Un'apparente contraddizione?...piu' probabile che non afferri il concetto,io

[mumble]

Mi è stato prestato il bel libro "Deco for divers"...ma x venire a noi.Mi sembra ci sia una contraddizione fra quanto scritto sulla Supersaturazione critica (pg 46):...Tuttavia vi è un limite a quanto possiamo tollerare nella differenza tra la tensione tissutale(di inerte) e la pressione ambiente.Questo limite è conosciuto come supersaturazione critica.Una volta che la pressione di gas inerte in un tessuto raggiunge la supersaturazionecritica esso inizia a formare bolle...ed ancora piu' avanti:a supersaturazione critica è il rapporto tra la tensione tissutale di gas inerte e la pressione ambiente.Vi è un valore massimo,o valore M,che possiamo consentire di raggiungere a questo rapporto...Workmann riconobbe che l'originale rapporto di 2:1 di haldane era in realta' un rapporto di 1,58 se si cosiderava solo la pressione parziale di azoto,il gas inerte nell'aria...ed adesso arrivo alla "apparente" contraddizioe ,o meglio cio' che io non capisco...parlando della "finestra ossigeno"( a pag 66)...scive:La formazione di bolle è differente dall'eliminazione di gas in quanto per la formazione delle bolle dobbiamo considerare tutte le pressioni dei gas insieme(percio' anche l'ossigeno ?)quando calcoliamo il rapporto di supersaturazione.Se la somma di tutte le pressioni dei gas eccede il valore M allora le bolle inizieranno a formarsi...Quindi ogni gas agisce indipendenmente dagli altri gas x quanto riguarda l'eliminazione del gas,ma essi agiscono insieme quando si tratta di formare bolle.Cio' significa che la riduzione della pressione complessiva derivante dall'assorbimento di ossigeno riduce la pressione totale di gas che a sua volta riduce il rapporto di supersaturazione comportando una meno probabile formazione di bolle...
dopo tutto questo, pongo la domanda,che è anche quello che non riesco a capire:il rapporto di sovrasaturazione(x non formare le bolle) è fra la tensione tissutale degli inerti e pressione ambiente O fra tensione totale dei gas ,percio' comprensivo dell'Ossigeno e pressione ambiente?

[principiante]

In effetti a leggere quello che hai riportato, anche a me, sembra che ci sia "un'apparente contraddizione"... strano che nessuno ti abbia risposto, nonostante le numerose visualizzazioni... Speriamo nella disponibilità, che di solito in questo forum c'è.Sicuramente ci sono validi sub con una validissima preparazione teorica e pazienza a spiegare e rendere comprensibili concetti anche ostici... Aspettiamo e speriamo con fiducia

[GardaReb]

Haladane aveva presupposto sperimentalmente che 10m fossero il limite massimo per la formazione di bolle, RIEMERGENDO IN SUPERFICIE, per un subacqueo in saturazione respirante ARIA.

Questo significa che il valore M (adimensionale) considerando l'ARIA UN GAS, sia 2:

pressione a 10m aria / pressione a 0m aria

Considerando il solo azoto il valore M=2 diventa M=1,58, derivato da cosa?

pressione parziale AZOTO a 10m (0,79x2=1,58) / PRESSIONE AMBIENTE a zero m

Attenzione!!! non pressione azoto a 0m.



Con ean32 cosa avresti?

Qual'è la quota alla quale respirando ean32 hai un rapporto, all'emersione (0m) =1,58?

(100-32)/100*X=1.58

X=1.58/0.68 X=2,32 Profondità= 13,2m.



Quindi fa sempre fede la PRESSIONE AMBIENTE, PRESSIONE DELL'ACQUA ALLA QUOTA X.

[mumble]

Grazie Gardareb x tua risposta...ma la mia perplessità rimane,xché da quanto ho cercato di riportare,mi sembra che sorga una differenza nel calcolare il rapporto di sovrasaturazione...nel conto x non fare nascere le bolle,mi sembra che una volta venga preso in considerazione il rapporto fra solo i gas neutri e l'ambiente ...e l'altra volta ,invece ,gli insieme delle pressioni parziali di tutti i gas nella miscela(cioè comprensivo della pressione parziale dell'ossigeno) e la pressione ambiente...anzi la o.w. funziona non x destaurare i gas neutri ma x non fare crescere le bolle xché nel conto del rapporto M è tenuto conto di TUTTE le pp. e venendo a mancare nel sangue venoso una parte di O2,questo comporta una pressione TOTALE dei gas minore ,che ha come conseguenza l'abbassando del rapporto M, fra pressione TOTALE e pressione ambiente che controllo a formazione della bolle...

