% O2 nella miscela) diventa tossico a 6mt, dove avremo una pressione assoluta di 1,6 bar (1 di aria, 0.6 dell'acqua)





• l'Aria (21% O2 e 79% N2) diventa tossica a 66mt (7,6ata)





• l'EAN32 (32% O2 e 68% N2) diventa tossico a 40mt (5ata)





• l'EAN36 (36% O2 e 64% N2) diventa tossico a 34mt (4.4ata)

Quindi come si può chiaramente intuire il limite è ampiamente variabile in funzione della miscela respirata, il che ci permette quindi di poter stabilire che esiste una Best Mix per una determinata immersione che mi permetta contemporaneamente di:

• mantenermi entro i limiti di tossicità
  
  
• massimizare la frazione di O2 in modo da ridurre l'N2 per l'mitare sia l'assorbimento di questo che la narcosi

TOSSICITA’ DELL’OSSIGENO

Ø O2 è il gas che permette la sopravvivenza delle cellule dell’organismo
Ø In ambiente normobarico la pressione parziale di tale gas nell’aria che respiriamo è pari a 0,21bar.
Ø Al di sotto di tale pressione si incorre nell’ipossia, problema veramente trascurabile per immersioni ricreative/avanzate.
Ø Problema di cui tener conto in immersioni tecniche in cui si utilizzino miscele ipossiche a 1ata
Ø Al di sopra di 0,21 bar si incorre, a partire da pressioni parziali di 1,6 bar nell’IPEROSSIA
Ø Problema riguardante immersioni profonde in aria o immersioni in nitrox

IPEROSSIA AL SNC (acuta)

Ø Si manifesta quando l’ossigeno viene respirato a pressioni parziali troppo elevate o per tempi di esposizione eccessivi (vedi tabella NOAA)
Ø Il cosiddetto “CNS clock” indicato dagli studi NOAA ci indica il tempo massimo di esposizione ad una data PO2 per evitare l’iperossia.
Ø Chi spinge oltre questi limiti si trova in una situazione di gravissimo rischio.
Ø COME?
Ø L’ossigeno entra nell’organismo tramite la respirazione.
Ø Nei polmoni viene raccolto dal sangue (emoglobina) e trasportato ai tessuti
Ø Nei tessuti l’emoglobina cede O2 e si lega a CO2
Ø Lo scambio avviene per differenza di pressioni parziali
Ø Nel caso di iperossia l’ossigeno si trova all’interno dell’organismo in quantità troppo elevate.
Ø Alterazione degli scambi nei tessuti.
Ø L’emoglobina cede ossigeno alle cellule, ma invece di legare anidride carbonica lega nuovamente ossigeno perché la pp di quest’ultimo è superiore alla ppCO2
Ø Parte dell’ossigeno alimenta le celle, altra parte entra in soluzione nel plasma sanguigno (legge di Henry*)
Ø Risultato anidride carbonica non espulsa
Ø QUINDI?
Ø Possiamo dire che in realtà si ha un avvelenamento per eccesso di anidride carbonica dovuto ad eccessiva quantità di ossigeno presente.
Ø
* Ogni volta che un gas entra in contatto con un liquido tende a entrare in soluzione nel liquido stesso. In continuazione molecole di gas entrano in soluzione nel liquido ed altre escono dalla soluzione.Questo finche la pp del gas che entra è pari a quella del gas che esce. Quando non ci sono più scambi si dice che il liquido è saturo. Henry dice che la quantità di gas che si scioglie nella soluzione è direttamente proporzionale alla pressione parziale del gas”

