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Compresión y expansión de gas. La ley de Boyle
establece que el volumen de una masa de gas determinada cambia inversamente
con la presión absoluta; por ejemplo, 1litro de aire en la
superficie (1 atm abs) se comprime a 1/2litro a 10 m de profundidad
(2 atm abs). La presión en los espacios aéreos corporales
se debe igualar durante el descenso para compensar esta compresión.
La respiración en una escafandra o regulador de aire comprimido
compensa la compresión de gas en el sistema respiratorio.
La densidad de gas aumenta proporcionalmente con la presión
en atm abs, pero la frecuencia respiratoria y el volumen corriente
de un buzo con botellas de aire comprimido en profundidad son prácticamente
los mismos que en la superficie (para un trabajo comparable). Así,
el número de moléculas de gas respiradas por minuto
en profundidad aumentan en proporción con la presión;
por ejemplo, el número de moléculas de gas respiradas
a 2 atm abs es el doble que en la superficie. Por consiguiente,
la duración del aporte de aire del buceador disminuye proporcionalmente,
y la respiración es cada vez más difícil a
mayor profundidad por el aumento de la resistencia al flujo de gas
en las vías respiratorias del buzo y en el aparato respirador.
Estos cambios pueden aumentar el sobreesfuerzo, el esfuerzo respiratorio
y la fatiga general, que son problemas potencialmente graves cuando
se bucea, incluso en condiciones ideales.
La expansión del gas pulmonar durante el ascenso puede producir
complicaciones mortales. Si el buceador inspira sólo una
bocanada de aire u otro gas a profundidad y no lo deja escapar libremente
durante el ascenso, el gas en expansión puede hiperinsuflar
los pulmones. Las consecuencias posibles incluyen el neumotórax,
el enfisema mediastínico y subcutáneo y la embolia
gaseosa (aérea) arterial.
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