Este documento compara el sistema respiratorio humano con el de la foca Weddell y explica los límites fisiológicos del buceo humano. Explica que la foca Weddell puede bucear a grandes profundidades y durante más de una hora debido a sus pulmones plegables y bazo, mientras que el cuerpo humano solo puede aguantar la presión hasta cierta profundidad debido a la compresión de los gases en los pulmones y la sangre, lo que puede causar descompresión y otras enfermedades.

1. El humano, el buceo, y la foca Weddell Límites del ser humano FIN Relación con “ Bajo Presión” Cuadro comparativo La Foca Weddell El cuerpo humano

2. Relación con “Bajo presión” La relación que podemos hacer entre el texto de “bajo presión” y el sistema respiratorio y los límites del ser humano es que, Alberto, quién se fijaba metas casi imposibles, quería desafiar y ganarle a su propio límite, en este caso, estaba decidido a participar por la búsqueda de la ciudad Atlántida, aunque esta no se encontraba en cualquier lugar, si no, posiblemente estaba bajo los hielos de la Antárdida. Pero ello demandaba excelentes condiciones físicas, entrenamiento constante y habilidades en el buceo de profundidad ya que el que se sometiera a este desafío debía estar 60 minutos aproximadamente debajo del agua, comprendiendo el tiempo de descenso y ascenso, con una temperatura de 4º C y la visibilidad bajo el agua sería óptima y cristalina. Por eso, Alba, su amiga, estaba en desacuerdo con Alberto, porque a pesar de que él tuviera buenas condiciones físicas, ella pensaba que los factores de riesgo eran muchos; uno de los más importantes era la Ley de Henry, y como ellos le llamaban era “Enrique”. Ésta explica la narcosis nitrogenada, o la intoxicación que se manifiesta en los buceadores que respiran aire en botellas cuando la presión por la profundidad disuelve grandes cantidades de nitrógeno en la sangre. Altas concentraciones de este gas producen un efecto narcotizante. Además, la Ley de Henri, explica porque al retornar a la superficie, los buceadores deben subir escalonadamente para permitir que el nitrógeno disuelto en la sangre se libere al disminuir la presión. De no hacerlo así, el buceador corre el riesgo de experimentar los síntomas de la descompresión, resultantes de las burbujas de gas que se desprenden de la sangre al retornar a la presión atmosférica.

3. El cuerpo humano El cuerpo humano está compuesto de materia en sus tres fases básicas (sólida, líquida y gaseosa). La única estructura rígida la constituye el sistema esquelético, el cual tiene la función mecánica de soportar los demás órganos y tejidos (principalmente los músculos y con la ayuda de estos las vísceras). Los componentes del cuerpo unidos directamente al esqueleto (como la mayoría de los músculos) conservan su posición relativa por equilibrio de fuerzas. Luego está el sistema respiratorio, consta de sacos y conductos propios que representa los órganos y tejidos con fase gaseosa por excelencia. El tejido sanguíneo representa la fase líquida más importante del cuerpo. Finalmente todos los demás tejidos (músculos y vísceras) tienen la consistencia propia de la carne: en mayor o menor medida firmes y deformables. Esto ligado a la arquitectura anatómica, permiten definir tres “comportamientos” básicos a tener en cuenta: Cajas rígidas determinadas por el sistema esquelético: la caja craneana (importante por contener cavidades en fase gaseosa –senos nasales, frontales y parafrontales; y parcialmente los conductos auditivos-) y la caja torácica (que contiene los pulmones y el corazón). Las vísceras abdominales: separadas de la caja torácica por el diafragma, pero con tejidos muy elásticos y deformables. La masa sanguínea: en fase líquida, irrigando todo el cuerpo a través de vasos, pero con volúmenes considerables en el corazón y en los órganos muy vascularizados (pulmones y sistema nervioso). Los reflejos de inmersión del hombre El hombre es un ser esencialmente terrestre y por lo tanto su fisiología esta completamente adaptada a este tipo de vida. Como sus coterraneos animales, la fisiología humana ha heredado una serie de mecanismos de respuesta fisiológica y sistemática (no voluntaria) a la situación de la inmersión. Estas respuestas se denominan “reflejos de inmersión” y consisten en: Disminución del ritmo cardíaco: desencadenado por el aumento en la presión arterial. Hipervolemia (aumento del volumen de plasma sanguíneo), que es contrarestado por un aumento en la diuresis (secreción de orina)

