AJUSTES CARDIOVASCULARES E RESPIRATÓRIOS DO MERGULHO EM APNÉIA

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1 UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE EDUCAÇÃO FÍSICA E ESPORTE AJUSTES CARDIOVASCULARES E RESPIRATÓRIOS DO MERGULHO EM APNÉIA Frederico Lopes Rodrigues Torres SÃO PAULO 2004

2 AJUSTES CARDIOVASCULARES E RESPIRATÓRIOS DO MERGULHO EM APNÉIA FREDERICO LOPES RODRIGUES TORRES Monografia apresentada ao Departamento de Esporte da Escola de Educação Física e Esporte da Universidade de São Paulo, como requisito parcial para a obtenção do grau de Bacharel em Esporte. ORIENTADOR: PROF. DR. PAULO RIZZO RAMIRES

3 RESUMO AJUSTES CARDIOVASCULARES E RESPIRATÓRIOS DO MERGULHO EM APNÉIA Autor: FREDERICO LOPES RODRIGUES TORRES Orientador: PROF. DR. PAULO RIZZO RAMIRES O mergulho em apnéia é uma atividade milenar, com número crescente de adeptos leigos e profissionais. Devido ao crescimento do turismo, o tamanho da costa do Brasil, e prática desta atividade em clubes e lagos é válido o aprendizado mais profundo desta atividade. Este esporte provoca diversos ajustes cardiovasculares e respiratórios necessários para regular a homeostase do organismo a altas pressões e baixas temperaturas ao mesmo tempo. O mergulhador deve conhecer a técnica, estar bem fisicamente e ter consciência corporal. O estudo das propriedades físicas do meio líquido em interação com o corpo humano é auxiliador para a prática. Leis dos gases, e anatomia do mergulho são focos importantes para o iniciante evitar os riscos. A imersão do rosto e apnéia são estimuladores do reflexo de imersão, que causa bradicardia, vasoconstrição periférica redirecionando o sangue para os órgãos vitais, aumento da pressão arterial e conservação de O2. Durante o mergulho, ocorrem ajustes no sistema respiratório para proteção contra alta pressão, melhor aproveitamento de O2 e aumento da capacidade de suportar CO2. E, no sistema cardiovascular ocorrem ajustes para aumento no tempo de mergulho em apnéia e conservação de O2. Os ajustes ocorridos durante o mergulho são mais evidenciados em indivíduos treinados em humanos, e, em animais marinhos mais evidenciados. É um esporte bastante interessante que promove ajustes fisiológicos que podem ser úteis para atletas de outras modalidades, desde que haja um acompanhamento especializado.

4 I. INTRODUÇÃO A atividade de mergulho livre em apnéia consiste basicamente do indivíduo encher os pulmões com o ar ambiente (inspiração profunda) na fase pré-mergulho ainda na superfície d água, prender a respiração (apnéia) e imergir totalmente o corpo na água. Após atingir o ponto de ruptura da apnéia, o mergulhador submerge e atinge a superfície para realizar uma nova inspiração. O mergulho em apnéia é uma atividade física capaz de expor o corpo a altas pressões e a baixas temperaturas ao mesmo tempo (LIN, 1988; FERRETTI, 2001; FERRETTI & COSTA, 2003). Devido ao fato do mergulho muitas vezes representar um grande desafio para a homeostase do organismo, consideramos fundamental para uma prática de mergulho segura, que o mergulhador tenha um bom conhecimento dos efeitos físicos e fisiológicos decorrentes da exposição do seu organismo ao meio líquido e sem a possibilidade de respirar. Além disso, é fundamental que o indivíduo esteja em perfeito estado de saúde, tenha uma boa consciência corporal e realize o mergulho através de técnicas estabelecidas, e principalmente, obedeça aos seus limites físicos e psicológicos. Por ser uma atividade com um número considerável de praticantes e com um mercado de trabalho em expansão para os profissionais da área de esporte recreativo e competitivo, devido a grande costa brasileira e ao aumento do ecoturismo em áreas com rios e lagos no interior, realizamos esta revisão da literatura buscando trazer um maior conhecimento sobre os ajustes cardiovasculares e respiratórios desencadeados tanto pela realização da apnéia isoladamente como do mergulho em apnéia. Esta revisão de literatura foi realizada através da busca informações científicas em revistas e livros didáticos sobre fisiologia, bem como de artigos em revistas eletrônicas e