[GardaReb]

Domanda.

Ti fai un’immersione di qualche ora ad aria a 12m in modo da caricarti bene di Azoto.

Cambia secondo te passare poi in ossigeno puro a 12m (tanto non muori all’istante a 2,2PpO2) oppure pallonare in superficie in tempo zero?

La PpN2 comunque va a zero all’istante.

Forse con questo esempio si “visualizza” la formazione di bolle.

[RANA]

...... dopo tutto questo, pongo la domanda,che è anche quello che non riesco a capire:il rapporto di sovrasaturazione(x non formare le bolle) è fra la tensione tissutale degli inerti e pressione ambiente O fra tensione totale dei gas ,percio' comprensivo dell'Ossigeno e pressione ambiente?

A dire il vero non so se ho capito bene il tuo dubbio.
Provo a rispondere sperando di non andare fuori tema rispetto a quanto hai chiesto.

La legge di Dalton ci dice che ogni singola pressione parziale si comporta in maniera autonoma e concorre a generare per somma con le altre pressioni parziali la pressione totale.

Questa legge funziona anche quando il gas è disciolto e quindi non soggetto alla pressione comunemente conosciuta come "forza su una superficie" ma ad una "tensione" ossia alla forza del reticolo molecolare che tende ad opporsi all'ingresso delle molecole del gas nel tessuto spinte dalla pressione.
Ogni atomo dei diversi gas che respiriamo, tutti, per effetto della pressione tende ad entrare nei nostri tessuti e quindi a stabilire una propria tensione molecolare in base al tipo di tessuto, al tipo di gas, alla superficie di contatto, alla temperatura, ecc, ecc..

Fino a qui, penso che siamo tutti d'accordo.
Ogni gas si comporta in maniera autonoma in base alla propria "pressione parziale" o "tensione parziale" a seconda che parliamo di gas in forma libera o disciolto dentro i nostri tessuti quando siamo in immersione.

La formazione delle bolle avviene sempre all'interno dell'alveo della circolazione sanguinea.
Come si formano le bolle ?
La bolle (o micro bolle) per formarsi devono vincere le forze di coesione delle molecole del sangue (plasma) al fine di creare una "cava" o spazio dove riappropriarsi della forma gassosa e non più disciolta.
Questo processo si chiama cavitazione per formazione di vapore.
Normalmente le forze molecolari non permettono alla forza dei gas disciolti ossia la somma di tutte le tensioni di rompere il reticolo e formare la cava.
Ma, noi siamo vivi ed abbiamo una temperatura, sappiamo che più la temperatura è alta e più le molecole del tessuto si muovono e cercano di rompere la struttura del reticolo (vedi acqua in ebollizione, il calore è tale che l'energia rompe il reticolo e l'acqua da liquida passa a gas con formazione di bolle di vapore).
Ma non solo più la pressione è bassa e prima si ha il punto di ebollizione (l'acqua in alta quota bolle a temperature più basse.
Quindi il punto di ebollizione è un compromesso tra temperatura e pressione.
La circolazione sanguinea è molto complessa ed il sangue si trova a passare attraverso una fitta rete di capillari riduzioni per poi riaccorparsi in vasi sempre più grandi quando ritorna al cuore, tutto questo fa si per la legge di Bernulli che in alcuni punti la pressione del sangue scende a un livello tale per cui la temperatura del corpo è sufficiente a generare piccolissimi effetti di cavitazione (punti in cui la forza intermolecolare viene meno e si forma una cava di vapore).

Ora sappiamo come all'incirca si formano le microbolle.
Spero di essermi spiegato.

Ovviamente più la tensione totale dei gas disciolti è alta e più alta è la probabilità che i processi di cavitazione nel nostro corpo (che avvengono sempre anche se non andiamo sott'acqua dato che dipendono dal fatto che siamo vivi) che portino alla formazione di microbolle.

Questo ci spiega perché sono pericolosi gli sforzi a fine immersione, ogni sforzo spinge il sangue nel nostro sistema circolatorio con maggior forze e quindi aumenta i processi di cavitazione in una fase in cui le tensioni dei gas disciolti sono al massimo.

