Exemplos de efeitos negativos
Intoxicação pelo Oxigênio
A toxidade por um gás é grau em que determinado gás é tóxico para o corpo como um todo, ou de um tecido ou processo específico dentro do corpo. A intoxicação por O2 é um fenômeno que depende da pressão parcial e do tempo de exposição. Esses dois fatores controlam o risco de intoxicação em um determinado mergulho. É por esta razão que os limites dados pelas tabelas são apresentados em termos de pressão parcial e tempos limites. Quanto maior for a pressão parcial menor será o tempo limite, o mesmo comportamento observado nas tabelas de descompressão. Mergulhadores técnicos que empregam misturas respiratórias utilizam nos seus planejamentos de mergulho, além da tabela de descompressão, tabelas de limites de exposição ao oxigênio. Todos os órgãos do corpo podem ser afetados, mas os alvos principais são o pulmão (efeito Lorraine Smith ) e o sistema nervoso central (efeito Paul Bert ).
Efeito Lorraine Smith
O efeito Lorraine Smith trata dos efeitos tóxicos do oxigênio sobre o tecido pulmonar. Os alvéolos são revestidos por uma substancia sulfactante, que impede que os mesmos colabem e permite que eles mantenham sua função de efetuar a troca gasosa. Exposições muito prolongadas de oxigênio em pressões parcias intermediarias podem causar remoção da substancia sufactante e lesões nos alvéolos, fazendo com que o mesmo possa vir a colabar, prejudicando a troca gasosa. Os sintomas são: - dor no peito; - dificuldade de respirar; - diminuição da capacidade vital; - tosse; - Escarros sanguinolentos; Estes sintomas, muito parecidos com um caso grave de gripe, muito raramente causam danos permanentes, principalmente a mergulhadores amadores e técnicos, já que a maioria das exposições com equipamento autônomo, mesmo as superiores a 6 horas de duração estão normalmente dentro dos limites considerados seguros. Esse tipo de problema está mais presente em mergulhos de saturação, tratamentos hiperbaricos longos, e em centro de terapia intensiva em hospitais.
Efeito Paul Bert
Paul Bert em 1878 foi o primeiro a observar os efeitos de altas pressões parciais de oxigênio no sistema nervoso central. Altas pressões parciais de oxigênio alteram o metabolismo das células nervosas, trazendo todo tipo alteração neurológica: as mais comuns costumam ser lembradas com a ajuda do acrônimo CONVANTIT: - Con: Convulsões; - V: Distúrbios Visuais; - A: Distúrbios Auditivos / Zumbido - N: Náuseas; - T: Tremor Muscular / Formigamento; - I: Irritabilidade; - T: Tonturas / dispnéia / Euforia. As convulsões, algo extremamente inconveniente pois pode levar ao afogamento, são raras. No entanto, pode ocorrer sem que nenhum dos outros sintomas apareça, ou seja, sem avisos. É bom lembrar que a convulsão por si só não causa danos, exceto se houver afogamento ou uma pancada na cabeça. A intoxicação do sistema nervoso central, ao contrario da pulmonar, demanda maior atenção dos mergulhadores. O estudos do Dr. Kenneth Donald, a pedido da marinha real Inglesa, em 1942, formaram a base do que se sabe hoje em dia sobre os efeitos do oxigênio no sistema nervoso central. A seguir algumas das conclusões dessesestudos: - Existe uma variação muito grande na tolerância de cada individuo, em relação aos sintomas, em tempo de exposição. - Exposições em ambientes secos (câmara hiperbárica), comparadas com as molhadas apresentavam tolerância 4 a 5 vezes maior. - Esforço físico e exercícios diminuem muito a tolerância ao oxigênio;
Águas Geladas
- Mergulhos em águas geladas (menor que 9 oC) ou muito quentes (maior que 31 °C), parecem diminuir a tolerância ao oxigênio. O objetivo da pesquisa era estabelecer um conjunto de tabelas que apresentassem os limites de tempo para cada profundidade onde seria seguro respirar oxigênio puro. O maior obstáculo encontrado foi a enorme variação de tolerância de indivíduo para individuo, a variação do aparecimento de sintomas e nos tempos de tolerância e, como não bastasse, a variação da tolerância do mesmo individuo de um dia para outro. Um mergulhador fez testes a profundidade de 21 metros respirando oxigênio 100%, exatamente nas mesmas condições, 2 vezes por semana durante 12 semanas: os tempos de aparecimentos de sintomas, variaram de 7 a 148 minutos. Ao final destes testes a marinha real considerou extremamente perigoso mergulhos com oxigênio puro a mais de 7.6 metros (1,76 ppO2) sem descrever nenhum tempo limite. A marinha americana e outras instituições realizaram estudos e publicaram tabelas. As mais utilizadas hoje em dia são as tabelas da NOAA, que trabalha com pressão parcial máxima de 1,6 ata, o que equivale a se respirar oxigênio puro a 6 metros de profundidade. Com os limites do mergulho utilizando ar (21% de oxigénio) é praticamente impossível ter problemas de toxicidade do oxigénio.