SEGNI/SINTOMI

Ø La sintomatologia non appare sempre, ovvero si possono avere crisi improvvise, senza preventivo sopraggiungere di sintomi
1. Brachicardia
2. Disturbi visivi
3. Disturbi acustici
4. Visione a tunnel
5. Vertigini
6. Nausea
7. Vomito
8. Contrazione dei muscoli facciali (paralisi)
9. Sincope
10. Convulsioni
Ø Possono essere confusi con sintomi di narcosi
Ø Generalmente l’insorgenza dei sintomi precede di pochissimo una crisi convulsiva, che spesso è l’unico sintomo. FATALE
Ø Non è grave in sé ma in acqua provoca morte indiretta per annegamento
Ø Unico rimedio PREVENZIONE
Ø L’insorgenza può essere accelerata da:
1. Eccesso di anidride carbonica
2. Freddo
3. Predisposizione individuale
4. Ripetute esposizioni*
Ø In caso di insorgenza di sintomi/crisi, portare il sub a profondità inferiore
Ø Uscita immediata dall’acqua
Ø Il soccorritore corre egli stesso il rischio di crisi

*al contrario di quello che succede con la narcosi, ovvero la capacità dell’organismo di adattarsi alla narcosi con ripetute immersioni profonde, la ripetuta esposizione ad elevate pressioni parziali di ossigeno per lunghi tempi provoca sensibilizzazione e quindi un possibile insorgere di crisi a pressioni anche inferiori a 1.6ata

IPEROSSIA POLMONARE (cronica)

Ø Non pertinente alla subacquea ricreativa/avanzata/tecnica
Ø Si ha in caso di lunghissime esposizioni a pressioni parziali di ossigeno anche non elevate, basta che siano >0,5 ata (es. lavori in saturazione, terapie ricompressive, remote possibilità anche per decompressioni molto prolungate)
Ø Sintomi: dispnea,tosse secca
Ø Sospendere la somministrazione di ossigeno a pressioni parziali superiori a 0,21 bar
Ø La sensibilità a tale sindrome aumenta proporzionalmente all’aumentare delle esposizioni.

Questo giusto per capire un attimo il meccanismo con cui si innesca la tossicità.

Quanto alla domanda da cui siamo partiti, concludiamo dicendo che la maggior parte degli studi in materia sono stati fatti dalla immancabile US Navi, dalla Royal Navy e dal NOAA.Da tali ricerche, del NOAA in particolare,si è giuti a stabilire 1,6 bar come il "limite di esposizione a pPO2 per immersioni lavorative". Il limite in realtà è DUPLICE, perchè oltre che dalla pPO2 si è limitati anche dal tempo di esposizione a tali pressioni, secondo la tabella NOAA seguente:

Come si vede chiaramente dalla tabella, a 1,6 bar di pPO2 il tempo di esposizione può essere di soli 45 minuti, trascorsi i quali è altamente probabile l'insorgenza di una crisi convulsiva.

D'altro canto NESSUNO POTRA' MAI GARANTIRVI CHE A 1,6 bar DI pPO2 FILI SEMPRE TUTTO LISCIO. TALE LIMITE E' DA CONSIDERARE FORTEMENTE SOGGETTIVO E PER QUESTO ANDREBBE EVITATO.

A ben vedere la maggior parte delle didattiche ricreative, nei loro corsi NITROX scindono il limite di esposizione all'ossigeno in due: un limite che potremmo definire operativo, che solitamente è fissato a 1,4 bar pPO2 ed un altro di emergenza che è appunto il fatidico 1,6. tabella alla mano vedrete subito che a 1,4 bar il limite "vola" a 150 minuti... di certo molto più sicuro per la maggiorparte dei sub che solitamente si accorgono della profondità a cui si trovano solo quando cozzano contro il fondo. E' quindi comprensibile che didattiche come PADI, SSI e altre pongano la barrirera operativa dei NITROX a 1,4 bar, dimodo che anche il subaqueo mediamente sbadato (e vi posso garantire che sono la maggioranza) sfori tale limite, si trovi comunque ancora all'interno di un certo margine di sicurezza.

