Expediciones de fisiología de la altitud de APEX
Las altitudes elevadas producen desafíos únicos para el buceador. La reducida presión atmosférica en la superficie de cualquier lago de montaña afecta a los medidores de profundidad de los buceadores, al igual que el agua dulce, que es menos densa que en el mar (Wienke, 1993). Además, cuando el buceador asciende desde la profundidad, la velocidad de cambio a medida que desciende la presión ambiental es mucho mayor que cuando asciende desde una inmersión en el mar (Smith, 1976). Es necesario compensar estos factores, ya que de lo contrario las inmersiones consideradas relativamente seguras en el mar podrían generar abundantes burbujas de gas inerte en los tejidos corporales del buceador, lo que provocaría una enfermedad denominada enfermedad por descompresión (EDC), conocida popularmente como «el síndrome del buzo». La enfermedad puede ir desde una leve erupción cutánea hasta la parálisis y la muerte, pasando por una gravedad creciente. Según Gribble (1960), la primera mención de un posible mal de altura fue realizada por von Schrotter en 1906, aunque este autor no ha encontrado la cita atribuida a Boycott y Haldane al respecto (Boycott, Damant, & Haldane, 1908; Gribble, 1960; Schrotter, 1906). En cualquier caso, parece que las «curvas de altitud» son una enfermedad moderna, lo que significa que probablemente todavía tenemos que aprender mucho más antes de comprender plenamente los mecanismos implicados.
Fizzyology
Cuando un buceador desciende, la presión que le rodea aumenta. Este aumento no afecta a los buceadores que llevan trajes «atmosféricos» rígidos pero, para la mayoría de los que llevamos trajes de buceo flexibles, compensamos el aumento de la presión aumentando la presión del gas que respiramos. Ignorando las pequeñas variaciones debidas al clima, a nivel del mar la presión del aire ambiente se aproxima a una atmósfera de presión, a una profundidad de diez metros en el mar la presión debe ser de dos atmósferas, y se añade otra atmósfera de presión por cada diez metros adicionales de profundidad. Gracias al desarrollo del regulador SCUBA por parte de Emile Gagnan y Jacques Cousteau, cuando un buceador respira gas comprimido en profundidad, el gas se suministra a una presión equivalente a la del entorno. De este modo, el buceador no tiene que «aspirar» su gas desde una presión mucho más baja hasta una presión más alta, (y esta es la razón por la que no podemos utilizar simplemente un tubo largo). La presión es «regulada» por la unidad SCUBA, que detecta cuál es la presión ambiental.
La inhalación de gas a una presión mayor resuelve un problema (el de llevar el gas a los pulmones), pero a medida que la sangre transporta este gas por el cuerpo, los tejidos del buceador se mueven naturalmente hacia el equilibrio con la nueva presión ambiental absorbiendo el gas. Cuando el buceador asciende posteriormente a una presión mucho más baja, como en la superficie, estos tejidos tienen ahora una mayor presión de gas disuelto en ellos que la presión del aire circundante, y este gas se mueve hacia el equilibrio una vez más, esta vez abandonando los tejidos (Lenihan & Morgan, 1975). En general, se acepta que la velocidad de este movimiento hacia el equilibrio, es decir, el tamaño de la diferencia entre la presión de los tejidos y la presión ambiental, es en gran medida responsable de la generación de burbujas dentro de los tejidos de un buceador. El principio es similar al de la apertura de una lata de refresco: si se abre la lata de repente, el refresco hará burbujas debido a la diferencia repentina entre la presión disuelta y la presión ambiental. Si se abre la lata lentamente, el refresco no efervescerá tanto, porque el cambio es más gradual. Si has volado en un avión comercial, que suele tener una presión atmosférica mucho más baja en la cabina que en tierra, ¿has notado que tu refresco estaba inusualmente efervescente? Probablemente se deba a la diferencia aún mayor entre la presión del gas disuelto en el refresco (normalmente alrededor de 1,5 atmósferas) y la presión ambiental en la cabina. Esto equivale a una de las principales preocupaciones de un buceador a gran altura: el aumento de la diferencia entre la presión del gas disuelto en sus tejidos tras una inmersión y la presión ambiental (mucho más baja) en la superficie del lago de montaña. Este aumento de las diferencias se convierte en un motivo de preocupación por primera vez a altitudes de tan sólo 300 m o superiores (NOAA, 2001).
Popularidad del buceo en altura.
Hay muchas razones por las que la gente bucea a gran altura: búsqueda de objetos particulares, como aviones de la Segunda Guerra Mundial, entrenamiento cuando el mar es inhóspito o está demasiado lejos para ser práctico, para la investigación científica, incluso sólo por pura diversión. En el último recuento, en 2008 había 30 empresas de buceo por encima de los 1.500 m que se anunciaban en las guías telefónicas de empresas de Johannesburgo, y 53 por encima de los 1.500 m que se anunciaban en las guías telefónicas de Colorado (Buzzacott & Ruehle, 2009). La Universidad de California lleva a cabo la formación de buzos científicos en el lago Tahoe, a una altitud de 1.890 m (Bell & Borgwardt, 1976), y la Armada boliviana mantiene una escuela de buceo en las costas de Tiquina, a 3.810 m (12.500 pies).
