Personas ahí abajo, física y fisiología de buceo
Llegados a este punto sabemos todo lo importante sobre el entorno de buceo. Es decir, conocemos todas aquellas variables externas que nos afectan a los buceadores y cómo nos afectan. Hemos visto también, cómo el equipo de buceo nos permite, con total solvencia, superar esas «barreras». En este apartado veremos el porqué. ¿Por qué nos afectan esas variables del entorno? Vamos a ver algunos aspectos físicos y fisiológicos que, como buenos buceadores, debemos conocer muy bien.
La presión al bucear
Podemos definir la presión como el peso que ejerce el aire de la atmósfera sobre nosotros. De hecho la medida de presión que empleamos se denomina atmósfera (o bar/bares de presión), que además son equivalentes entre sí. También sabemos que, si estamos a nivel del mar, la presión que tenemos es de un bar ó una atmósfera y lo escribimos así: 1At ó 1bar.
Debemos saber cómo funciona la presión en el buceo porque, directamente afecta a nuestro físico y después veremos cómo; pero ya podemos anticipar que es el concepto más clave del buceo recreativo.
Sabiendo esto, como buceadores tenemos que saber que el peso que ejerce el agua sobre nosotros es mucho mayor que el del aire (el agua es más densa que el aire, por lo que contiene más moléculas en el mismo espacio). Por tanto, cuando buceamos debemos sumar la presión que ejerce todo el aire que tenemos encima y la presión que nos añade el agua que tenemos sobre nosotros. A nivel del mar, ya hemos dicho, que tenemos una atmósfera (un bar) de presión y esa atmósfera la causan los mas de 10.000 km de gases que tenemos en la atmósfera terrestre. En cambio, el agua en tan sólo diez metros ya ejerce sobre nosotros esa misma fuerza, una atmósfera o un bar de presión. Curioso, ¿verdad?
Pues ya sabemos cuál es la presión que tendremos al bucear a diez metros. La presión será de una atmósfera (la fuerza que ejerce el agua que tenemos encima, estando a diez metros de profundidad) más otra atmósfera (que es la que siempre tenemos del aire, estando en tierra, a nivel del mar). Entonces decimos que la presión que tendremos buceando a diez metros es de dos atmósferas o dos bares.
A la presión que ejerce el agua la llamamos presión hidrostática.
La presión del aire se denomina presión atmosférica.
Y la suma de ambas o presión total, es la presión absoluta.
Es sencillo, ¿verdad? Podemos concluir que bajo el agua, siempre tendremos una atmósfera de presión más, cada diez metros de profundidad, a lo que tendremos que sumarle siempre esa atmósfera de presión, que ya tenemos de serie, a nivel del mar. Esa será la presión absoluta. Lo entenderemos mucho mejor viendo la tabla anterior que resume, según la profundidad a la que estemos, tanto la presión hidrostática como la presión absoluta (que es la que nos interesa, como buceadores).
¿Cómo nos afecta la presión a los buceadores?
Hemos de saber que la presión como tal, siendo estrictos, no nos afecta a los buceadores. Es decir; los incrementos de presión que existen en el buceo recreativo y en los demás tipos de buceo, como el buceo en apnea, el buceo técnico o el buceo profesional, no nos afectan por sí mismos.
Pero indirectamente sí que nos vemos influenciados por estos cambios de presión. Para entender esto vamos a ver, a continuación, dos conceptos clave relacionados con la presión. Por un lado está el volumen y por otro la densidad. Y hay un tercer derivado que es la presión en los gases, al cual le dedicaremos buena parte del tema siguiente.
No es la presión per sé la que nos afecta a los buceadores, pero sí es la causante de tres fenómenos, de los que tenemos que saber varios aspectos: El volumen, la densidad y los gases.
Así que la presión, de forma indirecta, sí nos afecta a los buceadores… ¡vamos con ello!
