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di Tecnica & Medicina

 

 

170. Storia delle immersioni con miscele

Articolo dell’Agenzia didattica NAUI tratto dal sito http://technicalworld.it/index.html.
Testo riveduto e corretto da Marcello Polacchini

Anche se l’utilizzo di miscele respiratorie di gas ha una lunga storia, è solo da relativamente poco tempo che il Trimix (miscela di ossigeno/azoto/elio) è stato riconosciuto come una miscela di gas valida per l’utilizzo nel campo della subacquea ricreativa.

La storia dell’impiego dell’elio nelle miscele respiratorie inizia un centinaio di anni fa. Infatti, fin dal 1919, Elihu Thomson (un inventore prodigioso e co-fondatore con Thomas Edison della General Electric Company), aveva teorizzato che la narcosi che colpisce i subacquei che respirano aria in profondità avrebbe potuto essere diminuita utilizzando un gas diverso dall’azoto, e suggerì che l’elio poteva essere utilizzato come diluente in immersioni più profonde.
In quell’epoca, dato il costo molto elevato dell’elio (più di $ 2.500 per 28 litri), il suo uso in una miscela di respirazione non era economicamente sostenibile. Tuttavia, pochi anni dopo l’elio fu scoperto in dei pozzi di gas naturali in Texas e questo ha dato non solo agli Stati Uniti il monopolio sulla fornitura mondiale di elio, ma ha anche fatto diminuire il prezzo a poco più di pochi centesimi per 28 litri.

Intorno al 1925, Thomson convinse sia il Bureau of Mines (USBM - Agenzia per la ricerca scientifica, estrazione e lavorazione per le risorse minerarie) che l’US Navy a prendere in considerazione l’utilizzo di elio per le immersioni profonde.
Lavorando per il Bureau of Mines, Royd Sayers, William Yant e Joel Hildebrand iniziarono a sperimentare l’uso di miscele di elio/ossigeno in decompressione. Essi scoprirono che gli animali da laboratorio utilizzati furono in grado di essere decompressi con Heliox in 1/6 del tempo impiegato per decomprimere gli stessi animali che respiravano aria.

Quando gli scienziati e i subacquei conobbero di più circa gli effetti delle immersioni profonde sul corpo umano, cominciarono a sviluppare maggiormente l’uso dell’elio nelle miscele respiratorie.

Pionieri come il subacqueo statunitense Charles Momson (inventore del "Polmone Momson ", una specie di mini sottomarino nel quale si respirava con un primitivo rebreather) scoprirono che l’Heliox riduceva il rischio di narcosi e sembrava essere molto più sicuro dell’aria respirata nelle immersioni.

Il team di Momsen sostituì l’azoto dell’aria con il non-tossico elio e sviluppò un protocollo per miscelare l’elio con ossigeno secondo la profondità.

Il risultato di questi esperimenti ha permesso ai moderni subacquei commerciali e militari di operare in sicurezza respirando Heliox a profondità superiori a 91 metri.

Nel 1939, alcuni subacquei dell’US Navy dimostrarono l’efficacia dell’utilizzo dell’Heliox nelle immersioni effettuate per il salvataggio dell’equipaggio del sottomarino "USS Squalus", affondato durante un’immersione di prova su un fondale di 74 metri. Questa fu la dimostrazione pratica che l’Heliox poteva prevenire gli effetti della narcosi da azoto. I quattro subacquei militari coinvolti nelle operazioni di soccorso furono insigniti della Medaglia d’Onore dopo aver salvato tutti i 33 membri dell’equipaggio del sommergibile americano.

Il salvataggio dell’equipaggio dello "Squalus" coincise con la ricerca guidata dai dottori Albert Behnke e Oscar Yarbrough presso il NEDU (Navvy Experimental Diving Unit) sull’uso di Heliox in immersione. Una delle immersioni sperimentali in camera iperbarica effettuate nei loro esperimenti avvenne a ben 152 metri e il subacqueo, che non conosceva la sua profondità, riferì che "ci si sente come a 30 metri".