Considerações e Explicações
Não existe um "número mágico" de ppO2 segura. Ela depende muito de varios fatores, principalmente do perfil e duração dos diversos segmentos do mergulho, bem como das diversas misturas respiratórias utilizados durante o mergulho. Como regra básica podemos dizer que o sinal amarelo inicia-se em 1,4 de pressão parcial, e a pressão de 1,6 deve ser a máxima utilizada em qualquer circunstancia, pois apesar da probabilidade de convulsão ser pequena, a margem de erro é menor ainda. Ou seja, o limite deve ser evitado se o mergulhador e o mergulho não estiverem em condições ideais, pois situações como frio, esforço físico podem aumentar a probabilidade de intoxicação por O2. Tratamento: A redução da pressão parcial do oxigênio afasta rapidamente os sintomas. Isso pode ser conseguido trazendo o mergulhador para profundidades menores, ou mudando a mistura respiratória, nos mergulhos dependentes. Na persistência dos sintomas, a assistência médica deve ser procurada. Profilaxia: - Teste de tolerância ao oxigênio, aplicado a candidatos aos cursos de mergulho e mesmo para mergulhadores em atividade; - Respeitar os limites da utilização do oxigênio nas misturas gasosas.
Praticamente todos os “gases” com os quais temos contato no cotidiano não são exatamente gases isolados, mas sim misturas de gases. Não conseguimos diferenciar muito bem porque toda mistura gasosa é homogênea, ou seja, apresenta uma única fase, um único aspecto em toda a sua extensão. O melhor exemplo é o ar que respiramos, que é composto basicamente por 78% do volume em massa de gás nitrogênio (N2), 21% de gás oxigênio (O2) e 1% de outros gases, principalmente o gás nobre argônio (Ar), que está presente em uma porcentagem de quase 1% .
Outros exemplos de misturas gasosas que encontramos no dia a dia são o gás de cozinha, que se trata, na verdade, de uma mistura dos gases propano (C3H8) e butano (C4H10); e os cilindros usados para respiração por alpinistas e mergulhadores, que são misturas gasosas de nitrogênio e oxigênio, como o ar, mas enriquecidos com oxigênio (a quantidade de oxigênio armazenada nos cilindros deve ser de 42% em volume).
Visto que estão tão presentes em nosso cotidiano, torna-se importante estudar o comportamento das misturas de gases. Dois aspectos são os mais importantes: a pressão e o volume que esses gases exercem nas misturas das quais participam. Essas grandezas são chamadas de pressão e volume parciais dos gases e correspondem à pressão ou ao volume que o gás exerce ou ocupa de forma individual dentro da mistura nas mesmas condições de temperatura e pressão que a mistura se encontra, e não corresponde à pressão ou ao volume que ele possuía antes de entrar para a mistura gasosa.
Além disso, o estudo dessas grandezas nas misturas gasosas apresenta somente o aspecto quantitativo, e não o qualitativo, ou seja, independe da natureza ou do tipo do gás, mas depende somente da quantidade de matéria (número de mols) dos gases. Isso significa que as relações que serão estudadas adiante e que serão mencionadas para um gás dentro da mistura são válidas também para todos os outros gases que participam da mesma mistura gasosa. É óbvio que, para tal, considera-se que os gases não reagem entre si.
Como depende da quantidade de matéria, podemos concluir o seguinte: Visto que a equação de estado dos gases ou equação de Clapeyron faz as seguintes relações entre as grandezas dos gases: P . V = n . R . T, para as misturas gasosas, teremos:
P . V = (n1 + n2 + n3 + ...) . R . T
ou
P . V = Σn . R . T
A lei de Dalton diz o seguinte sobre a pressão dos gases nas misturas:
“A pressão total exercida por uma mistura gasosa é igual à soma das pressões parciais dos gases que compõem a mistura.”
Ptotal = P1 + P2 + P3 + P4… ou P = Σp
Isso significa que, por exemplo, se a pressão do ar for de 1,0 atm, a pressão parcial do N2 será de 0,78 (78% da pressão total), a pressão parcial de O2 será igual a 0,21 (21% da pressão total da mistura) e a pressão parcial do argônio será de 0,01% (1% da pressão total da mistura).