5 informações em sítios (sites) da internet. Primeiramente, buscou-se caracterizar as diferentes formas de mergulho e os feitos extraordinários dos mergulhadores profissionais. Em seguida, caracterizamos os efeitos físicos decorrentes do aumento da pressão hidrostática sobre o corpo do mergulhador e os principais cuidados para se evitar acidentes. A parte principal do trabalho versa sobre os reflexos cardiovasculares do mergulho em apnéia, uma vez que consideramos que a compreensão destes ajustes fisiológicos é importante para que os profissionais da área de Esporte programem atividades de mergulho levando em consideração o aspecto metabólico e cardiovascular envolvidos na atividade de mergulho. Além disso, a compreensão dos ajustes fisiológicos do mergulho tem sido de muito interesse por atletas de outras modalidades como surfistas, nadadores, jogadores de pólo aquático e nado sincronizado, uma vez que os ajustes fisiológicos e prática de técnicas de mergulho podem contribuir para a melhora do desempenho físico nestas modalidades. O desempenho no mergulho é influenciado pelo treinamento físico e de suas técnicas. Deste modo, o conhecimento dos ajustes fisiológicos auxilia na pratica segura desta atividade. Muitos casos de óbitos são registrados nesta atividade, devidos principalmente à falta de conhecimento dos riscos, como a hiperventilação precedendo o mergulho (BOVE & DAVIS, 1990; CRAIG, 1976; EDMONDS & WALKER, 1999). Por outro lado, diversas técnicas de autoconhecimento corporal e de interação com o meio líquido são auxiliadoras da melhor performance. Assim, o mergulhador deve buscar um bom nível de relaxamento e estar bastante ciente e concentrado nos ajustes que o seu corpo irá sofrer durante o mergulho para realizar um melhor desempenho no mergulho e, principalmente, não comprometer a sua saúde física e mental.

6 Finalmente, esperamos que esta revisão sobre os efeitos cardiovasculares e respiratórios do mergulho em apnéia possa ser usada como material de estudo por alunos e profissionais da área de esporte e de educação física.

7 2. REVISÃO DE LITERATURA 2.1 História do mergulho em apnéia O mergulho em apnéia é uma atividade que exige somente as capacidades físicas do praticante sem utilização de aparelhos. Já o mergulho autônomo ou SCUBA (self contained underwater breathing apparatus) utiliza gás pressurizado para que o indivíduo inale o ar e consiga ficar por um maior tempo dentro da água. O mergulho em apnéia é a técnica mais antiga de mergulho, há relatos históricos de atuação de mergulhadores em apnéia de 2000 anos atrás, descrevendo a atividade de mergulhadores de esponjas na Grécia, mergulhadores de pérolas no Golfo Pérsico e Índia, e mergulhadores de alimento marinho da Coréia do Sul e Japão (RANH, 2004). Apesar de diferentes técnicas empregadas pelos grupos em cada região, no geral havia poucas diferenças. Descendo auxiliados por pesos, e subindo com o auxílio de cordas. As técnicas eram similares às dos dias atuais, levando em consideração a evolução tecnológica de nossa era. O mergulho em apnéia chegou a ser considerado uma profissão reconhecida em batalhas navais no passado. Mergulhadores eram contratados para enfraquecer as defesas inimigas realizando ataques nos portos durante o cerco de Tyre (333 a.c.) e Syracuse (415 a.c.) (RANH, 2004). Segundo PIPIN (2004),o fato que realmente marcou o início dos mergulhos em profundidade foi a atuação de um mergulhador de esponjas grego chamado Yorgos Haggi Statti. Em 1911, próximo à ilha de Karphatos no Mar Egeu, um barco da marinha italiana chamado Regina Marguerita foi atingido por forte tempestade, arrastando a âncora do