Normalmente la tensione totale dei gas disciolti è data principalmente dal solo inerte (in aria l'azoto) o dagli inerti (se respiriamo trimix elio e azoto).
Questo perché i due altri soli gas nel contesto della nostra ventilazione sono detti gas metabolici, e sono l'ossigeno e la CO2, l'ossigeno lo respiriamo e ci serve altrimenti si fermerebbe il nostro metabolismo, la CO2 non la respiriamo ma la produciamo in seguito ai processi metabolici che trasformano l'O2 on CO2.
Questi gas, in condizioni normali non possono concorrere ad alzare la tensione totale dei gas perché punto uno la Pp di O2 deve rimanere limitata per evitare l'intossicazione da O2, punto due per effetto del nostro metabolismo entra ossigeno ed esce CO2 che è molto più solubile quindi il bilancio di questo rapporto è sempre neutro o leggermente più basso (la famosa finestra dell'ossigeno)

Quindi possiamo dire che la "tensione totale" dei gas disciolti spinge alla formazione delle bolle (per quanto sopra spiegato) ma nel conteggio a determinare la forza totale è solo l'inerte dato che i gas metabolici tendono se non ad abbassare la tensione di sicuro non la alzano dato che entra O2 che è meno solubile ed esce CO2 che è più solubile.

Capito tutto questo, possiamo trarre delle conclusioni:

La tensione totale dei gas disciolti è la somma delle tensioni parziali.

La formazione delle bolle dipende dal rapporto tra tensione totale nei nostri tessuti e pressione ambiente.

Nel conteggio delle tensioni dobbiamo considerare che gli inerti alzano la tensione totale mentre i gas metabolici proprio per il fatto che vengono veicolati e trasformati dal metabolismo normalmente portano ad un leggero abbassamento della tensione - tanto che anche se uno non fa immersioni si dice che fino a quando è vivo non raggiungerà il livello massimo di saturazione dato che una piccolissima frazione è tolta dai gas metabolici (la finestra dell'ossigeno).

Ultimamente il ruolo, l'importanza della "finestra dell'ossigeno" è stata ridotta, gli effetti sono minori a quanto si pensa per il fatto che aumentare l'O2 vuol dire anche creare le condizioni in cui il tessuto endoteliale delle nostre vene ed arterie diventa più sensibile alle microbolle e quindi sviluppi più facilmente infiammazioni (PDD).

Con questa premessa, considerando il limite di questa premessa possiamo dire che se aumentiamo la percentuale di O2 e quindi di conseguenza riduciamo la percentuale di inerte proprio per il fatto che l'O2 è metabolizzato in un gas più solubile creiamo un ammanco che unito alla riduzione di frazione di inerte non respirato porta nel nostro ritorno venoso una condizione in cui le microbolle sono maggiormente sollecitate a non crescere ed in alcuni casi addirittura a ridurre cedendo l'inerte.

Ovviamente lunghe esposizioni a pressioni parziali di O2 elevate portano comunque questo gas a comportarsi come un inerte a disciogliersi ed a contribuire con la sua tensione all'aumentare della tensione totale che porta alla formazione delle microbolle, senza contare che queste esposizioni portano ad un rischio più elevato di infiammazioni dell'endotelio, e tutto questo non può essere tamponato dagli effetti della finestra dell'ossigeno dato che non tutto l'ossigeno immesso può essere metabolizzato.

Quindi si tratta sempre di mediare con una coperta troppo corta per coprire ogni situazione, da qui la necessità di considerare i concetti ma anche la capacità di gestire i concetti in maniera flessibile a seconda delle condizioni altrimenti ci si potrebbe trovare davanti a paradossi che non si riesce a capire.

Spero di essere stato utile, di non essermi allontanato da quanto hai domandato.

Cordialmente
Rana

[leuca]