Nel 1945, Arne Zetterstrom usò una miscela Trimix di idrogeno, ossigeno e azoto in un’immersione a 160 metri di profondità, impiegando anche miscele di viaggio iperossiche e ipossiche di Nitrox. Purtroppo, lo staff di superficie sollevò la piattaforma sulla quale Zetterstrom operava troppo velocemente, e così il subacqueo soffrì di ipossia e di patologia da decompressione e morì.

Nel 1947 la disponibilità commerciale dell’erogatore a richiesta avviò la diffusione delle immersioni sportive e diede l’inizio ad una nascente industria di attrezzature subacquee.

A metà degli anni ‘50, la Royal Navy pubblicò le prime tabelle di decompressione, mentre un po’ più tardi, nel 1958, la US Navy elaborò le tabelle di Haldane modificate, utilizzando sei compartimenti tissutali. Entrambe le tabelle militari divennero le più usate dai subacquei nel corso dei successivi 25 anni o giù di lì.

Alla fine del 1950 la Foxboro in USA e la SOS in Italia commercializzarono i primi strumenti analogici di decompressione, o "decometers", che emulavano l’assorbimento dei gas nei tessuti e l’eliminazione con manometri, tappi porosi e sacchetti di gas estensibili. Lo strumento dell’SOS, che è stato anche venduto da Scubapro, Beauchat e altri, è stato affettuosamente chiamato dai subacquei il "Bend-O-Matic".

Sempre alla fine del 1950, il Capitano George Bond dell’US Navy iniziò i primi esperimenti di immersioni in saturazione e avviò il "Progetto Genesis" per studiare la fattibilità di vivere a profondità considerevoli per lunghi periodi di tempo. In seguito, all’inizio degli anni ‘60 condusse esperimenti presso il Naval Experimental Diving Unit utilizzando tecniche di immersione in saturazione raggiungendo profondità fino a 60 metri per un massimo di 12 giorni.

I primi computer digitali, progettati in Canada per la Defense and Civil Institute of Environmental Medicine (DCIEM), apparvero verso la metà degli anni ‘50.
Il computer digitale allora impiegato dalla Marina Canadese, era basato su un modello di Kidd-Stubbs modificato, che utilizzava 4 compartimenti tissutali in serie.

Spinti dall’interesse, sia industriale che militare, a determinare la capacità degli uomini di lavorare sott’acqua per lunghi periodi di tempo, alcuni esperimenti di "habitat" importanti, come ad esempio Sealab, Conshelf, Man in the Sea, Task Golfo e Tektite, stabilirono la possibilità dell’uomo di vivere e lavorare sott’acqua per molto tempo. Queste iniziative sperimentali furono seguite dagli studi d’immersioni in saturazione di Bond e colleghi fatte nel 1958.  Durante questi studi furono effettuati programmi di esposizione in saturazione e test da 10 fino a 610 metri di profondità.

Nel 1959, Hannes Keller con Albert Bühlmann nell’elaborazione di programmi d’immersione con elio pianificarono un’immersione a 222 metri di profondità che richiedeva solo 45 minuti di decompressione.

Alla fine del 1960 si assistette a una vera e propria esplosione delle immersioni con miscele di elio, che furono condotte soprattutto da parte dell’industria petrolifera. In quell’epoca sia la Westinghouse Company (società americana che opera nel campo dell’energia nucleare), la Brown University e la "Taylor Diving" (una delle società di diving, salvamento e recupero più famose d’America) sperimentarono l’utilizzo di miscele Heliox in campana con l’obiettivo di poter effettuare immersioni su piattaforme petrolifere a 457 metri di profondità.
Nella conquista e nell’esplorazione degli oceani, le immersioni in saturazione acquisirono più importanza proprio a partire dal 1960, permettendo così l’esplorazione della piattaforma continentale profonda, cosa che prima era impossibile con i tempi di esposizione consentiti dagli schemi convenzionali.

Nel 1962, Keller e il giornalista Peter Small, con una campana subacquea, s’immersero a ben 305 metri di profondità, ma a causa di diversi incidenti avvenuti prima e durante la risalita dal fondo, persero conosceva entrambi. Durante questo esperimento Chris Whittaker, uno dei subacquei di supporto, fu disperso in mare durante il tentativo di risolvere i problemi con la campana subacquea mentre si avvicinava alla superficie con Keller e Small per portarli alla camera iperbarica.