D'altro canto didattiche tecniche "pure" (ossia fuori dal mercato del ricreativo) fissano il limite di utilizzo dell'ossigeno proprio a 1,6 bar. Tale scelta, se da alcuni non condivisibile, trovo si perfettamente comprensibile, vista la tipologia di immersioni (e di subacquei) a cui tali didattiche si rivolgono. Il subacqueo tecnico, ha (o dovrebbe avere, lo si spera per lui) la mentalità e la capacità di rispettare rigorosamente i limiti. Se l'immersione è pianificata a 60mt, poniamo caso, tale limite sarà invalicabile, nè saranno scusanti la profondità, la narcosi o il tesoro che si trovava soli 5 metri più sotto. Esiste un solo limite, ed è sempre contingente. Bene se veramente si ragiona con persone di tal fatta e realmente precise nell'eseguire le pianificazioni, allora è comprensibile poter "spingere" al limite sulla pPO2 per poterne spremere tutti i vantaggi in dermini di aumento dei tempi di fondo, ridotto assorbimento di N2 e quant'altro.

Un'ulteriore situazione di compromesso, intelligentemente dettata dalla differenza di situazioni fsiche in cui si trova il subacqueo è quella di limitare l'utilizzo di miscele a pPO2 1,6 bar solo nelle fasi di decompressione, in cui, appunto, il subacqueo è in condizioni quasi di riposo e può quindi sopportare più facilmentetali pressioni elevate, limitando invece la pPO2 a concentrazioni più basse nella parte di fondo, o comunque operativa dell'immersione.

PULIZIA A OSSIGENO - Le fasi di lavaggio

PRELAVAGGIO

Le tecniche per il prelavaggio dei componenti sono simili alle tecniche standard utilizzate nelle normali procedure di manutenzione effettuate dai centri specializzati in attrezzature subacquee. Tutti i componenti vengono smontati e sottoposti a bagni acidi, alcalini o detergenti per rimuovere tutte le impurità superficiali. Componenti di una certa dimensione, come parti di compressori o booster possono essere trattati con uno o più cicli di una comune lavastoviglie. Riuscire a rimuovere con successo tutti gli elementi contaminanti è più importante del particolare metodo di prelavaggio utilizzato.

LAVAGGIO INTERMEDIO

La fase successiva di lavaggio intermedio viene a volte omessa o combinata con la fase finale di lavaggio e assemblaggio, in funzione del grado di pulizia richiesto e del grado di efficacia raggiunto nella fase di prelavaggio. Mentre i bagni acidi e alcalini hanno la funzione di eliminare varie impurità tra le quali anche alcuni grassi e olii, questa fase ha come scopo primario quello di sgrassare completamente i componenti. Le procedure utilizzate includono il lavare, strofinare e asciugare usando bagni solventi e detergenti, cotton fiock o carta assorbente. Sistema eccellente per questi propositi è quello di utilizzare una macchina per il lavaggio a ultrasuoni. Durante tutta l'operazione di lavaggio va posta attenzione anche all'esaurimento o contaminazione del prodotto utilizzato per la pulizia,sostituendolo con dell'altro nuovo, se necessario. Tutti i fluidi di pulizia vanno accuratamente rimossi con lavaggio e i componenti vanno quindi asciugati. La pulizia, l'ispezione e l'assemblaggio finali hanno lo scopo di rimuovere ogni residuo di olii, grassi, peli, particelle di ossido, granelli di sporco e altri elementi contaminanti. I componenti vanno ispezionati accuratamente per controllare il livello di pulizia e quindi protetti da ricontaminazione prima e durante il riassemblaggio. Le tecniche di ispezione prevedono principalmente l'osservazione del componente sotto una forte luce bianca. Particelle non visibili a occhio nudo sono generalmente accettabili. La quantità e la dimensione delle particelle tollerate per unità di superficie sono specificate in molti standard militari e commerciali. In questa fase gli sforzi devono essere volti al non avere particelle visibili a occhio nudo. Questo non è un livello di pulizia particolarmente difficile da ottenere, dato che generalmente i componenti sono piccoli ed accessibili. E’ possibile anche asciugare i componenti tramite degli strofinacci bianchi che non lascino peli, che possono poi essere osservati per verificare l'eventuale presenza di tracce di contaminanti. Questa tecnica è particolarmente utile nel caso si debbano controllare parti non visibili. Un ulteriore test può essere effettuato tramite l'uso di una luce "nera" o di Wood. Olii, grassi, peli e molte altre impurità, diventano fluorescenti quando esposti alla luce ultravioletta e quindi rapidamente individuati. Proteggere efficacemente i componenti puliti da ricontaminazione è importante per non rendere vani gli sforzi e il tempo speso per effettuare la pulizia. Tutto ciò che non va immediatamente rimontato può essere sistemato all'interno di bustine di plastica. Fruste e altri tubi di connessione che presentino delle aperture, possono essere tappati o protetti tramite l'apposizione della solita bustina di plastica avvolta e nastrata intorno alle aperture. E' anche ovvio che tutte le operazioni di riassemblaggio devono essere condotte in un luogo pulito; se non preesistente, va creato un ambiente dedicato con un ragionevole livello di pulizia e assenza di particelle sospese che possano contaminare i materiali.