Leggendo questo dibattito, sono andato a rispolverare il libro i dicato da mumbled a pag 66/67 :
La formazione di bolle è differente dall'eliminaze di gas in quanto per la FORMAZIONE DELLE BOLLE DOBBIAMO CONSIDERARE TUTTE LE PRESSIONI DEI GAS INSIEME QUANDO CALCOLIAMO IL RAPPORTO DI SUPERSATURAZIONE. Se la SOMMA DI TUTTE LE Pressioni dei gas eccede il valore M allora le bolle i inizieranno a formarsi. Quindi ogni gas agisce indipendentemente dagli altri gas per quanto riguarda l'eliminazione del gas, ma essi agiscono INSIEME quanto si tratta di formare le BOLLE. Ciò significa che la riduzione della pressione COMPLESSIVA derivante dall'assorbimento di ossigeno riduce la pressione TOTALE di gas che a sua volta riduce il RAPPORTO DI SUPERSATURAZIONE comportando una meno probabile formazione di BOLLE. La finestra di ossigeno può essere illustrata utilizzando la semplice analogia di un pentolone di patate messo a bollire sul fuoco. Quando l'acqua si riscalda e inizia a bollire vi è il rischio che l'acqua fuoriesce dal pentolone. Le patate non stanno bollendo e non contribuiscono al rischio che l'acqua bollendo tra occhi. Tuttavia, se una delle patate è rimossa avremo un volume Complessivo inferiore nel pentolone e l'acqua non trabocchera' altrettanto rapidamente.
Credo che la confusione nasca da qui'... Perciò?

[mumble]

Scusate il ritardo,ma ho riletto piu' volte le vostre interessantissime risposte ed ho cercato di comprenderle.Allora x quello che credo di aver capito:tutti i gas partecipano alla tensione TOTALE nei tessuti ma siccome l'ossigeno non satura(a queste pressioni)anzi crea la" finestra" percio' abbassa la tensione TOTALE, nei tessuti, e come conseguenza abbassa il rapporto con la pressione ambiente evitando la formazione di bolle (anche se non credo di aver capito bene l'esempio dell'acqua bollente e delle patate).
Ma a questo punto ,parlando di saturazione e desaturazione in presenza di 2 gas inerti.X evtare le bolle si prende in considerazione la somma delle due tensioni degli inerti e si calcola il valore M con la pressione ambiente...ma facciamo un 'esempio con numeri buttati li' solo allo scopo di esplicitare il concetto.Pp He 2 +PpN2 3 Pressione totale =5 ...a questo punto fino a 2,5 atm non dovrebbero comparire bolle(M=2)...ma a 2,5 quale gas desaturerebbe? L'azoto è 3 ,inizirebbe a desaturare ma non credo che con una differenza di 0,5 creerebbe bolle ,l'elio non dovrebbe essere ancora in gioco...quindi cosa succede?...
Grazie anticipatamente x la vostra pazienza

[RANA]

....Allora x quello che credo di aver capito:tutti i gas partecipano alla tensione TOTALE nei tessuti ma siccome l'ossigeno non satura(a queste pressioni)anzi crea la" finestra" percio' abbassa la tensione TOTALE, nei tessuti, e come conseguenza abbassa il rapporto con la pressione ambiente evitando la formazione di bolle (anche se non credo di aver capito bene l'esempio dell'acqua bollente e delle patate).

Non è corretto dire che l'ossigeno non satura.
L'ossigeno si comporta come tutti i gas in pressione, viene spinto in base alla sua natura ed alla natura del tessuto a cui è a contatto a disciogliersi in esso ...
Ossia è soggetto alla legge di Henry.
Bisogna solo tenere presente che l'O2 è il gas metabolico per eccellenza.
Questo fatto va visto sotto due punti di vista.
Il primo: l'O2 è un gas estremamente reattivo, ci da la vita ma se troppo ci ammazza pertanto la pressione parziale dell'O2 non può mai essere elevata, pertanto anche la sua capacità di saturare è minore, inoltre essendo un gas metabolico viene veicolato per la maggior parte dall'emoglobina, è l'emoglobina che trasporta la maggior parte dell'ossigeno anche questo fatto riduce la capacità di saturare.
Secondo: l'ossigeno viene "trasformato" entra nelle cellule e tramite due organelli chiamati mitocondri viene utilizzato per produrre ATP (adenosinatrifosfato) la nostra energia, e nel far questo viene prodotto uno scarto chiamato anidride carbonica - CO2 (o biossido di carbonio).
E' la CO2 ad essere più solubile dell'O2 a creare un piccolo ammanco nella tensione.

Ma a questo punto ,parlando di saturazione e desaturazione in presenza di 2 gas inerti.X evtare le bolle si prende in considerazione la somma delle due tensioni degli inerti e si calcola il valore M con la pressione ambiente...ma facciamo un 'esempio con numeri buttati li' solo allo scopo di esplicitare il concetto.Pp He 2 +PpN2 3 Pressione totale =5 ...a questo punto fino a 2,5 atm non dovrebbero comparire bolle(M=2)...ma a 2,5 quale gas desaturerebbe? L'azoto è 3 ,inizirebbe a desaturare ma non credo che con una differenza di 0,5 creerebbe bolle ,l'elio non dovrebbe essere ancora in gioco...quindi cosa succede?...