8 barco, rompendo a corrente e quebrando o mastro do barco. A âncora ficou perdida a ~77 metros. Depois de dias tentando recuperar a âncora sem êxito, o capitão do barco resolveu chamar os mergulhadores de esponjas que tinham certa fama de bons mergulhadores e ofereceu uma recompensa a quem conseguisse a meta. Dentre os mergulhadores estava Yorgos Haggi Statti, que garantia que conseguia mergulhar até 100 metros e prender a respiração por 7 minutos. Ele se ofereceu pelo trabalho em troca de 5 libras esterlinas e a permissão para pescar com dinamite (algo reservado somente para a marinha da Itália). Devido à sua insignificante aparência, o comandante do barco obrigou-o a submeter-se a uma bateria de exames antes de mergulhar. Concluíram que Yorgos Haggi Statti tinha enfisema pulmonar e que ele não deveria realizar os mergulhos. Contrariando as recomendações ele mergulhou 3 vezes no dia para ~77m, onde teve de localizar a âncora, amarrá-la à corda e finalizar o trabalho, sendo puxado pela tripulação ao final de cada mergulho. Além de tudo, Yorgos Haggi Statti criou a técnica de descida com os pés primeiro, sendo esta técnica utilizada nos dias de hoje. Desde então muitos mergulhadores vêm treinando arduamente para superar os recordes nas diferentes modalidades do mergulho em apnéia com fins competitivos. E também, muitos fisiologistas vêm estudando estes atletas com o intuito de melhor entendimento dos seus ajustes fisiológicos proporcionados principalmente à condições extremas. Em 1976, após inúmeras quebras de recordes sucessivas e fortes disputas entre os apneístas, um francês chamado Jacques Mayol superou a barreira dos 100 metros de profundidade descendo com a cabeça voltada para baixo na categoria no limits, marcando a história do mergulho livre.

9 Em 1959 foi fundada a CMAS (Confédération Mondiale des Activités Subaquatiques), entidade reconhecida pelo Comitê Olímpico Internacional. E, em 1992 foi criada a AIDA (Association Internationale pour le Développement de l'apnée). Hoje em dia o mergulho em apnéia é uma modalidade esportiva bastante praticada que possui um aumento crescente no número de praticantes, sejam eles, praticantes recreativos (com o forte advento do turismo ecológico), profissionais (pescadores por todo o mundo), competitivos (quebra de recordes de profundidades) e utilização do mergulho em apnéia para treinamento de outras modalidades esportivas (surfistas, nadadores, atletas de nado sincronizado) Equipamentos e categorias Levando em consideração que em todos os esportes há uma grande evolução na qualidade dos equipamentos necessários para a prática, no mergulho em apnéia não é diferente. A utilização de pesos (lastros) para empurrar os mergulhadores até o fundo, e, depois a subida auxiliada por corda sendo puxado por pessoas em barcos é um costume bastante antigo. Facilitando a descida e a subida, diminuindo o gasto energético e o tempo no fundo. Além de utilização de lastros, mergulhadores criaram nadadeiras colocadas nos pés que auxiliam no deslocamento na água. As máscaras que cobrem os olhos e o nariz são bastante frequentes em praticantes. No passado, mergulhadores apneístas costumavam se proteger do frio com roupas de algodão. Mas, nos dias de hoje são utilizadas roupas de neoprene bastante tecnológicas

10 (revestidas de Titânio, finas ou grossas, adequadas para a temperatura da água a ser enfrentada) que são isolantes térmicos muito eficientes para água gelada. Até mesmo a utilização de roupas que proporcionam maior velocidade e redução no gasto energético caracterizam o desenvolvimento de técnicas de auxílio no mergulho para atingir recordes (FERRETI, 2001). O mergulho em apnéia possui diferentes categorias competitivas divididas em estáticas, dinâmicas e de profundidade: 1) apnéia estática o atleta deve ficar com o corpo e face submersos em apnéia pelo maior tempo possível, normalmente realizado em piscinas; 2) apnéia dinâmica sem nadadeiras consiste na obtenção de maior distância de deslocamento em dada profundidade sem utilização de nadadeiras, normalmente realizado em piscinas; 3) apnéia dinâmica com nadadeiras consiste na obtenção de maior distância de deslocamento em dada profundidade com a utilização de nadadeiras, normalmente realizada em piscinas; 4) lastro constante com nadadeiras consiste na descida até uma profundidade previamente anunciada e retorno até a superfície, utilizando nadadeiras, e, o mergulhador deve realizar toda a prova com o próprio peso (sem utilização de lastros); 5) lastro constante sem nadadeiras consiste na descida até uma profundidade previamente anunciada e retorno até a superfície, sem utilizar nadadeiras, e, o mergulhador deve realizar toda a prova com o próprio peso (sem utilização de lastros); 6) imersão livre consiste na descida até uma profundidade previamente anunciada e retorno até a superfície, sem utilizar nadadeiras, e, o mergulhador deve realizar toda a