4. Límites del ser humano y obligaciones para el buceador Se debe saber que los tres pilares de la física del buceo son el Principio de Arquímedes, la presión y las leyes de los gases. Pero realmente las personas que quieran bucear deberán: estar bien preparados física, mental y psicológicamente. efectuar el reconocimiento medico reglamentario, prestando particular atención al sistema cardio-vascular y respiratorio, oídos y nariz y garganta. Además un buceador debe tener en cuenta lo siguiente:

5. Evitar bucear en presencia de enfermedades respiratorias, del oído o de la piel. No bucear con cualquier grado de intoxicación alcohólica o con sus efectos posteriores. Dormir lo suficiente (al menos 8 horas), siempre que sea posible. No comer excesivamente ni dejar de comer, antes de las operaciones submarinas. Mantener un alto grado de entrenamiento. Realizar ejercicios regulares para endurecerse, tal como: correr, nadar con aletas, bucear sin equipos u otros deportes acuáticos. Mantener una eficiencia general en el buceo. Practicar situaciones reales de emergencia. Conocer los límites físicos propios y tener la suficiente habilidad para evitar el agotamiento. Familiarizarse con el reconocimiento de los síntomas de la Enfermedad Descompresiva. Conocer las señales de mano y visuales. Efectuar prácticas de relajamiento y respiración controlada.

6. Presión ejercida por debajo del mar y sus consecuencias 1. falta de aire 2. problemas para respirar 3. hipercapnia - ritmo cardíaco 4. convulsiones – hipoxia 5.Enfermedad Descompresiva pérdida del conocimiento 6. narcosis del nitrógeno 6 bar 50mts . Muerte 16 bar 150mts. Normalidad 2 bar 10mts. Efectos en el organismo Presión externa Profundidad

7. La foca Weddell La foca Weddell posee unos pulmones plegables y un bazo que actúa a modo de escafandra que parecen constituir algunos de los rasgos que permiten a esa foca nadar a mayor profundidad y aguantar más la respiración que la mayoría de mamíferos. La alimentación de las focas de Weddell se basa en peces y crustáceos que capturan generalmente en los fondos marinos, a más de 300 m. Algunas llegan a sumergirse durante una hora y alcanzar profundidades de 600 m. en busca de comida. Fuera del agua duermen, se relajan y permanecen inactivas hasta en grupos de una docena. Bajo el agua son excelentes nadadoras, muy activas y veloces, y suelen gritar y emitir sonoros gemidos. Para moverse fuera del agua sobre el hielo o nieve, realizan movimientos ondulatorios con el vientre, pegando las aletas al cuerpo Cuando se surmejen pueden permanecer bajo la superficie por más de una hora, se le documenta hasta 82 minutos. Alcanzan profundidades de 600 metros. Pueden nadar a una velocidad de hasta 12 Km./h. Alberto, del texto “bajo presión”, quedó impresionado y maravillado con la velocidad y facilidad que esta foca se sumergió en el agua, llegó al lugar donde el estaba y siguió su camino, y es por eso, que este personaje al que le gustaba tanto superarse, decide seguirla, sin importarle los riesgos en que ponía su propia vida, para poder observarla, imitarla y conocerla más de cerca.