Diciamo che in questa discussione stiamo parlando in soldoni, omettendo tanti aspetti.
Ogni gas si "muove" in entrata o in uscita dal tessuto in base a tanti fattori (vedi legge di Henry) - superficie di contatto - temperatura - natura del gas - natura del tessuto.
Ogni gas ha un suo modo di diffondere in un determinato tessuto dando vita ad un rapporto suo particolare tra solubilità (ossia la quantità di molecole necessarie a saturare il tessuto) e velocità (ossia la velocità con cui entra o esce dal tessuto).
Tutti questi aspetti sono fondamentali per poter rispondere al tuo esempio.

Banalizzando possiamo solo dire che l'Elio è velocissimo ad entrare e ad uscire (circa il doppio più veloce dell'azoto) ma poco solubile (in quanto gas "nobile") ossia ci vogliono circa la metà delle molecole rispetto a quelle necessarie all'azoto per saturare il tessuto.
Inoltre il nostro corpo è composto da tanti tessuto alcuni rapidi altri via via più lenti ed ognuno con un proprio M.

L'M non è uno solo, c'è un M che determina, in base alle caratteristiche dell'azoto, il comportamento del tessuto alla tensione parziale di azoto ed un M che determina in base alle caratteristiche dell'elio il comportamento del tessuto alla tensione parziale di elio ed ancora ogni M si modifica anche in base al tessuto.
E' l'algoritmo a calcolare quale in un determinato momento comanda e quindi qual è il tessuto pilota, perché quello più a rischio.

Ovviamente la dinamica che genera le microbolle è dominata dalla tensione totale ma questo è un altro aspetto, la formazione delle bolle ha un suo ben preciso andamento, si sa che si ha sempre un aumento nella formazione delle microbolle a fine immersione, proprio per il fatto che si ha una maggiore tensione totale rispetto ad una persona che non ha fatto immersioni.

I vai M, sopra descritti, che l'algoritmo considera nel calcolo regolano quella che viene chiamata fase disciolta, la tensione totale che porta ad una maggiore formazione di bolle fa parte della seconda fase quella libera, ma una volta controllata la fase disciolta automaticamente si è fatto anche un controllo della formazione della fase libera.

In poche parole se la tensione parziale è mantenuta ad un livello tale per cui non si ha una crescita di bolle pericolosa va da se che si ha anche una formazione di bolle sicura.

Ovviamente tutto questo se a fine immersione non ci mettiamo a fare sforzi, o attività fisica che aumenterebbe la formazione delle bolle e destabilizzerebbe tutto il calcolo esponendoci al pericolo di maturare una PDD.

Cordialmente
Rana

[principiante]

Anch'io ho riletto piu' volte le risposte molto interessanti.Poi ho cercato di riflettere,tanto di tempo ne abbiamo ed almeno adoperarlo x aumentare la conoscenza è non sprecarlo ed aumentare la sicurezza una volta ripresa la possibilita' di immergersi.1)Non capisco xche' l'autore nelle frasi riportate dal libro "Deco Divers" ,parlando della 0w parli del rapporto di sovrasaturazione mettendo nel conto nella pressione totale, in rapporo alla pressione ambiente, l'ossigeno...io ho sempre sentito parlare del rapporto di sovrasaturazione fra gli inerti disciolti nei tessuti e la pressione ambiente...?
2)dalla risposta di Rana:
I vai M, sopra descritti, che l'algoritmo considera nel calcolo regolano quella che viene chiamata fase disciolta, la tensione totale che porta ad una maggiore formazione di bolle fa parte della seconda fase quella libera, ma una volta controllata la fase disciolta automaticamente si è fatto anche un controllo della formazione della fase libera.

In poche parole se la tensione parziale è mantenuta ad un livello tale per cui non si ha una crescita di bolle pericolosa va da se che si ha anche una formazione di bolle sicura.
.....qui mi perdo...?
3) x il quesito posto da mumble: su quale gas e credo in quale ordine e quando,in caso di piu' inerti (che creano la pressione totale) inizi a degassificare nella deco?
4)una curiosita',quanti litri d' azoto abbiamo disciolto,nel corpo, a livello del mare (senza immersioni,nella normale vita)??