La preparazione per servizio a ossigeno di bombole, valvole, erogatori fruste, tubi e altri tipi di connessioni e componenti per gas, è un'attività che può essere svolta all'interno della maggior parte dei centri di assistenza per le attrezzature subacquee. Vanno seguite le procedure e le raccomandazioni esposte in questo manuale e stabilite da ASTM, CGA e dalle ditte che producono equipaggiamenti.
Questo manuale riporta alcuni metodi per la pulizia degli equipaggiamenti subacquei. Non vengono invece descritte le procedure per la pulizia dei componenti dei compressori e dei booster perché richiedono un livello di pulizia molto elevato che probabilmente non sarebbe ottenibile dalla maggior parte dei centri subacquei. Comprimere ossigeno comporta dei rischi aggiuntivi oltre ad un aumento dei rischi generali; questo tipo di pulizia non andrebbe tentata senza le opportune conoscenze e tecniche.

MANUTENZIONE

Perché un sistema preparato per ossigeno mantenga caratteristiche di sicurezza durante la sua vita operativa, è necessario che sia mantenuto in modo tale che non si verifichi la presenza di contaminanti. Le speciali precauzioni comprendono la protezione del sistema dalla polvere e da altri contaminanti quando non viene utilizzato, evitandone la contaminazione con gas non compatibili, ispezionandolo e ripulendolo periodicamente con i prodotti specifici. Le bombole, le rubinetterie, gli erogatori devono essere sufficientemente protetti dalla polvere e dall'umidità quando non sono in uso. Le vie di entrata ed uscita di gas dei sistemi dovrebbero venir protette da tappi, cappucci appositi involucri antipolvere o buste di nylon. Prima di caricare una bombola bisognerebbe far fuoriuscire una piccola quantità di gas residuo che espella qualsiasi particella di polvere o umidità fosse presente nell'orifizio della rubinetteria. L'ambiente in cui l'equipaggiamento viene utilizzato o riposto dovrebbe essere ragionevolmente pulito e libero da materiali che potrebbero essere pericolosi se esposti all'ossigeno, quali grassi o carburanti. Queste precauzioni diminuiscono sia il rischio di contaminazione del sistema che la frequenza e la difficoltà dei successivi procedimenti di pulizia. I sistemi devono inoltre essere dedicati esclusivamente all'impiego con ossigeno e con miscele ossigeno-compatibili. Se un erogatore o una bombola per ossigeno vengono impiegati con normale aria compressa da respirazione, minuscole quantità di olio del compressore si possono accumulare rendendo l'equipaggiamento non più compatibile per l'impiego con ossigeno. Bisognerebbe evitare di utilizzare sistemi alternativamente per ossigeno ed aria.Un periodico disassemblaggio, ispezione e ripulizia dell'equipaggiamento va considerato obbligatorio. La revisione annuale di bombole ed erogatori, che è uno standard nell'industria della subacquea, costituisce la migliore opportunità per ispezionare e ripulire bombole rubinetterie ed erogatori. Questa frequenza è con tutta probabilità sufficiente se le misure preventive descritte in precedenza vengono osservate. Molti subacquei tecnici preferiscono tuttavia ispezionare ed effettuare la pulizia del loro equipaggiamenti ogni sei o anche ogni tre mesi se l'equipaggiamento è utilizzato frequentemente. Ovviamente, l'equipaggiamento deve essere ispezionato e pulito anche ogni qualvolta ci sia ragione di credere che vi sia stata contaminazione. Le procedure necessarie alla manutenzione sono facilmente eseguibili; la prevenzione della contaminazione e probabilmente la più importante attività di manutenzione, in quanto diminuisce il rischio associato con l'utilizzo di ossigeno e la difficoltà del nuovo procedimento di pulizia quando questo verrà effettuato. L'ispezione periodica e la revisione dell'equipaggiamento da immersione sono già uno standard nella subacquea sportiva, e forniscono un'eccellente opportunità per la valutazione dello stato di pulizia delle componenti del sistema.

