APEX Altitude Physiology Expeditions
Altitudes elevadas produzem desafios únicos para o mergulhador. A reduzida pressão atmosférica na superfície de qualquer lago de montanha afecta os medidores de profundidade dos mergulhadores, tal como a água doce, que é menos densa que no mar (Wienke, 1993). Então, quando o mergulhador sobe de profundidade, a taxa de mudança à medida que a pressão ambiente cai é muito maior do que quando se sobe de um mergulho no mar (Smith, 1976). Estes factores precisam de ser compensados, caso contrário os mergulhos considerados relativamente seguros no mar podem gerar bolhas copiosas de gás inerte nos tecidos do corpo do mergulhador, causando uma doença chamada Doença de Descompressão (DCS), popularmente conhecida como “as curvas”. As curvas podem variar desde uma ligeira erupção cutânea, passando pelo aumento da gravidade até à paralisia e morte. De acordo com Gribble (1960), a primeira menção de uma possível curva de altitude foi feita por von Schrotter em 1906, embora a citação atribuída a Boycott e Haldane a este respeito não tenha sido encontrada por este autor (Boycott, Damant, & Haldane, 1908; Gribble, 1960; Schrotter, 1906). Independentemente disso, parece que as “curvas de altitude” são uma doença moderna, o que significa que provavelmente ainda temos muito mais a aprender antes de compreendermos completamente os mecanismos envolvidos.
Fizzyology
Como um mergulhador desce a pressão em torno do mergulhador aumenta. Este aumento não afecta os mergulhadores que usam fatos rígidos “atmosféricos” mas, para a maioria de nós que usamos fatos flexíveis de mergulho, compensamos o aumento da pressão aumentando a pressão do gás que respiramos. Ignorando pequenas variações devido ao clima, ao nível do mar a pressão do ar ambiente aproxima-se de uma atmosfera de pressão, a uma profundidade de dez metros no mar a pressão deve ser de duas atmosferas, e outra atmosfera de pressão é adicionada para cada dez metros adicionais de profundidade. Graças ao desenvolvimento do regulador SCUBA por Emile Gagnan e Jacques Cousteau, quando um mergulhador respira gás comprimido a uma profundidade, o gás é fornecido a uma pressão equivalente à pressão circundante. Desta forma o mergulhador não tem que “sugar” seu gás de uma pressão muito mais baixa para uma pressão mais alta, (e é por isso que não podemos simplesmente usar um snorkel longo). A pressão é “regulada” pela unidade SCUBA, que detecta qual é a pressão ambiente.
Gás de mergulho a uma pressão maior resolve um problema (o de fornecer gás aos pulmões), mas à medida que o sangue transporta este gás ao redor do corpo, os tecidos do mergulhador movem-se naturalmente em direção ao equilíbrio com a nova pressão ambiente, absorvendo o gás. Quando mais tarde o mergulhador ascende a uma pressão muito mais baixa, como na superfície, estes tecidos têm agora uma maior pressão de gás dissolvido dentro deles do que a pressão do ar circundante, e este gás move-se mais uma vez para o equilíbrio, desta vez deixando os tecidos (Lenihan & Morgan, 1975). É geralmente aceite que a taxa deste movimento em direcção ao equilíbrio, ou seja, o tamanho da diferença entre a pressão dos tecidos e a pressão ambiente, é largamente responsável pela geração de bolhas dentro dos tecidos de um mergulhador. O princípio é semelhante a abrir uma lata de refrigerante: se você abrir a lata de repente, então o refrigerante irá efervescer, devido à súbita diferença entre a pressão dissolvida e a pressão ambiente. Se você abrir a lata lentamente, o refrigerante não vai efervescer tanto, porque a mudança é mais gradual. Se você voou em um jato comercial, que normalmente tem uma pressão de ar ambiente muito mais baixa na cabine do que no chão, então você notou que o seu refrigerante estava com efervescência anormal? Isso provavelmente teria sido devido à diferença ainda maior entre a pressão do gás dissolvido na soda (normalmente cerca de 1,5 atmosferas) e a pressão ambiente na cabine. Isto é equivalente a uma das principais preocupações de um mergulhador a grande altitude: o aumento da diferença entre a pressão do gás dissolvido nos seus tecidos após um mergulho e a pressão ambiente (muito mais baixa) na superfície do lago da montanha. Estas diferenças crescentes tornam-se primeiro motivo de preocupação em altitudes de apenas 300m ou mais (NOAA, 2001).
Popularidade do mergulho em altitude.