11 prova com peso constante (sem utilização de lastros), porém, ele pode utilizar um cabo guia para tracionar na descida e na subida; 7) lastro variável consiste na descida até uma profundidade previamente anunciada com o auxílio de um trenó (sledge) e subida utilizando nadadeiras e/ou tracionando um cabo guia; 8) no limits consiste na descida até uma profundidade previamente anunciada com o auxílio de um trenó (sledge) ou pesos e subida com o auxílio de um balão de ar.

12 Tabela 1 Tabela de recordes de diferentes categorias do mergulho em apnéia (AIDA,2004) DISCIPLINA ATLETA RECORDE DATA ÁGUA LUGAR RECONHECIMENTO CATEGORIA : Apnéia Estática Feminino Apnéia Estática Masculino DISCIPLINA ESTÁTICA Lotta ERICSON (Suécia) Martin STEPANEK (República Tcheca) 6'31" 19/06/2004 Piscina Limassol (Chipre) 8'06" 03/07/2001 Piscina Miami, Florida (EUA) AIDA AIDA > PENDENTE Tom SIETAS < (Alemanha) CATEGORIA : DISCIPLINAS DINÂMICAS Apnéia Renate DE BRUYN Dinâmica (Holanda) sem nadadeiras Feminino Apnéia Dinâmica sem nadadeiras Masculino Apnéia Dinâmica com nadadeiras Feminino Apnéia Dinâmica com nadadeiras Masculino CATEGORIA : Lastro Constante Feminino Lastro Constante Masculino Lastro Constante sem nadadeiras Feminino Lastro Constante sem nadadeiras Masculino Imersão Livre Feminino Imersão Livre Masculino Lastro Variável Feminino Lastro Variável Masculino No limits Feminino No limits Masculino Stig Aavall SEVERINSEN (Dinamarca) Johanna NORDBLAD (Finlândia) Peter PEDERSEN (Dinamarca) DISCIPLINAS DE PROFUNDIDADE Mandy-Rae CRUICKSHANK (Canadá) Martin STEPANEK (Republica Tcheca) Mandy-Rae CRUICKSHANK (Canadá) Herbert NITSCH (Austria) Annabel BRISENO (EUA) Martin STEPANEK (República Tcheca) Tanya STREETER (EUA) Patrick MUSIMU (Bélgica) Tanya STREETER (EUA) Loïc LEFERME (França) 8'47" 11/06/2004 Piscina 104m 25/04/ m Piscina 166m 19/07/ m Piscina 158m 14/06/ m Piscina 200m 18/07/ m Piscina Hamburg (Alemanha) Huy (Bélgica) Aarhus (Dinamarca) Limassol (Chipre) Randers (Dinamarca) -78m 21/03/2004 Mar Grand Cayman (Ilhas Caiman) -103m 10/09/2004 Mar Spetses Island (Grécia) -41m 01/09/2003 Mar Vancouver, BC (Canadá) -66m 12/09/2004 Sea Spetses Island (Grécia) -71m 15/11/2003 Mar Kona, Hawaii (EUA) -102m 23/03/2004 Mar Grand Cayman (Ilhas Caiman) -122m 19/07/2003 Mar Providenciales (Turks e Caicos) -120m 12/11/2002 Mar Playa del Carmen (México) -160m 17/08/2002 Mar Providenciales (Turks e Caicos) -162m 20/10/2002 Mar Nice (França) Processo do doping positivo em progresso AIDA AIDA AIDA AIDA AIDA AIDA AIDA AIDA AIDA AIDA AIDA AIDA AIDA AIDA

