Comprendiendo la “Contradifusión Isobárica”

Tal vez exista un concepto equivocado: Que la contradifusión isobárica no es motivo de preocupación para los buzos, y que esto quede exclusivamente para los centros experimentales. 

La contradifusión isobárica (a la misma presión – profundidad) no es ni más ni menos que tener dos gases moviéndose en dirección opuesta, y dependiendo de los gases o de la carga de gases en los tejidos, puede que se disuelva (cargue) más gas en los tejidos a una profundidad estable. 

¿Y es importante tenerlo en cuenta para un buzo recreativo? Probablemente no, porque los buzos recreativos no realizan cambios de gases durante el buceo. Pero los que realizan buceo técnico, eventualmente sí cambian de gases en el ascenso/descompresión, o cambian los ajustes del CCR para optimizar la descompresión manteniendo presiones parciales de O2 constantes. 

Buceo recreativo con aire

Inicialmente, mientras estemos en superficie, los gases disueltos en nuestros tejidos permanecen en equilibrio con la presión de los gases en la atmósfera que nos rodea, sin absorber ni desprender gases. A medida que descendemos durante el buceo, la presión se incrementa y en nuestros tejidos se empiezan a disolver los gases que respiramos de acuerdo con la Ley de Henry, en donde la cantidad de gas disuelto es equivalente a la presión parcial del mismo. 

A medida que pasa el tiempo, nuestros tejidos absorberán cada vez más gases hasta saturarse a esa profundidad. Después que dejamos el fondo y mientras estamos subiendo hacia la superficie, nuestros tejidos liberan estos gases disueltos. En caso de ascender a una velocidad excesiva, existe el riesgo de que los tejidos y la sangre se descompriman bruscamente y se generen burbujas potencialmente perjudiciales. 

Descompresión

Finalmente, y para minimizar el estrés descompresivo, es necesario hacer paradas de descompresión mientras ascendemos para que los tejidos puedan eliminar el exceso de gas disuelto sin exceder su límite máximo de sobresaturación (valor de M). Después de alcanzar un punto en el que el tejido que controla la descompresión esté por debajo del valor de M durante una parada, podemos ascender hacia la siguiente parada de descompresión o hacia la superficie. 

Concluyendo, este es el concepto básico de la descompresión que se viene utilizando en buceo desde comienzos del siglo pasado. Es decir, minimizar la formación y el crecimiento peligroso de burbujas durante el ascenso al controlar la absorción y liberación gradual de gases en nuestros tejidos mediante paradas de descompresión establecidas.

Contradifusión isobárica

Hay mucho contenido teórico en la contradifusión isobárica (CDI), descrito por primera vez en 1975 por los doctores Lambertsen e Idicula, de la Universidad de Pennsylvania. Se refiere a la difusión simultánea de dos o más gases en direcciones opuestas, a presión ambiente constante. Para nosotros los buzos, los gases de interés son el helio (He) y el nitrógeno (N2).

CDI profunda

Si un buzo estuvo buceando con una mezcla con nitrógeno (gas pesado) y durante la descompresión cambia a respirar otra mezcla que contenga helio (gas liviano), podría producirse la CDI cuando el He empieza a disolverse en los tejidos más rápidamente que lo que egresa el N2, o viceversa, a una profundidad determinada. Esto crea un movimiento a contracorriente de gases inertes en los tejidos. 

Si un gas se eliminara más lentamente de un tejido, que el que otro ingresara, y la presión total de los gases disueltos en los tejidos excediera el límite máximo de sobresaturación (valor de M) para esa profundidad, podrían formarse burbujas al salir el gas de la solución tisular, causando un accidente de descompresión.

Difusión

Otro punto para considerar es la velocidad de difusión o la velocidad a la que el gas entra y sale de la solución: el helio difunde 2,67 veces más rápido que el nitrógeno. Dado que los átomos de He son mucho más pequeños que las moléculas de N2, el primero de ellos saldrá en menos tiempo en que el segundo ingrese, por lo que la eliminación del He debería producirse en un menor tiempo que el ingreso del N2, en consecuencia, el efecto definitivo será que la carga de gas inerte de los tejidos disminuye.