El volumen al bucear
Podemos hacer una prueba cuando queráis comprobarlo. Es sencillo. Llenamos un globo de aire en la superficie o en tierra firme y nos bajamos a bucear con el globo. Cuando estemos a diez metros de profundidad, ese mismo globo tendrá justo la mitad del tamaño que tenía en la superficie. ¿Hay menos aire en el globo? la respuesta es no. Existe el mismo aire, pero sabemos que a diez metros la presión es justo el doble que en la superficie, el aire del globo se ha comprimido y ocupa la mitad del volumen que ocupaba en la superficie.
Si has viajado en avión y te han dado una botella de agua durante el vuelo, te la has bebido y las dejado cerrada… luego, al ir a recogerla tras aterrizar, te habrás dado cuenta de que la botella está chafada y arrugada hacia adentro. ¿Qué ha pasado? es el mismo fenómeno. La presión arriba durante el vuelo, es menor de una atmósfera (una atmósfera es justo lo que hay a nivel del mar), pero al aterrizar… hemos bajado y la presión es mayor a la que teníamos arriba: el aire de la botella se ha comprimido por el incremento de presión y a la botella le pasa lo mismo que hemos comentado en el ejemplo del globo.
En cambio, si la botella hubiese estado llena de agua… no hubiésemos visto tal efecto. ¿Por qué? porque la presión comprime los gases, pero no los líquidos. Tiene mucho más difícil comprimir los líquidos (ya que tienen mayor densidad) pero los gases… son fácilmente compresibles.
¿En qué sentido nos afecta el volumen mientras buceamos?
Veamos en la gráfica cómo son estos cambios de volumen a causa de los cambios en la presión. Y lo mismo ocurre en el sentido inverso, como es lógico: si llenamos un globo con aire a veinte metros de profundidad, ese mismo globo cuando lo subamos a superficie incrementará su volumen al triple (si no explota). ¿Por qué el triple? porque la presión absoluta a 20 metros es de 3 bar y en la superficie de 1 bar. Entonces el volumen se multiplica por tres, como podemos confirmar en la tabla.
Con este ejemplo se ve, claramente, cómo al descender el globo reduce su volumen porque el aire se comprime con el incremento de presión. Al ascender le ocurre todo lo contrario, ya que la presión disminuye, por lo que el globo incrementa su volumen ya que el aire se expande (se descomprime, al reducirse la presión).
Y es por ello que a los buceadores, en cuanto a órganos, músculos y demás no nos afectan significativamente los cambios de presión. Estamos formados por gran cantidad de líquidos, los cuales difícilmente se comprimen. Pero hemos de saber que en nuestro cuerpo serrano tenemos diversas zonas en las que existe aire. ¿Dónde? pulmones, oídos, cavidades paranasales, senos del cráneo, dentro de algún diente si tenemos alguna caries y… sí, en el estómago y los intestinos, sobre todo ¡los más pedorros!
¿Y los pulmones de los buceadores?
No tenemos que ser médicos ni expertos en fisiología pero sabemos desde la escuela cómo es nuestro sistema respiratorio. Los pulmones son unas estructuras anatómicas que contienen el aire que respiramos y donde están los alvéolos pulmonares, que es donde se produce el famoso intercambio gaseoso. La sangre se carga del oxígeno inhalado para repartirla por el organismo y deshecha el dióxido de carbono a través de la exhalación.
También forman nuestro sistema respiratorio, los bronquiolos, los bronquios, la tráquea, la laringe, la faringe y la boca y nariz. Ellos son las autopistas flexibles y elásticas por donde circula el aire que tomamos del exterior y lo encauzan hacia nuestros pulmones. En definitiva los pulmones son uno de los principales espacios donde nuestro cuerpo contiene aire de forma continua.
Nuestros pulmones son uno de los espacios de nuestra fisionomía que se van a comportar como el globo del ejemplo anterior.