Existem muitas razões para as pessoas mergulharem em altitudes elevadas: procura de objectos particulares, como aviões da II Guerra Mundial, treino quando o mar é inóspito ou demasiado distante para ser prático, para a investigação científica, mesmo apenas pelo simples prazer de mergulhar. Na última contagem, em 2008 havia 30 empresas de mergulho acima de 1.500m de publicidade nas listas telefónicas comerciais de Joanesburgo, e 53 acima de 1.500m de publicidade nas listas telefónicas do Colorado (Buzzacott & Ruehle, 2009). A Universidade da Califórnia realiza treinamento de mergulho científico no Lago Tahoe, a uma altitude de 6.200 pés (1.890m) (Bell & Borgwardt, 1976), e a Marinha boliviana mantém uma escola de mergulho nas margens do Tiquina, a 12.500 pés (3.810m).
Para alguns, o desafio de mergulhar em altitude é o propósito. Em 1968 uma equipe liderada por Jacques Cousteau estabeleceu o recorde de mergulho em altitude no Lago Titicaca, a 3.810m (12.500 pés). Nos anos 80, uma equipe americana fez uma série de mergulhos nos Andes sul-americanos, a 19.450 pés (5.928m) (Leach, 1986). Em 1988 uma equipe da Escola de Treinamento de Mergulho da Marinha Indiana em Cochin, no sul da Índia, fez muitos mergulhos de treinamento na Barragem de Pykara nas Colinas Nilgiri a 7.000 pés (2134m) antes de fazer 22 mergulhos no Lago Manasbal (7,000ft, 2134m), 16 mergulhos em Leh (11,000ft, 3,353m) e finalmente mergulho a 14,200ft (4,328m), no Lago Pangong Tso no norte do estado de Ladakh no Himalaia (Sahni, John, Dhall, & Chatterjee, 1991). Na verdadeira expedição, algumas das tropas sofreram hipotermia, dores de cabeça ou inconsciência. Não houve tais problemas para a expedição britânica ao Glaciar Khumbu na região do Everest dos Himalaias em 1989, quando eles fizeram 18 mergulhos no gelo em Gokyo Tsho a 15.700 pés (4.785m) e oito mergulhos no gelo em Donag Tscho a 16.000 pés (4.877m), cortando através de 1,2m de espessura para alcançar quase 30m de profundidade (Leach, McLean, & Mee, 1994). O recorde no Lago Lincancabur foi igualado várias vezes desde a década de 1980 (Morris, Berthold, & Cabrol, 2007), mas atualmente se mantém, e hoje em dia a Marinha boliviana mergulha lá a cada poucos anos (H. Crespo, comunicação pessoal, 2010). A escola da Tequina recentemente tomou posse de uma nova câmara hiperbárica, tem objetivos de aumentar substancialmente suas capacidades de mergulho de gases mistos e, na opinião dos autores, estão prontos para alcançar novas profundidades no Lago Titicaca, mapear cavernas desconhecidas, recuperar artefatos de civilizações pré-incas que revisarão nosso entendimento da história pré-colombiana, monitorar a fisiologia humana em ambientes que antes não suportava e registrar fauna que atualmente é desconhecida pela ciência.
Métodos de compensação
Tabelas de mergulho são uma matriz tabular de profundidades e tempos que se relacionam com estimativas pós-divergência das pressões resultantes dentro de uma gama de tecidos teóricos. Se um mergulhador permanecer demasiado tempo na profundidade, então os seus tecidos terão tanta pressão dentro deles que ele não será capaz de ascender com segurança à superfície. Ele precisará “descomprimir” no caminho para cima ou, caso contrário, muitas bolhas se formarão. É claro, lembrando-se da lata de refrigerante analógico: não é apenas a quantidade de gás nos tecidos que precisa ser limitada, é a taxa de mudança quando a pressão ambiente cai que é o segundo fator chave a ser considerado. Quanto mais rápida for a taxa de mudança, mais baixos serão os limites (tempos mais curtos e/ou profundidades mais baixas). Portanto, cada tabela é desenhada com uma taxa máxima de subida em mente e esta taxa de subida depende da altitude. Os mergulhadores modernos dependem de computadores de mergulho pessoais para gerar limites em tempo real e estes computadores utilizam um algoritmo de governo para estimar quantos minutos podem ser permitidos a qualquer profundidade em que o mergulhador se encontre. Estes algoritmos, tal como os algoritmos usados para gerar tabelas de mergulho, variam entre os fabricantes de computadores de mergulho. Não só os algoritmos diferem (e muitas vezes são informações proprietárias que impedem a comparação), como os computadores de mergulho também diferem de outras formas, tais como na frequência em que os limites de tempo de um mergulhador são computados. Um modelo pode estimar o tempo permissível restante uma vez a cada segundo, enquanto outro modelo pode estimar o tempo permissível restante a cada dez segundos. Outros mecanismos de segurança também diferem entre modelos, tais como alarmes de velocidade de subida, que emitem um bip regular se a velocidade máxima de subida, (permitida pelo algoritmo do computador de mergulho individual), for excedida. Muitos computadores de mergulho utilizam também uma taxa de subida variável, permitindo subidas mais rápidas a profundidades mais profundas, exigindo então que o mergulhador abrande a sua subida mais perto da superfície, à medida que a taxa de mudança aumenta exponencialmente. O debate entre os defensores da taxa de subida constante, originalmente recomendada por um cientista chamado Hill, e a taxa de subida variável, originalmente recomendada por Haldane, é conhecida como a “controvérsia Hill vs. Haldane” (Marroni, 2002).