8. El principio de Arquímedes se aplica al buzo como un todo. El cuerpo del buzo (y su equipo) presentan una masa total y desplazan un volumen de agua equivalente al volumen del cuerpo sumergido. El buzo está sometido entonces a un par de fuerzas opuestas: por un lado, el efecto de la gravedad sobre su masa (el peso del buzo y su equipo), por otro lado, la fuerza de flotación ejercida por el agua, equivalente a la masa de agua del volumen desplazado por el buzo. La presión es la fuerza que ejerce un fluido sobre un cuerpo sumergido. Se ejerce de manera homogénea en todos los sentidos a una profundidad dada y los vectores de fuerza serán siempre perpendiculares a la superficie del cuerpo que se ve sometido a ella. La presión absoluta a la que se ve sometido un cuerpo en inmersión es la suma de la presión atmosférica (el peso de la columna de aire) y la presión hidrostática (el peso de la columna de agua). Así, el efecto de presión es menor en altitud que a nivel del mar y debido a que el agua salada es más densa que el agua dulce: a igual profundidad, un buzo en un lago está sometido a menor presión que un buzo a nivel del mar. La presión atmosférica normal a nivel del mar es de 1 atmósfera. La presión ejercida por una columna de 10 metros de agua de mar equivale más o menos a 1 atmósfera de presión. Un bar equivale a aproximadamente a 1 atmósfera (1 atmósfera=1,013 bares). Para calcular mas rápida y sencillamente decimos que por cada 10 metros bajo la superficie del mar es de 2 bar (1 bar= P. atmosférica + 1 bar P. hidrostática). No podemos dejar afuera al Principio de Pascal , que determina que la presión ejercida sobre un cuerpo o fluido se transmite uniformemente a todo el fluido. Esto determina que la presión absoluta debida a la inmersión se transmite automáticamente a cada uno de los tejidos y cavidades del buzo. El cuerpo humano no es en definitiva una masa uniforme. Si bien nuestros tejidos están conformados mayoritariamente por agua (los líquidos idealmente son incompresibles); la presencia de cavidades y el comportamiento físico particular de los fluidos en fase gaseosa (aire) determinan de lejos los límites a que el cuerpo humano puede soportar.

9. La Ley General de los Gases explica el comportamiento de estos con relación a las variables de presión, temperatura y volumen. Así, en una masa constante de un gas la relación entre estas variables se ve definida por la siguiente igualdad: P 1 V 1 P 2 V 2 _____ = _____ T 1 T 2 La ley de Boyle permite explicar la ventilación pulmonar, proceso por el que se intercambian gases entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares. El aire entra en los pulmones porque la presión interna de estos es inferior a la atmosférica y por lo tanto existe un grandiente de presión. Inversamente el aire es expulsado de los pulmones cuando estos ejercen sobre el aire contenido una presión superior a la atmosférica. La ley de Charles establece que el volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta, asumiendo que la presión se mantiene constante. Esto quiere decir que en un recipiente flexible que se mantiene a presión constante, el aumento de temperatura conlleva un aumento del volumen. Esta ley, se aplica en la respiración, cuando el aire entra en los pulmones, generalmente más calientes que el ambiente, se expanden aumentando el volumen pulmonar. Le y de Dalton establece que en una mezcla de gases cada gas ejerce su presión como su los restantes gases no estuvieran presentes. La presión atmosférica es: presión atmosférica (760 mm de Hg) = pO2 (160 mm) + pN2 (593 mm Hg.) + pCO2 (0,3 mm. Hg) + pH2O (alrededor de 8 mm de Hg).

10. Además de todas estas leyes, también etran en juego los factores de disolución y difusión. Es decir, durante la inmersión aumenta considerablemente la presión parcial de nitrógeno, generando un desequilibrio entre la presión parcial y la tensión tisular. Siguiendo las leyes de disolución y difusión de los gases, los tejidos se encontraran en fase de subsaturación y empezarán a absorber N 2 para equilibrarse nuevamente. La sangre y los tejidos nervioso se saturan rápidamente, mientras que los huesos y los tendones son los que más tardan. El proceso inverso se produce en el ascenso, al remontar a la superficie los tejidos de un buzo están en sobresaturación de N 2 y tenderán a liberarlo a tasas equivalentes de desaturación. Vale mencionar también que la Ley de Graham y la ley de Fick, que tienen una influencia certera en el cuerpo de un buzo en inmersión y conllevan una seria de efectos mecánicos y bioquímicos a considerar.

11. Bibliografía http://www.damisela.com/zoo/mam/carnivora/phocidae/weddelli/index.htm http://www.profesorenlinea.cl/swf/links/frame_top.php?dest=http%3A//www.profesorenlinea.cl/fauna/FocadeWedell.htm “ Bajo Presión” Las Leyes de los gases – Ley de Henri Fundamentos del buceo