El descenso:
Cuando bajamos a bucear, es decir, cuando iniciamos un descenso subacuático estamos bajando de forma continua a zonas donde la presión es mayor. Lo que está ocurriendo entonces, es que estamos respirando el aire que nos da nuestro regulador, que sabemos que nos lo da a la presión ambiente, que es a la que estamos en cada momento mientras buceamos. No hay ningún problema entonces ni hemos de tener nada en cuenta. Los humanos estamos fabricados para poder respirar aire a diferentes presiones, es decir ¡estamos diseñados para poder ser buceadores!
De modo que realizaremos nuestro descenso normalmente, respirando de forma continua y natural, como lo hacemos en tierra o en la superficie haciendo snorkel, sin más.
Y si buceamos en apnea… ¿no se encogerían los pulmones como ocurría con el globo o la botella del avión? Si nos hacemos esta pregunta es muy buena señal. Significa que hemos entendido cómo funciona la presión y el volumen.
Pero ya hemos mencionado anteriormente que somos líquido en nuestra mayor parte y que los alvéolos y vías respiratorias son flexibles y elásticos. Hay quien baja a cien metros de profundidad haciendo apnea, aguanta su respiración y baja a una zona donde la presión es de once bares. Los pulmones se comprimen tan poquito que la compresión del aire no es un problema físico ni médico. al igual que el globo del ejemplo, no se va a romper aunque reduzca su tamaño.
Y como buceadores de primer nivel, en buceo recreativo vamos a bajar como mucho a veinte metros, donde la presión es de tres bares y además no hemos de aguantar la respiración. Respiramos normalmente aire que está a la presión circundante de nuestro entorno. Así que… ¡cero miedos y cero problemas con esto!
Respiramos lenta y profundamente, de forma natural. Como si estuviésemos en tierra o en superficie.
El ascenso:
Ya hemos terminado nuestro buceo y a pesar de las ganas de quedarnos más tiempo ahí abajo… nos toca subir a superficie. Lo mismo que antes, estamos preparados para ello, no hay problema alguno si ascendemos, como aprenderemos, respirando de forma normal y natural.
Pero en este caso, sí vamos a señalar un aspecto importantísimo, que da lugar a la segunda regla de buceo y aunque ya está contenida en la primera, la destacamos porque es lo más importante de la teoría de buceo:
Nunca, jamás se contiene la respiración. Es sencillo, se respira igual que lo hacemos normalmente en tierra.
Volvemos a repetir lo mismo: hemos de respirar normalmente, no debemos aguantar la respiración. En primer lugar porque es la ventaja del buceo recreativo, tenemos aire siempre en nuestra botella. Pero en segundo lugar por lo que vamos a ver a continuación:
Al descender vimos que no había ningún problema. Pero al ascender vimos que si llenábamos el globo de aire a profundidad, al subir a superficie sí podía explotar. Ésto, aplicado al buceo, significa que si tomamos aire de nuestro regulador a quince metros (donde la presión es de 2,5 bar) y subimos a superficie conteniendo esa respiración que hemos dado a quince metros, el volumen de ese aire se va a multiplicar por 2,5. Es decir… el cambio de volumen es más del doble por lo que podríamos sufrir una sobrexpansión pulmonar.
La sobrexpansión pulmonar es lo mismo que le pasaría a ese supuesto globo que explosiona porque su elasticidad tiene un límite. Es un problema grave, por supuesto que sí. Pero es tan sencillo como realizar el ascenso igual que el descenso y el resto del buceo; es decir, igual que en la superficie y en tierra firme. Respiramos normal. Respiramos naturalmente. Como siempre. Sin aguantar el aire. ¡Fácil!
Es muy fácil evitar un accidente de sobrepresión pulmonar pero debemos conocer sus síntomas, como buenos buceadores y saber que éstos se manifiestan de inmediato.
- Fatiga, cansancio, posible tos
- Dolor en el pecho
- Posible paro cardíaco
- Dolor y dificultades para respirar
Si algún buceador sufriera este tipo de accidente debemos tumbarlo, administrarle oxígeno puro de emergencia y trasladarlo rápidamente a un centro médico hiperbárico.