Un grasso O2 compatibile in commercio.

Dopo questa introduzione sulle tecniche di lavaggio vedremo nello specifico la bonifica di:

• Bombole
• Rubinetterie
• Erogatori

Know-how...PULIZIA A OSSIGENO - Introduzione

Da oggi dedichiamo qualche post alla pulizia per ossigeno e all'ossigenocompatibilità di materiali e attrezzature.

Per chiarirci subito le idee definiamo:

• PULIZIA A OSSIGENO: grado di pulizia del sistema o del componente, o, più specificatamente si riferisce all'assenza di contaminanti (in particolar modo quelli che possono agire come fonte di iniezione o come combustibile: olii, grassi, vernici, impronte lasciate dalle dita, ruggine, residui di solventi, particelle di metallo). Le attrezzature subacquee così come vendute dalle ditte devono considerarsi NON PULITE AD OSSIGENO, se non sia diversamente specificato, e in tal caso sia indicato il grado di pulizia. In ogni caso è quasi sempre possibile renderle tali attraverso accurati sistemi di pulizia.
• OSSIGENO COMPATIBILE: quei materiali che possono venire esposti all'ossigeno senza creare problemi. Ad esempio materiali come olii derivati da idrocarburi sono incompatibili in quanto generano un elevato pericolo di combustione. Altri si possono rivelare tali a causa dell'elevata velocità di decomposizione che presentano se esposti all'ossigeno (esempio i classici o-ring in nitrile (buna-N) che deperiscono molto velocemente in ambienti di ossigeno).
• SERVIZIO A OSSIGENO: la possibilità di un componente o di un sistema di poter essere utilizzato in ambienti contenenti ossigeno. Implica contemporaneamente pulizia e compatibilità.

Le indicazioni che seguono si basano su quanto scritto in "Mixed Gas Diving" di Bret Gilliam et al., ristampa 2002.

Alcune avvertenze prima di cominciare:

1. Sono state volontariamente omesse informazioni contenute nel testo originale relative a prodotti e solventi per la pulizia, in quanto ritenute da noi potenzialmente pericolose per la persona ed in alcuni casi in quanto trattasi di prodotti fuori legge per la loro elevata capacità di contaminazione/danneggiamento dell'ambiente. Ne daremo comunque indicazione separata, con i dovuti commenti.
2. Questo manuale deve essere considerato un ausilio tecnico integrativo per i subacquei esperti. Non vuole essere per tanto un testo esaustivo sulla miscelazione dei gas, sulla progettazione dei sistemi o sulle procedure di pulizia per ossigeno. Prima di applicare le informazioni qui presentate, è indispensabile acquisire la necessaria preparazione e rivolgersi ad esperti e consulenti qualificati. Per quanto riguarda la compatibilità dei prodotti ed il loro utilizzo per Nitrox, Trimix ed ossigeno ad alta pressione, si prega di seguire le istruzioni dell'azienda costruttrice delle apparecchiature. Gli istituti cui si fa riferimento nel testo modificano le raccomandazioni relative all'aria arricchita di ossigeno, man mano che si rendono disponibili nuove informazioni a seguito dei continui test ed esperimenti, e le procedure che comportano l'uso di detergenti e soluzioni chimiche sono aggiornate di conseguenza. Occorre, quindi, mantenersi aggiornati, consultando le pubblicazioni più recenti per sapere quando si rendono disponibili nuove informazioni e poterle applicare alla metodologia usata. Il trattamento e l'uso improprio di questi prodotti può comportare notevoli rischi ed avere conseguenze fatali.