13 Descidas de cabeça para baixo e para cima Um fator muito importante que ajudou muito o mergulhador grego Yorgos Haggi Statti a realizar o seu feito foi a técnica que utilizou descendo com a cabeça para cima. Uma particularidade da categoria no limits é que a descida é muito veloz chegando a grandes profundidades, e todos ajustes acontecem rapidamente, porque o aumento da pressão é súbito. Uma descida a 100 metros demora ~2 minutos, sendo que o tempo não é fator limitante, mas sim, a profundidade. O método tradicional da Europa era a descida com a cabeça para baixo, mas esta técnica tem vários fatores negativos. O mergulhador PIPIN (2004) relatou alguns fatores negativos das descidas de cabeça para baixo e fatores positivos das descidas de cabeça para cima. Pipin é um exímio mergulhador cubano ex-recordista mundial que realizava descidas com a cabeça para baixo na categoria no limits. Depois de certo tempo mergulhando desta forma teve a oportunidade de conhecer Umberto Pelizzari (mergulhador italiano ex-recordista mundial), e o viu treinando na categoria no limits com um equipamento que proporcionava descidas com a cabeça para cima, e lembrou o que tinha lido sobre o feito de Yorgos Haggi Statti descendo com a cabeça para cima. Pipin perguntou a Umberto Pelizzari e seu treinador se poderia utilizar o equipamento para fazer um teste, e depois de muita insistência cederam uma oportunidade de teste a Pipin. Uma das muitas práticas explicações de PIPIN (2004) da causa da descida ter sido tão fácil é que o ser humano foi designado e programado perfeitamente a realizar todas

14 suas funções importantes na posição vertical de cabeça para cima. E, ~70% da vida nesta posição, podendo considerar que até mesmo nos sonhos, ~90% das ações estão relacionadas a elementos nesta postura vertical. PIPIN (2004) fez uma relação da posição que boxeadores, judocas e caçadores submarinos com a posição vertical de cabeça para cima, e, estes sempre tentam manter esta posição para manter a confiança e equilíbrio. Outra boa razão para a preferência de descida para cima está na velha filosofia yoguica. Filosofia esta que diz que a melhor energia positiva (Yang) vem de cima e penetra pela cabeça, Yang está flutuando no céu e é transferido pelo Sol. A energia negativa (Inn) está localizada abaixo do corpo, é grossa, pesada e escura. Então, no mergulho em apnéia deve-se descer com a cabeça para cima para levar vantagem das energias positivas (PIPIN, 2004). PIPIN (2004) relatou algumas respostas fisiológicas positivas da descida com cabeça para cima: Quando o mergulho em apnéia é feito na posição de cabeça para cima a pressão hidrostática afeta primeiramente a parte inferior do corpo, começando com as pernas. A maior parte do plasma do sangue circulante está nas pernas e causa a mudança ou transferência sanguínea, que é a translocação do sangue das artérias para os pulmões (PIPIN, 2004). A equalização é melhor quando feita com cabeça para cima. Quando submersos em líquidos os gases sobem, e, na posição invertida os gases tendem a ir para os pés, e não para a cabeça.

15 O coração perde 50% da eficiência muscular e potencial de bombeamento na posição invertida, até mesmo para os yogis que passam certo tempo estudando o coração e ficam bastante nesta posição. Quando o coração está invertido, ele perde a capacidade de sentimentos e sua significância, transmitida pelos nervos. E, ao realizar o mergulho em apnéia os sentimentos são importantes, antes e durante o mergulho as sensações de alerta, vigilância, segurança vêm dos sentimentos. Ao realizar mergulhos em apnéia na posição invertida (cabeça para baixo) ocorre uma penalização do coração e mente reduzindo o potencial humano ~40%. A descida com a cabeça para cima foi uma das razões que Yorgos Haggi Statti conseguiu realizar o mergulho a ~77 metros em 1911 sem nenhum auxílio, sendo algo aceitável e entendível.