Los pulmones como elemento de control de flotabilidad
El volumen de aire en nuestros pulmones es nuestra herramienta natural para controlar nuestra flotabilidad. Verás que puedes bucear con los pulmones totalmente llenos y tenderás a la flotabilidad positiva. Por contra, si buceas con muy poco volumen de aire en tus pulmones… tenderás a la flotabilidad negativa.
Hemos de bucear respirando de forma profunda y continua, normalmente, como lo haríamos en superficie. Pero descubrirás que, en ocasiones, una vez adquirida la flotabilidad neutra con nuestro chaleco, controlar la flotabilidad con nuestros pulmones es clave y es algo que practicarás tanto en aguas confinadas como en abiertas.
Es posible que hayas probado que, con los pulmones llenos a tope de aire, seguramente tiendas a flotar cómodamente en la superficie. En cambio mientras los vas vaciando, cuesta más mantenerse a flote y si sueltas casi todo el aire en una exhalación profunda, muy seguramente tenderás a hundirte rápidamente.
Los Oídos de los buceadores
Son otro espacio a tener en cuenta en nuestras inmersiones, con ellos ocurre al revés que con los pulmones, dan señales de estar sometidos al cambio de presión en los descensos pero no en los ascensos. Veamos el porqué.
En el descenso
El oído medio contiene aire en su interior. Ese aire al descender se comprime como ya sabemos y es esa compresión del aire que existe en el oído medio la que hace que la membrana del tímpano se doble hacia el interior. Ésto es lo que hace que cuando buceamos sintamos esa pequeña «presión» en el oído y si alguna vez has buceado en la piscina y te has pegado al fondo… seguramente ya habrás experimentado esa ligera molestia. ¿Es un problema? por supuesto que no. De otro modo… no podríamos ser buceadores.
No es un problema porque es muy sencillo de solucionar. Debemos introducir aire en el oído medio para igualar la presión con el exterior y que el tímpano vuelva a su posición. Ya está. Es sencillo, no duele y es algo totalmente normal y natural. A esta acción la denominamos compensar. Y en el descenso debemos hacerlo mientras vamos bajando, metro a metro, poco a poco y de forma normal.
Para realizar la maniobra de compensación o maniobra de Vasalva, hemos de soltar aire por la nariz, pero con ésta pinzada con los dedos. De esta forma introducimos aire en el oído medio, haciendo que se igualen las presiones del oído medio y el externo. El tímpano regresa a su posición normal.
Muchas veces no es necesario ni realizar esta maniobra de Vasalva; nos basta con mover la mandíbula de lado a lado y el oído medio se compensa. Otra forma muy efectiva de compensar es simplemente tragar saliva o realizar el simple hecho de «tragar», ese empuje de la glotis también hace que los oídos se compensen. Son las tres formas de compensar nuestros oídos.
En el ascenso
No se suelen tener ningún tipo de molestias en el ascenso (jamás me ha pasado), ya que al subir hacia la superficie la presión exterior es menor y el oído medio compensa, sin hacer nada ya que está comunicado con la nariz mediante la trompa de Eustaquio.
Si hubiese algún tipo de molestia al ascender es porque quizás vengamos de haber padecido una otitis, otro tipo de infección o estamos buceando acatarrados y las mucosidades están haciendo de barrera y el oído no puede compensar solo. A esto se le llama bloqueo inverso.
Si estuviéramos en esta situación, simplemente recordar que únicamente haremos la maniobra de «tragar» y la de «mover la mandíbula». Jamás hemos de realizar la maniobra de Vasalva en el ascenso. ¿Por qué? porque con la maniobra de Vasalva aplicamos presión mediante el aire que introducimos en el oído medio, para equiparar la mayor presión que existe en el oído externo (porque estamos descendiendo). Pero al ascender es justo al revés: ya tenemos más presión en el oído medio que en el externo, si metemos más presión todavía… estamos forzando el tímpano y podríamos, incluso, tener una rotura de tímpano.