Para algunos, el reto de bucear en altitud es el propósito. En 1968, un equipo dirigido por Jacques Cousteau estableció el récord de buceo en altitud en el lago Titicaca, a una altura de 3.810 metros. En la década de 1980, un equipo estadounidense realizó una serie de inmersiones en los Andes sudamericanos, a 5.928 metros (Leach, 1986). En 1988, un equipo de la Escuela de Entrenamiento de Buceo de la Armada India en Cochin, al sur de la India, realizó muchas inmersiones de entrenamiento en la presa de Pykara, en las colinas de Nilgiri, a 7.000 pies (2134m), antes de realizar 22 inmersiones en el lago Manasbal (7,000ft, 2134m), 16 inmersiones en Leh (11,000ft, 3,353m) y finalmente bucear a 14,200ft (4,328m), en el lago Pangong Tso en el norte del estado de Ladakh en el Himalaya (Sahni, John, Dhall, & Chatterjee, 1991). Al estilo de las expediciones, parte de la tropa sufrió hipotermia, dolores de cabeza o pérdida de conocimiento. No hubo tales problemas para la expedición británica al glaciar Khumbu, en la región del Everest, en el Himalaya, en 1989, cuando realizaron 18 inmersiones en hielo en Gokyo Tsho, a 4.785 m, y ocho inmersiones en hielo en Donag Tscho, a 4.877 m, atravesando hielo de 1,2 m de grosor para alcanzar casi 30 m de profundidad (Leach, McLean, & Mee, 1994). El récord en el Lago Lincancabur ha sido igualado varias veces desde la década de 1980 (Morris, Berthold, & Cabrol, 2007), pero actualmente se mantiene, y en estos días la Armada Boliviana bucea allí cada pocos años (H. Crespo, comunicación personal, 2010). La escuela de Tequina ha recibido recientemente una nueva cámara hiperbárica, tiene objetivos para aumentar sustancialmente sus capacidades de buceo con gases mixtos y, en opinión de este autor, está preparada para alcanzar nuevas profundidades en el lago Titicaca, para cartografiar cuevas inexploradas, para recuperar artefactos de civilizaciones preincaicas que revisarán nuestra comprensión de la historia precolombina, para monitorizar la fisiología humana en entornos no soportados anteriormente y para registrar fauna que actualmente es desconocida para la ciencia.
Métodos de compensación
Las tablas de inmersión son una matriz tabular de profundidades y tiempos que se relacionan con estimaciones posteriores a la inmersión de las presiones resultantes dentro de un rango de tejidos teóricos. Si un buceador permanece demasiado tiempo a una profundidad excesiva, sus tejidos tendrán tanta presión dentro de ellos que no podrá ascender a la superficie con seguridad. Tendrá que «descomprimir» al subir o, de lo contrario, se formarán demasiadas burbujas. Por supuesto, recordando la analogía de la lata de refresco: no es sólo la cantidad de gas en los tejidos lo que hay que limitar, sino la velocidad de cambio cuando la presión ambiental baja, que es el segundo factor clave a tener en cuenta. Cuanto más rápido sea el ritmo de cambio, más bajos serán los límites (tiempos más cortos y/o menores profundidades). Por lo tanto, cada tabla se diseña teniendo en cuenta una tasa máxima de ascenso y esta tasa de ascenso depende de la altitud. Los buceadores modernos confían en los ordenadores personales de buceo para generar los límites en tiempo real y estos ordenadores utilizan un algoritmo de regulación para estimar cuántos minutos pueden quedar en cualquier profundidad en la que se encuentre el buceador. Estos algoritmos, al igual que los utilizados para generar las tablas de inmersión, varían según los fabricantes de ordenadores de buceo. No sólo difieren los algoritmos (y a menudo se trata de información patentada que dificulta la comparación), sino que los ordenadores de buceo también difieren en otros aspectos, como la frecuencia con la que se calculan los límites de tiempo de un buceador. Un modelo puede calcular el tiempo restante permitido una vez por segundo, mientras que otro modelo puede calcular el tiempo restante permitido cada diez segundos. Otros mecanismos de seguridad también difieren entre los modelos, como las alarmas de velocidad de ascenso, que emiten un pitido regular si se supera la velocidad máxima de ascenso (permitida por el algoritmo de cada ordenador de buceo). Muchos ordenadores de buceo utilizan también una velocidad de ascenso variable, que permite ascensos más rápidos a profundidades mayores y luego exige al buceador que frene su ascenso cerca de la superficie, ya que la velocidad de cambio aumenta exponencialmente. El debate entre los defensores de la velocidad de ascenso constante, recomendada originalmente por un científico llamado Hill, y la velocidad de ascenso variable, recomendada originalmente por Haldane, se conoce como la «controversia Hill vs. Haldane» (Marroni, 2002).