Nel 1965, Robert Workman pubblicò le tabelle di decompressione sia per Nitrox che per Heliox.

Lo sviluppo e l’utilizzo di piattaforme di supporto subacquee (come ad esempio habitat, sistema di campane subacquee, sommergibili chiusi o allagati) e di propulsori subacquei fu accelerato negli anni ‘60 e ‘70 sia da motivi scientifici che economici. Team di supporto di assistenza subacquea e accessori subacquei permisero ai sub di operare  a lungo sott’acqua riducendo i tempi di discesa e risalita, aiutandoli nella mobilità e riducendo la loro attività fisica. Oggi, operando da piattaforme sommerse, i veicoli controllati a distanza (ROVs) possono scansionare le profondità degli oceani fino a 1.830 metri in cerca di olii minerali.

Intorno al 1972, le strategie per le immersioni oltre 305 metri di profondità subirono seri test condotti da una ricerca commerciale per il petrolio e prodotti petroliferi, cosicché tutte le forze del settore subacqueo si misero al servizio di quella stessa ricerca. Questioni relative a farmaci, limiti di pressione assoluta, scambio termico, terapie, procedure di decompressione/compressione, miscele efficaci di gas respiratorio e equipaggiamento funzionale fecero scaturire molte questioni fondamentali, allora sconosciute o solo parzialmente comprese. Così dai primi anni ‘80 diventò chiaro che lavorare in mare aperto, tra i 305 ed i 610 metri di profondità era del tutto possibile.

Nel 1980, Dale Sweet fece un’immersione sportiva record arrivando a 110 metri di profondità, impiegando una miscela di gas contenente elio. Questo fu il primo record effettuato con successo nelle immersione sportive.

Nel 1981, un team di tre subacquei (tra i quali il dr. Billy Bell, istruttore NAUI), arrivò a 686 metri in camera iperbarica presso il Duke Medical Center per effettuare uno studio condotto da Peter Bennett che stabilì che aggiungendo il 10% di azoto all’Heliox si riducevano gli effetti della sindrome nervosa da alta pressione (HPNS).

A seguito dell’introduzione sul mercato del computer subacqueo "Edg", Craig Barshinger, Carl Huggins e l’Orca Industries svilupparono computer basati sulle teorie Haldaniane che utilizzavano 12 compartimenti tissutali e nel 1983, con la tecnologia Doppler, i computer di decompressione raggiunsero un buon livello nel calcolo delle immersioni ripetitive e nelle ipotesi decompressive. Flessibili, più affidabili da utilizzare e in grado di emulare quasi tutti i modelli matematici, i calcolatori digitali sostituirono rapidamente tutti i dispositivi pneumatici a partire dal 1980.
La loro funzionalità e diffusione segnava l’inizio dell’era attuale delle immersioni, in quanto forniva modelli completi di decompressione attraverso una gamma completa di attività.

Le statistiche sull’utilizzo del computer subacqueo, raccolte dal 1990 in poi, indicano un record invidiabile di sicurezza, con un’incidenza di patologia da decompressione inferiore allo 0,05%.

Subacquei con problemi di mobilità hanno favorito lo sviluppo di attrezzature specifiche, e la ricerca dell’utilizzo di altre miscele di gas respirabili. Bombole ad alta pressione e compressori veloci hanno accelerato la pratica delle immersioni profonde e hanno permesso un tempo di esposizione prolungato.

Dalla metà alla fine degli anni ’80 c’è stata una gran quantità di sperimentazioni di miscele di gas da parte di subacquei sportivi e di esperimenti tecnologici. Si tratta di quello che oggi chiamiamo "laboratorio vivente" fatto da subacquei sportivi con esposizioni estreme.
 

Nei primi anni ‘90 alcune Agenzie didattiche subacquee offrirono le prime certificazioni Trimix al di fuori del settore subacqueo commerciale e militare.
Nel 1997 la NAUI divenne la prima Agenzia tradizionale che utilizzava miscele con elio per la formazione e nel 1998 pubblicò le Tabelle NAUI RGBM per l’utilizzo del Trimix.

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