Obviamente, lembre-se que as causas subjacentes da doença de descompressão ainda não foram comprovadas. As evidências são convincentes, mas a ligação cientificamente comprovada permanece indefinida. Pensamos compreender os mecanismos da geração de bolhas e as causas da doença descompressiva, mas muitas das suposições usadas para prever nossos limites são baseadas em ensaios empíricos-e-erro, onde os limites foram previstos e depois revisados para baixo após o uso dentro da água. Assim, há uma variedade de algoritmos em uso hoje em dia que se baseiam em diferentes suposições fisiológicas e físicas sobre tecidos humanos, bolhas e teoria cinética de gases. Para mergulhos recreativos no mar, estes vários algoritmos geralmente resultam em previsões semelhantes de limites de tempo para cada profundidade, dando ou tirando uma pequena proporção do tempo total permitido. Por exemplo, a maioria dos computadores e tabelas de mergulho permitem que um mergulhador faça o seu primeiro mergulho do dia até 30m entre 16-25 minutos, (a maioria permite cerca de 20 minutos). Alguns assumem então que o gás inerte é lavado mais rapidamente durante um intervalo à superfície entre mergulhos, e outros impõem penalidades mais elevadas para mergulhos feitos quando os mergulhadores já têm gás residual remanescente de mergulhos anteriores. O resultado de tudo isto é que os algoritmos variam de muitas maneiras, e as formas como compensam os mergulhos a grande altitude também variam (Egi & Brubank, 1995).
Mecanismos de compensação
Possivelmente o método mais comum de adaptação de tabelas para uso em alta altitude é converter a profundidade máxima que um mergulhador está planejando atingir em uma profundidade “equivalente a um mergulho no mar” (Paulev & Zubieta-Calleja Jr, 2007), o que é uma forma de reduzir o tempo permitido pelo uso do limite de tempo a partir de uma profundidade mais profunda. Este método é conhecido como o “método Haldane” (Hennessy, 1977), mais tarde referido pela Marinha dos EUA como a “Cross Correction”, após a E.R. Cross ter promovido o método em 1967 e novamente em 1970 (Egi & Brubank, 1995). Quanto maior a altitude, mais um mergulhador acrescenta à sua profundidade real planejada ao procurar o seu limite. Por exemplo, um mergulhador pode estar planejando ir até 18m de profundidade. Para encontrar o seu limite ele irá olhar para o limite de tempo de 18m ao nível do mar, o limite de 21m a 5000 pés e o limite de 27m a 10.000 pés de altitude (Bell & Borgwardt, 1976). Mas, há uma série de outras formas teóricas de adaptar as tabelas de mergulho ao nível do mar para uso em altitude, e ainda mais formas de serem utilizadas por computadores de mergulho pessoais. Em um estudo recente (Buzzacott & Ruehle, 2009) a ordem de uma série de computadores de mergulho quando classificados de acordo com o quão conservadores eram ao nível do mar foi invertida a 10.000 pés, de modo que o mais conservador ao nível do mar tornou-se o mais generoso em altitude, e o mais generoso ao nível do mar tornou-se o mais conservador em altitude.
Conclusão
O mergulho recreativo a nível do mar acarreta riscos que são adicionais ao mergulho a nível do mar e é necessário treino adicional por parte dos mergulhadores recreativos. Para o mergulho descompressivo, o júri ainda não se pronunciou sobre qual o melhor método para adaptar os horários de descompressão existentes para uso em altitude. Consequentemente, qualquer equipa que planeie uma exposição significativa ao stress da descompressão em altitude é bem aconselhada a consultar um fisiologista de mergulho com experiência em mergulho em altitude. Além disso, todos os mergulhadores devem aceitar que qualquer que seja o programa de mergulho adoptado, os pressupostos subjacentes a esse modelo podem não estar testados ou não comprovados e que muitos mergulhos descompressivos em altitudes elevadas podem mesmo ser considerados experimentais por natureza. Algumas tabelas, por exemplo, foram testadas na água até uma certa altitude e permanecem não comprovadas para além dessa altura (Boni, Schibli, Nussberger, & Buhlmann, 1976). Para minimizar o risco das curvas, medidas profiláticas adicionais devem ser tomadas sempre que possível, tais como o início de um regime de exercício pré-dive adequado, a introdução de oxigênio adicional na mistura respiratória, a remoção de gás inerte da mistura respiratória, aquecimento durante a descompressão para promover a circulação periférica, uma referência de taxa de subida como uma linha ponderada ou trapézio suspenso, uma postura horizontal para que a flutuabilidade natural dos pulmões promova a máxima área de superfície para a troca de gás, e assistência pósdive imediata para reduzir a carga de trabalho do mergulhador.