Por supuesto, recuerde que las causas subyacentes de la enfermedad de descompresión aún no se han demostrado. Las pruebas son convincentes, pero el vínculo científicamente probado sigue siendo esquivo. Creemos que entendemos los mecanismos de generación de burbujas y las causas de la enfermedad de descompresión, pero muchas de las suposiciones utilizadas para predecir nuestros límites se basan en el ensayo y error empírico, donde los límites se han predicho y luego se han revisado a la baja después de su uso en el agua. En consecuencia, hay una variedad de algoritmos en uso hoy en día que se basan en diferentes supuestos fisiológicos y físicos sobre los tejidos humanos, las burbujas y la teoría cinética de los gases. Para las inmersiones recreativas en el mar, estos diversos algoritmos suelen dar como resultado predicciones similares de los límites de tiempo para cada profundidad, más o menos una pequeña proporción del tiempo total permitido. Por ejemplo, la mayoría de los ordenadores y tablas de buceo permiten que un buceador realice su primera inmersión del día a 30 m durante un tiempo de entre 16 y 25 minutos, (la mayoría permite unos 20 minutos). Algunos asumen que el gas inerte se elimina más rápidamente durante un intervalo de superficie entre inmersiones, y otros imponen mayores penalizaciones de tiempo para las inmersiones realizadas cuando los buceadores ya tienen gas residual de inmersiones anteriores. El resultado de todo esto es que los algoritmos varían de muchas maneras, y las formas en que compensan las inmersiones a gran altura también varían (Egi & Brubank, 1995).
Mecanismos de compensación
Posiblemente el método más común para adaptar las tablas para su uso a gran altura es convertir la profundidad máxima que un buceador tiene previsto alcanzar en una profundidad de «inmersión equivalente en el mar» (Paulev & Zubieta-Calleja Jr, 2007), que es una forma de reducir el tiempo permitido utilizando el límite de tiempo de una profundidad mayor. Este método se conoce como el «método Haldane» (Hennessy, 1977), posteriormente denominado por la Armada de los Estados Unidos como la «Corrección de Cross», después de que E.R. Cross promoviera el método en 1967 y de nuevo en 1970 (Egi & Brubank, 1995). Cuanto mayor sea la altitud, más añadirá un buceador a su profundidad real planificada cuando busque su límite. Por ejemplo, un buceador puede estar planeando ir a 18m de profundidad. Para encontrar su límite mirará el límite de 18m a nivel del mar, el límite de 21m a 5000ft y el límite de 27m a 10,000ft de altitud (Bell & Borgwardt, 1976). Sin embargo, existen otras formas teóricas de adaptar las tablas de buceo a nivel del mar para su uso en altitud, y aún más formas que están siendo utilizadas por los ordenadores personales de buceo. En un estudio reciente (Buzzacott & Ruehle, 2009) el orden de una serie de ordenadores de buceo cuando se clasificaban según lo conservadores que eran a nivel del mar se invirtió a 10.000 pies, de modo que el más conservador a nivel del mar se convirtió en el más generoso en altitud, y el más generoso a nivel del mar se convirtió en el más conservador en altitud.
Conclusión
El buceo recreativo en altitud conlleva riesgos adicionales a los del buceo a nivel del mar y los buceadores recreativos necesitan una formación adicional. En el caso del buceo con descompresión, el jurado aún no ha decidido cuál es el mejor método para adaptar los programas de descompresión existentes para su uso en altitud. Por lo tanto, cualquier equipo que planee una exposición significativa al estrés de descompresión en altitud está bien aconsejado para consultar a un fisiólogo de buceo con experiencia en el buceo en altitud. Además, todos los buceadores deben aceptar que, sea cual sea el programa de inmersión que se adopte, los supuestos en los que se basa ese modelo pueden no estar probados o no estarlo, y que muchas inmersiones con descompresión en altitud podrían incluso considerarse de carácter experimental. Algunas tablas, por ejemplo, han sido probadas en agua hasta una determinada altitud y siguen sin estar probadas más allá de esa altura (Boni, Schibli, Nussberger, & Buhlmann, 1976). Para minimizar el riesgo de sufrir el síndrome de abstinencia, deben tomarse medidas profilácticas adicionales siempre que sea posible, como la realización de un régimen de ejercicio adecuado antes de la inmersión, la introducción de oxígeno adicional en la mezcla de respiración, la eliminación de gas inerte de la mezcla de respiración, el calor durante la descompresión para promover la circulación periférica, una referencia de velocidad de ascenso como una línea con peso o un trapecio suspendido, una postura horizontal para que la flotabilidad natural de los pulmones promueva una superficie máxima para el intercambio de gases, y la asistencia inmediata después de la inmersión para reducir la carga de trabajo del buceador.
Bucear en altitud puede ser muy divertido, un reto, y hay muchas razones de peso para bucear en lagos de montaña. Sin embargo, tenga cuidado: el buceo en altitud es mucho menos indulgente si se equivoca. Un simple asunto como un botón de inflado del chaleco de flotación atascado puede hacerte subir rápidamente y es más probable que te salgas con la tuya en el mar que en la montaña. Si se añaden complicaciones como tener que cruzar un puerto de montaña para llegar al hospital, una curva relativamente menor podría volverse realmente desagradable muy rápidamente, y nadie quiere acabar paralizado del cuello para abajo.
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Peter Buzzacott