16 Descida: categoria imersão livre Subida: categoria imersão livre Descida: categoria no limits Subida: categoria no limits Fig. 1 Subidas e descidas nas categorias: imersão livre e no limits (RUMOAOABISMO, 2004)

17 2.2 Física do mergulho em apnéia Os humanos são animais terrestres que não têm como característica principal adaptação ao meio líquido, ao mergulhar o contato com a água é total. Segundo BOVE & DAVIS (1990), diversas diferenças são encontradas nas propriedades físicas e características entre os meios líquido e gasoso: 1) A água tem maior densidade e viscosidade; 2) Propriedades óticas e acústicas diferem; 3) Água tem grau de condutividade do calor ~25 vezes maior que do ar, e este valor aumenta em águas correntes; 4) Gases respirados em grandes pressões têm diferentes efeitos fisiológicos. Os indivíduos têm que saber lidar com essas diferenças dos meios ajustando corpo e mente para que haja uma melhor interação com o meio líquido Pressão Pode ser definida como quantidade de força por unidade de área. Uma atmosfera (atm) é a quantidade de força ou pressão exercida em corpos pela atmosfera terrestre. No nível do mar a pressão é de 760 mmhg. Devido a incompressibilidade da água, a pressão por ela exercida no corpo do mergulhador aumenta diretamente com a profundidade do mergulho. Essa pressão no mergulhador provém do peso da água (pressão hidrostática), que somado ao peso da atmosfera sobre a água é chamado de pressão absoluta.

18 A cada 10 metros em submersão em água doce a pressão hidrostática aumenta 1 atm, já que a água do mar possui maior densidade que a doce, profundidades pouco menores são necessárias para atingir uma pressão de 760 mmhg no mergulhador. Assim, no mar a 10 m de profundidade a pressão é de ~2 atm, a 20 m a pressão é de ~3 atm, a 30 m a pressão é de ~4 atm, e daí por diante. Assim, fica evidenciado que um mergulho pode expor o corpo humano a elevadas pressões, o que tem efeitos importantes sobre suas funções cardiovasculares e respiratórias. Além disso, as mudanças podem ser muito bruscas dificultando o organismo de realizar ajustes adequados. Segundo McARDLE, KATCH & KATCH (1998), no corpo humano a maioria dos tecidos é formada principalmente de água, sendo incompressíveis e não afetados pelo aumento da pressão externa no mergulho. Porém, há cavidades cheias de ar (pulmões, vias respiratórias, seios da face e espaços do ouvido médio) que são facilmente modificados, acarretando mudanças nos volume e pressão dos gases a qualquer alteração na profundidade. Então, o mergulhador precisa saber compensar mudanças tensionais que ocorrem com diferenças de pressão para evitar prejuízos. Algo que pode ser ressaltado é a ocorrência de mergulhos em lugares não situados no nível do mar, com o aumento da altitude ocorre o declínio exponencial da pressão barométrica. O oxigênio faz parte de 21% do ar a qualquer altitude, porém, ao respirar em grandes altitudes, onde o ar é mais rarefeito, o indivíduo ingere menor quantidade de oxigênio, saturando pouco as hemoglobinas arteriais, fadigando rapidamente, e, podendo até mesmo induzir problemas fisiológicos, médicos e sensoriais (HUEY & EGUSKITZA, 2001).

19 Sendo assim, o sujeito precisa estar bastante treinado e aclimatado para suportar estas condições ambientais impostas Gases do mergulho O ar atmosférico é formado de nitrogênio (79,1%), oxigênio (20,9%), dióxido de carbono (0,033%) e outros gases inertes, sendo muito importantes no mergulho em apnéia. É importante citar o gás monóxido de carbono (CO), extremamente tóxico, que é letal mesmo que em pequenas concentrações no organismo. Na água os gases sofrem alterações causadas pelas modificações em temperatura, pressão e volume. A mudança em qualquer destes fatores isoladamente provoca alteração nos outros fatores, pois, os três estão proximamente ligados. Os gases possuem leis que retratam suas relações: 1) Lei de Boyle Quando a temperatura é constante, volume e pressão dos gases varia diretamente, onde, o produto da pressão pelo volume é sempre constante (PV = K). Então, à temperatura e massa constante, o volume de gás é inversamente proporcional à pressão exercida no gás. A Lei de Boyle pode ser escrita como PV = P¹V¹.