Essa Lei de Dalton é mostrada também pela fração em quantidade de matéria (X) que relaciona a quantidade de matéria em mol de cada gás com a quantidade de matéria total da mistura:
XY = _nY__
nTOTAL
A fração em quantidade de matéria também é proporcional à relação entre a pressão parcial do gás e a pressão total da mistura gasosa, como mostrado mais acima:
XY = PY
PTOTAL
Com base na Equação de Clapeyron e na Lei de Dalton acima, o físico francês Émile Hilaire Amagat (1841-1915) criou a lei de Amagat, que diz o seguinte sobre o volume dos gases nas misturas:
“O volume total de uma mistura gasosa é igual à soma dos volumes parciais dos gases que compõem a mistura.”
Vtotal = V1 + V2 + V3 + ... ou Vtotal = Σv
Podemos também determinar em porcentagem em volume, que é chamada de fração volumétrica:
X Gás= nGás = Vgás = % em volume de gás
Σn Vtotal 100%
Vídeo Lei de Dalton - Mistura gasosa
Efeito Paul Bert
Paul Bert em 1878 foi o primeiro a observar os efeitos de altas pressões parciais de oxigênio no sistema nervoso central. Altas pressões parciais de oxigênio alteram o metabolismo das células nervosas, trazendo todo tipo alteração neurológica: as mais comuns costumam ser lembradas com a ajuda do acrônimo CONVANTIT: - Con: Convulsões; - V: Distúrbios Visuais; - A: Distúrbios Auditivos / Zumbido - N: Náuseas; - T: Tremor Muscular / Formigamento; - I: Irritabilidade; - T: Tonturas / dispnéia / Euforia. As convulsões, algo extremamente inconveniente pois pode levar ao afogamento, são raras. No entanto, pode ocorrer sem que nenhum dos outros sintomas apareça, ou seja, sem avisos. É bom lembrar que a convulsão por si só não causa danos, exceto se houver afogamento ou uma pancada na cabeça. A intoxicação do sistema nervoso central, ao contrario da pulmonar, demanda maior atenção dos mergulhadores. O estudos do Dr. Kenneth Donald, a pedido da marinha real Inglesa, em 1942, formaram a base do que se sabe hoje em dia sobre os efeitos do oxigênio no sistema nervoso central. A seguir algumas das conclusões dessesestudos: - Existe uma variação muito grande na tolerância de cada individuo, em relação aos sintomas, em tempo de exposição. - Exposições em ambientes secos (câmara hiperbárica), comparadas com as molhadas apresentavam tolerância 4 a 5 vezes maior. - Esforço físico e exercícios diminuem muito a tolerância ao oxigênio;
Águas Geladas
- Mergulhos em águas geladas (menor que 9 oC) ou muito quentes (maior que 31 °C), parecem diminuir a tolerância ao oxigênio. O objetivo da pesquisa era estabelecer um conjunto de tabelas que apresentassem os limites de tempo para cada profundidade onde seria seguro respirar oxigênio puro. O maior obstáculo encontrado foi a enorme variação de tolerância de indivíduo para individuo, a variação do aparecimento de sintomas e nos tempos de tolerância e, como não bastasse, a variação da tolerância do mesmo individuo de um dia para outro. Um mergulhador fez testes a profundidade de 21 metros respirando oxigênio 100%, exatamente nas mesmas condições, 2 vezes por semana durante 12 semanas: os tempos de aparecimentos de sintomas, variaram de 7 a 148 minutos. Ao final destes testes a marinha real considerou extremamente perigoso mergulhos com oxigênio puro a mais de 7.6 metros (1,76 ppO2) sem descrever nenhum tempo limite. A marinha americana e outras instituições realizaram estudos e publicaram tabelas. As mais utilizadas hoje em dia são as tabelas da NOAA, que trabalha com pressão parcial máxima de 1,6 ata, o que equivale a se respirar oxigênio puro a 6 metros de profundidade. Com os limites do mergulho utilizando ar (21% de oxigénio) é praticamente impossível ter problemas de toxicidade do oxigénio.
Considerações e Explicações
Não existe um "número mágico" de ppO2 segura. Ela depende muito de varios fatores, principalmente do perfil e duração dos diversos segmentos do mergulho, bem como das diversas misturas respiratórias utilizados durante o mergulho. Como regra básica podemos dizer que o sinal amarelo inicia-se em 1,4 de pressão parcial, e a pressão de 1,6 deve ser a máxima utilizada em qualquer circunstancia, pois apesar da probabilidade de convulsão ser pequena, a margem de erro é menor ainda. Ou seja, o limite deve ser evitado se o mergulhador e o mergulho não estiverem em condições ideais, pois situações como frio, esforço físico podem aumentar a probabilidade de intoxicação por O2. Tratamento: A redução da pressão parcial do oxigênio afasta rapidamente os sintomas. Isso pode ser conseguido trazendo o mergulhador para profundidades menores, ou mudando a mistura respiratória, nos mergulhos dependentes. Na persistência dos sintomas, a assistência médica deve ser procurada. Profilaxia: - Teste de tolerância ao oxigênio, aplicado a candidatos aos cursos de mergulho e mesmo para mergulhadores em atividade; - Respeitar os limites da utilização do oxigênio nas misturas gasosas.