O mergulho em altitude pode ser muito divertido, um desafio, e há muitas razões dignas de se mergulhar em lagos de montanha. Mas tenha cuidado – mergulhar em altitude é muito menos tolerante se você se enganar. Uma simples questão como um botão inflador de jaqueta de flutuabilidade presa pode trazer você para cima rapidamente e você estaria mais propenso a se safar no mar do que nas montanhas. Adicione complicações como ter que atravessar uma passagem de montanha para chegar ao hospital e uma curva relativamente pequena pode virar muito rapidamente, e ninguém quer acabar paralisado do pescoço para baixo.
Bell, R. L., & Borgwardt, R. E. (1976). A teoria das correções de alta altitude para as tabelas de descompressão padrão da Marinha dos EUA. As correcções cruzadas. Undersea Biomed Res, 3(1), 1-23.
Boni, M., Schibli, R., Nussberger, P., & Buhlmann, A. A. (1976). Mergulho com pressão atmosférica diminuída: tabelas de descompressão de ar para diferentes altitudes. Undersea Biomed Res, 3(3), 189-204.
Boycott, A. E., Damant, G. C. C., & Haldane, J. S. (1908). A prevenção de doenças por ar comprimido. J. Hyg. (Lond.)(8), 342-443.
Buzzacott, P., & Ruehle, A. (2009). Os efeitos da altitude elevada no desempenho relativo dos computadores de descompressão de mergulho. International Journal of the Society for Underwater Technology, 28(2), 51-55.
Egi, S. M., & Brubank, A. O. (1995). Mergulho em altitude: uma revisão das estratégias de descompressão. Undersea Hyperb Med, 22(3), 281-300.
Gribble, M. d. G. (1960). Uma comparação das síndromes de ‘alta altitude’ e ‘alta pressão’ da doença de descompressão. British Journal of Industrial Medicine, 17, 181-186.
Hennessy, T. R. (1977). Convertendo tabelas de descompressão de ar padrão para mergulho sem parada de altitude ou habitat. Undersea Biomed Res, 4(1), 39-53.
Leach, J. (1986). Expedição de mergulho andino de alta altitude. Journal of Underwater Technology, 12, 27-31.
Leach, J., McLean, A., & Mee, F. B. (1994). Mergulhos a grande altitude no Himalaia nepalês. Hyperb Med submarino, 21(4), 459-466.
Lenihan, D., & Morgan, K. (1975). Mergulho em Alta Altitude. Santa Fé, Novo México: Departamento do Interior dos Estados Unidos. Serviço de Parques Nacionais.
Marroni, A. (2002). Que perfil de ascensão para a prevenção da doença de descompressão? II – Um modelo de campo comparando as modalidades de subida de Hill e Haldane, com um olho no desenvolvimento de um algoritmo de descompressão seguro à bolha. DAN Europe projecto especial DSL ‘Haldane Vs Hill’. Eur. J. Hiperb. subaquático. Med., 3(3).
Morris, R., Berthold, R., & Cabrol, N. (2007). Mergulho em altitude extrema: Planeamento e execução de mergulho durante a Expedição Científica do Alto Lagos de 2006. Trabalho apresentado no 26º Simpósio da Academia Americana de Ciências Subaquáticas, Ilha Dauphin, AL.
NOAA. (2001). NOAA Manual de Mergulho. Mergulho para ciência e tecnologia (4ª ed.): Departamento de Comércio dos Estados Unidos da América. National Oceanic and Atmospheric Administration.
Paulev, P., & Zubieta-Calleja Jr., G. (2007). Profundidades de mergulho a grande altitude. Pesquisa em medicina desportiva, 15, 213-223.
Sahni, T. K., John, M. J., Dhall, A., & Chatterjee, A. K. (1991). Mergulho em alta altitude de 7000 a 14.200 pés nos Himalaias. Undersea Biomed Res, 18(4), 303-316.
Schrotter, H. v. (1906). Der sauerstoff in der prophylaxie und therapie der luftdruckerkrankungen (2nd ed.).
Smith, C. L. (1976). Altitude procedures for the ocean diver (pp. 46): Associação Nacional de Instrutores Submarinos.
Wienke, B. R. (1993). Mergulho acima do nível do mar. Flagstaff, AZ: Melhor Editora.
por Peter Buzzacott