20 Fig. 2 Lei de Boyle (McARDLE, KATCH & KATCH, 1998) 2) Lei de Charles Se a é pressão constante, o volume dos gases varia diretamente com temperatura absoluta (V/T = V¹/T¹). E, se o volume é mantido constante (recipiente rígido), a pressão varia diretamente com a temperatura absoluta (P/T = P¹/T¹). A lei geral dos gases é uma combinação das Leis de Boyle e Charles predizendo o comportamento de uma dada quantidade de gás quando mudanças podem ser esperadas em alguma ou todas as variáveis (BOVE & DAVIS, 1990). A fórmula da lei geral dos gases que indica relação na alteração dos gases é: PV/T = P¹V¹/T¹.

21 3) Lei de Dalton A uma temperatura dada, a pressão absoluta de uma mistura gasosa é igual à soma das pressões parciais que teriam cada um dos gases se eles ocupassem sozinhos o volume total". Esta Lei é importante no mergulho, pois, o ar que respiramos é composto ao nível do mar de aproximadamente 600 mmhg de nitrogênio, 159 mmhg de oxigênio, e, ~1 mmhg de dióxido de carbono e outros gases, quando somados atingem 760 mmhg (1 atm). O fato de não ter somente um gás, mas sim uma mistura (dois, três ou mais gases), implica no cálculo da variação de pressão de cada um dos componentes em todos momentos do mergulho. Esta Lei define que a pressão parcial de um gás é igual à pressão absoluta multiplicada pela porcentagem volumétrica desse gás na mistura. Exemplo: Ao nível do mar (aproximado): Ar Oxigênio = 20% P(pressão absoluta)po2 = 1X20/100 = ~0,2 atm Nitrogênio = 80% PpN2 = 1X80/100 = ~0,8 atm Em um mergulho a 40 metros de profundidade (P = 5 atm): Oxigênio = 20% PpO2 = 5X20/100 = ~1 atm Nitrogênio = 80% PpN2 = 5X80/100 = ~4 atm Desta forma, a análise da ação individual dos gases de uma mistura em função de sua pressão parcial torna-se necessário, pois, a aparição de sua toxicidade indica seu limite de emprego.

22 4) Lei de Henry Da mesma forma que os sólidos se dissolvem na água, os gases se dissolvem na água e em outros líquidos (sangue). É importante a análise do comportamento dos gases comprimidos em relação aos tecidos do corpo. A duração e a profundidade (pressão) do mergulho são importantes na dissolução dos gases no corpo. Além disso, a solubilidade dos gases também é importante, pois, para gases diferentes a pressões idênticas, o numero de moléculas que entram e saem de um líquido é determinado pela solubilidade de cada gás. A quantidade de gás que está para dissolver em um líquido a uma dada temperatura é diretamente proporcional à pressão parcial daquele gás. Então, quando a pressão parcial de um gás dissolvido no líquido aumenta, a quantidade de gás dissolvido no líquido também aumenta. Ao se fazer uma analogia com o mergulho em apnéia, mais nitrogênio é dissolvido no sangue e de lá para os tecidos quando o mergulhador vai mais fundo desde que a pressão do ar no corpo e a pressão parcial do nitrogênio no corpo estão aumentando. Se o indivíduo fica numa menor profundidade, uma menor quantidade de N2 será difundido nos tecidos. O tempo do mergulho também tem forte influência na dissolução de dos gases no sangue (N2), porém, o tempo de duração do mergulho em apnéia é relativamente curto, e, o tempo acaba não sendo tão influente na dissolução do N2. Quando o mergulhador sobe, o nitrogênio extra nos tecidos deve ser removido via sangue e pulmões. Se o mergulhador sobe muito rápido, bolhas se formam nos tecidos e nas articulações causando a doença descompressiva (BOVE & DAVIS, 1990).