Praticamente todos os “gases” com os quais temos contato no cotidiano não são exatamente gases isolados, mas sim misturas de gases. Não conseguimos diferenciar muito bem porque toda mistura gasosa é homogênea, ou seja, apresenta uma única fase, um único aspecto em toda a sua extensão. O melhor exemplo é o ar que respiramos, que é composto basicamente por 78% do volume em massa de gás nitrogênio (N2), 21% de gás oxigênio (O2) e 1% de outros gases, principalmente o gás nobre argônio (Ar), que está presente em uma porcentagem de quase 1% .
Outros exemplos de misturas gasosas que encontramos no dia a dia são o gás de cozinha, que se trata, na verdade, de uma mistura dos gases propano (C3H8) e butano (C4H10); e os cilindros usados para respiração por alpinistas e mergulhadores, que são misturas gasosas de nitrogênio e oxigênio, como o ar, mas enriquecidos com oxigênio (a quantidade de oxigênio armazenada nos cilindros deve ser de 42% em volume).
Visto que estão tão presentes em nosso cotidiano, torna-se importante estudar o comportamento das misturas de gases. Dois aspectos são os mais importantes: a pressão e o volume que esses gases exercem nas misturas das quais participam. Essas grandezas são chamadas de pressão e volume parciais dos gases e correspondem à pressão ou ao volume que o gás exerce ou ocupa de forma individual dentro da mistura nas mesmas condições de temperatura e pressão que a mistura se encontra, e não corresponde à pressão ou ao volume que ele possuía antes de entrar para a mistura gasosa.
Além disso, o estudo dessas grandezas nas misturas gasosas apresenta somente o aspecto quantitativo, e não o qualitativo, ou seja, independe da natureza ou do tipo do gás, mas depende somente da quantidade de matéria (número de mols) dos gases. Isso significa que as relações que serão estudadas adiante e que serão mencionadas para um gás dentro da mistura são válidas também para todos os outros gases que participam da mesma mistura gasosa. É óbvio que, para tal, considera-se que os gases não reagem entre si.
Como depende da quantidade de matéria, podemos concluir o seguinte: Visto que a equação de estado dos gases ou equação de Clapeyron faz as seguintes relações entre as grandezas dos gases: P . V = n . R . T, para as misturas gasosas, teremos:
P . V = (n1 + n2 + n3 + ...) . R . T
ou
P . V = Σn . R . T
A lei de Dalton diz o seguinte sobre a pressão dos gases nas misturas:
“A pressão total exercida por uma mistura gasosa é igual à soma das pressões parciais dos gases que compõem a mistura.”
Ptotal = P1 + P2 + P3 + P4… ou P = Σp
Isso significa que, por exemplo, se a pressão do ar for de 1,0 atm, a pressão parcial do N2 será de 0,78 (78% da pressão total), a pressão parcial de O2 será igual a 0,21 (21% da pressão total da mistura) e a pressão parcial do argônio será de 0,01% (1% da pressão total da mistura).
Essa Lei de Dalton é mostrada também pela fração em quantidade de matéria (X) que relaciona a quantidade de matéria em mol de cada gás com a quantidade de matéria total da mistura:
XY = _nY__
nTOTAL
A fração em quantidade de matéria também é proporcional à relação entre a pressão parcial do gás e a pressão total da mistura gasosa, como mostrado mais acima:
XY = PY
PTOTAL
Com base na Equação de Clapeyron e na Lei de Dalton acima, o físico francês Émile Hilaire Amagat (1841-1915) criou a lei de Amagat, que diz o seguinte sobre o volume dos gases nas misturas:
“O volume total de uma mistura gasosa é igual à soma dos volumes parciais dos gases que compõem a mistura.”
Vtotal = V1 + V2 + V3 + ... ou Vtotal = Σv
Podemos também determinar em porcentagem em volume, que é chamada de fração volumétrica:
X Gás= nGás = Vgás = % em volume de gás
Σn Vtotal 100%
Vídeo Lei de Dalton - Mistura gasosa
Vídeo: Professor Paulo Valim
Fontes: MundoEducação / ManualOperacionalMergulhoMilitar
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