Los senos y el sistema digestivo
Aunamos el resto de partes del cuerpo donde tenemos aire porque no suelen aparecer molestias de ningún tipo al bucear y si aparecen no son tan significativas como ocurre en los casos anteriores.
En nuestro cráneo tenemos unas cavidades aéreas tras la zona de la nariz-pómulos y otras cavidades tras nuestra frente. Son los senos, que están llenas de aire y recubiertas por mucosas. No hay problema con ello ya que el aire que contienen se comunica al exterior por nuestra nariz, es decir… como no hay ninguna barrera se compensan solos ante los cambios de presión mientras buceamos.
Pero hemos de tener en cuenta que si estamos acatarrados, tenemos sinusitis o después de un proceso gripal, que siempre nos duran los mocos algo más de tiempo; estas mucosas pueden estar inflamadas y hacen de barrera. En este caso el aire que tenemos en estas cavidades tendrá más dificultad para salir y sí que nos puede producir molestias. Por ello otra regla del buceo es:
No bucearemos en procesos gripales, si estamos con sinusitis o acatarrados. Las mucosidades y la inflamación de las mucosas pueden no dejarnos compensar bien los oídos y evitan que se compensen los senos.
En cualquier caso, si en el descenso notamos que no podemos compensar los oídos o notamos molestias en los senos, tras nuestra frente, encima de los ojos, detendremos el descenso y ese día… no bucearemos. Habrá que esperar a estar completamente limpio de mocos.
Si en el descenso no hemos notado nada y en el ascenso notamos alguna ligera molestia, simplemente debemos realizar nuestro ascenso muy despacio, moviendo la mandíbula de lado a lado para facilitar la salida del aire a través de las mucosas.
Finalmente con nuestro estómago e intestinos simplemente debemos saber que hemos de bucear con la digestión realizada y si comemos algo antes una inmersión, debe ser algo ligero y fácilmente digerible. Como ocurre en cualquier deporte. Si nos comemos unas fabes o un cocido antes de bucear… los gases que se producirán en nuestro sistema digestivo mientras buceamos, después durante el ascenso, multiplicarán su volumen; lo que nos puede producir alguna molestia (la típica que causan los gases, pero incrementada por ese aumento de volumen).
Del mismo modo, en las caries, sobretodo en las muelas, también puede quedarse algo de aire atrapado, y en el ascenso al aumentar su volumen puede causarnos un pinchazo agudo en esa muela. No es preocupante, pero bueno, es aconsejable tener una buena salud bucodental y bucear con los empastes dentales que hagan falta antes de sufrir cualquier dolor innecesario.
Así que, como buenos buceadores… al agua con los empastes si los necesitas y bien nutridos pero sin comer demasiado ni alimentos que no se digieran bien.
El volumen en nuestro equipo
Los cambios de presión no sólo afectan a nuestro físico como buceadores, también afectan a nuestro equipo. ¿En qué parte de nuestro equipo tenemos aire? Fácil respuesta: en la botella y en el chaleco y nuestro traje. Veamos qué ocurre:
La botella
No nos extenderemos mucho en esto ya que únicamente debemos tener en cuenta que al final de nuestras inmersiones, la botella contendrá mucho menos aire que al inicio del buceo. Nuestra botella pesará algo menos cuando estamos terminando la inmersión.
Es por ello que los buceadores debemos ir correctamente lastrados, para contrarrestar ese menor peso hacia el final de la inmersión. De otro modo, si fuésemos justos de lastre podríamos notar que tenemos flotabilidad positiva hacia el final de la inmersión aún con el chaleco vacío de aire y tenderíamos a subirnos para arriba.
Debemos recordar que hacia el final de la inmersión, la menor cantidad de aire en la botella y su menor peso pueden ser significativos y hacer que adquiramos flotabilidad positiva.
Por ello escucharás a muchos buceadores aquello de «más vale un plomo de más que luchar hacia abajo en el ascenso». No les falta razón pero, en mi humilde opinión, lo que debemos hacer es ir correctamente lastrados. Veremos en el última tema de este curso cómo realizar el control de lastre y lo practicarás en tus sesiones de aguas confinadas y abiertas.