23 2.2.3 Flutuação Qualquer objeto colocado em líquido flutua ou afunda dependendo da densidade do objeto em comparação à densidade do líquido. O princípio da flutuação estabelecido por Arquimedes estabelece que qualquer objeto total ou parcialmente imergido em líquido é forçado para cima (força de empuxo) por uma força igual ao peso do líquido deslocado pelo objeto (BOVE & DAVIS, 1990). A força de flutuação de um fluído depende da sua densidade. A água do mar exerce uma força de flutuação maior (maior densidade) no mergulhador comparado à água doce. Assim, mergulhadores fixam mais lastro (peso que facilita submersão) ao corpo no mar. Durante a descida até o fundo no mergulho a pressão aumenta gradativamente conforme a profundidade, e, os gases contidos no corpo do mergulhador também são comprimidos com a pressão. Quando o indivíduo está imerso na superfície da água a pressão é baixa comparada à pressão no fundo, assim, os gases do corpo do mergulhador ficam pouco comprimidos e a densidade do corpo do mergulhador fica mais baixa que o meio (água) fazendo com que seu corpo flutue facilmente. No fundo a situação é inversa, a alta pressão comprime os gases do corpo do mergulhador e a densidade do corpo do mergulhador fica mais baixa que a da água fazendo com que seu corpo afunde. Relacionando a flutuação com a prática, é possível imaginar a trajetória de um mergulhador preste a atingir uma boa marca em profundidade. Já na saída, na descida da superfície está sofrendo ação da flutuação positiva porque os gases no corpo estão expandidos, e, há um certo gasto até atingir a flutuação negativa (gases comprimidos) para afundar rapidamente.

24 Ao chegar no fundo, com flutuação negativa após ter descido muitos metros, o mergulhador não gasta mais energia para aumentar a profundidade, porém, tem de gastar grande quantidade de energia para desacelerar a descida e retomar a subida em flutuação negativa. De outra forma, após ter conseguido subir com muito esforço superando a flutuação negativa. Próximo à superfície a flutuação do mergulhador é positiva devido à expansão dos gases, e, o trabalho do mergulhador é relativamente baixo para subir poupando gasto energético. A utilização de lastros é eficiente saída contra a força de flutuação exercida pelo líquido no mergulhador, auxiliando significativamente na contenção dos gastos energéticos na descida ao fundo. Porém, se a quantidade de lastro estiver acima do necessário, o mergulhador realiza trabalho extra para se manter numa mesma profundidade e evitar o afundamento. 2.3 Anatomia para o mergulhador No corpo humano há espaços ocupados por ar que são afetados por mudanças na pressão. Os três espaços importantes para mergulhadores são os seios da face, ouvidos e pulmões, além do canal respiratório (garganta) e dentes (GRAVER, 2003). Os seios da face formam espaços aéreos que diminuem o peso da cabeça, e servem para esquentar e umidificar o ar inspirado, além de secretarem muco para proteger o corpo da ação de germes. Os canais que ligam os seios da face às passagens nasais normalmente estão abertos, mas, se estiverem congestionados podem causar problemas. Quando os seios da face estão congestionados com muco e o indivíduo vai mergulhar, ocorre uma grande

25 diferença de pressão entre um seio da face e o meio, gerando uma diferença de pressão entre os seios impedindo a equalização da pressão entre eles causando fortes dores no crânio. Fig. 3 Seios da face (PUTZ et al., 2001) Os pulmões são grandes sacos (parecidos com esponjas) localizados juntamente com o coração na cavidade torácica, cercados lateralmente pelas costelas e abaixo pelo diafragma que separa a cavidade torácica do abdômen. Este órgão consiste de muitos bronquíolos e alvéolos, veias sanguíneas e capilares, e tecido elástico. Sua função principal é a permuta gasosa. Os pulmões transferem oxigênio do ar para o sangue venoso e dióxido de carbono do sangue para as câmeras alveolares, de onde é expelido para a atmosfera. Com variações na pressão decorrentes das mudanças de profundidades, os gases contidos nos pulmões sofrem alterações afetando diretamente a forma deste órgão. Nos ouvidos, há um espaço aéreo atrás dos tímpanos chamado ouvido médio. A pressão no ouvido médio precisa ser igual à do ouvido externo para os tímpanos se moverem livremente. As trompas de Eustáquio, que ligam o ouvido médio à garganta, proporcionam esta equalização de pressão do ouvido médio com o externo. Se não ocorrer