El chaleco y traje
Es nuestro elemento clave del equipo para controlar la flotabilidad. Cuando estamos descendiendo en nuestra inmersión, el incremento de la presión comprime nuestro traje de neopreno o nuestro traje seco, es decir reducimos nuestro volumen. Al reducir nuestro volumen y no cambiar nuestro peso se incrementa nuestra flotabilidad negativa, lo que nos haría seguir descendiendo o nos pegaría al fondo. Es por ello que debemos introducir aire en el chaleco. Ese incremento de volumen nos hará tener flotabilidad neutra.
Si seguimos descendiendo durante nuestra inmersión, debemos recordar que el aire que tenemos en el chaleco seguirá reduciendo su volumen y tendremos que volver a meterle un poco de aire para compensar esa reducción de volumen.
A la inversa sucede en el ascenso. Siempre debemos recordar que mientras vamos ascendiendo, tenemos que vaciar el aire del chaleco. Hemos de tener presente que ese aire que llevamos en el chaleco, al ascender y reducir la presión, incrementa su volumen y ello nos hace tener mayor flotabilidad positiva, lo que nos haría ascender más rápido cada vez.
Hemos de ascender a una velocidad máxima de nueve metros por minuto. Debemos vaciar el aire de nuestro chaleco para realizar un ascenso controlado.
La densidad, inversa al volumen
Los cambios de presión, además de al volumen, afectan también a la densidad. En concreto la densidad se comporta en proporción directa con la presión y totalmente inversa con el volumen. De modo que: a mayor presión, menor es el volumen y mayor es la densidad.
Si lo pensamos es muy fácil de recordar con el ejemplo. Ese globo que hemos hinchado en la superficie, al bajarlo al fondo (es decir, al incrementar la presión) ha reducido su tamaño, porque ha aminorado el volumen del aire que contenía. Pero realmente hay el mismo aire. Es decir, se a reducido su volumen pero ese aire ha de contener las mismas moléculas que contenía en superficie. ¿Qué ha ocurrido entonces? lo que ha ocurrido es que esas moléculas de aire, al incrementar la presión, ahora están «más juntas». Es lo que ha hecho que se reduzca el volumen pero, a cambio, ese aire es más denso que antes en la superficie.
Por lo tanto: a mayor presión, mayor densidad y menor volumen. ¡Lógico!
Si disponemos de un determinado volumen de aire en la superficie, por ejemplo un litro, y lo bajamos a veinte metros de profundidad buceando, P absoluta de 3 atm, el volumen de ese mismo aire será una tercera parte y su densidad será justamente el triple que en la superficie.
¿Por qué influyen los cambios de densidad a los buceadores?
Que el aire se haga más denso al incrementar la presión significa que cuando estamos buceando a quince metros ese aire que disponemos en nuestra botella se gaste antes de lo que lo haría en superficie. Nosotros respiramos una cantidad de aire en superficie, es decir, necesitamos esa cantidad de aire en nuestro organismo. Pero a profundidad, sabemos que ese mismo aire será más denso por lo que necesitamos más cantidad de aire para saciar nuestra necesidad en cada respiración. Veamos un ejemplo con el que nos quedará mucho más claro:
Estamos buceando a quince metros. El aire que respiramos nos lo proporciona el regulador a la presión ambiente que tenemos, es decir, a quince metros serían 2,5 bares. Ese aire es 2,5 veces más denso que en superficie, por lo que necesitamos 2,5 veces más cantidad de aire para llenar nuestros pulmones con el mismo volumen que lo haríamos en superficie.
Aquí podrás ver más información acerca del consumo de aire en nuestros buceos.
El siguiente tema está totalmente dedicado a la respiración de los buceadores, de modo que veremos todo lo referente a los gases, el consumo, la forma de respirar y otros aspectos, en mayor profundidad. ¡Vamos con ello!