Solubilidad

Y existe un tercer punto propuesto por Steve Burton, que tiene en cuenta la solubilidad de los gases. Supone que una descompresión puede realizarse de forma segura, cuando la sumatoria de todas las presiones parciales de los gases inertes disueltos en un determinado tejido son menores que el valor de M para ese tejido.

Para los tejidos lipídicos, el factor de solubilidad del Nitrógeno y del Helio en una solución grasa (ejemplo de tejidos rápidos) son los siguientes:

La solubilidad del nitrógeno es 0,067 y la del helio 0,015. Significa que el N2 es 4,46667 veces más soluble que el He. Vale decir casi 5 veces mayor. De allí que establece que es necesario limitar el cambio en el porcentaje de N2 en la mezcla respiratoria en 1/5 de la variación en el porcentaje de He en la nueva mezcla respiratoria.

% reducción de He	Aumento % de N2 permitido
10	2
20	4
30	6
40	8
50	10
60	12
70	14
80	16
90	18

A modo de ejemplo explicativo, un cambio de mezcla de fondo Trimix 20/25/55 (oxígeno/helio/nitrógeno) a una Nitrox 32 (oxígeno/nitrógeno) sería problemático, ya que el nitrógeno salta del 55% (de la mezcla Trimix) al 68% (de la mezcla Nitrox), es decir un salto del 13%, cuando de acuerdo con la “regla de los quintos” sugiere un aumento máximo permitido en el porcentaje de nitrógeno para una caída del 25% en helio, de sólo el 5%.

Manifestaciones de CDI

Superficial

La CDI superficial se produciría a nivel de la piel. Ocurriría cuando el gas inerte de la mezcla respirada por el buzo difunde más despacio que el gas inerte que lo rodea. Supongamos que un buzo estuviera dentro de una cámara hiperbárica presurizada con una mezcla Heliox, mientras el buzo respira aire. El He del ambiente difunde rápidamente en la piel, mientras que el N2 lo hace más lentamente desde los capilares hacia la piel y fuera del cuerpo. Esto produce sobresaturación en determinados puntos de la piel con la formación de burbujas de gas inerte. Estas pueden provocar lesiones eritematosas (rojas) y dolorosas en la piel.

Profundo

La CDI de los tejidos profundos se generaría cuando el buzo respira diferentes gases inertes en secuencia. Como cuando se intercambia a una mezcla respiratoria que tiene un gas inerte de diferente difusividad. Es decir, de un gas de viaje Nitrox a otro de fondo Trimix. Un gas con alta difusividad ingresa hacia el interior de un tejido más rápidamente que un gas de difusión más lenta hacia afuera. Habrá sobresaturación de algunos tejidos y formación de burbujas, que pueden causar picazón en la piel y dolor en las articulaciones.

Oído interno

Finalmente, en un estudio más reciente, realizado por los doctores Doolette y Mitchell sobre la Enfermedad por Descompresión del Oído Interno, proponen que el cambio de una mezcla respiratoria rica en He a otra mezcla rica en N2 (cambio de Trimix a Nitrox) en el ascenso, podría generar sobresaturación transitoria de gas inerte en el oído interno y provocar manifestaciones de ED del oído interno (mareos, náuseas, vómitos y nistagmus). Esto guardaría relación con estructuras anatómicas y fisiológicas muy particulares del oído interno (endolinfa y perilinfa).

Para minimizar la CDI, Bruce Wienke (1940-2020) recomendaba:

• Todos los buzos de un equipo utilizan los mismos gases para que un buzo “sin aire” que estaba respirando aire o Nitrox en profundidad, no comparta aire con otro buzo que estaba respirando Trimix.
• Inflar el traje seco con aire o Argón, no con gas de descompresión.
• Minimizar el uso de N2 (incluso para la descompresión) y “lavar” le gas inerte con O2 en la zona poco profunda (6 metros).

Dr. GMauvecin

Foto de portada: U.S. Indo-Pacific Command on VisualHunt

Referencias

1. Lambertsen, Christian J (1989). Relations of isobaric gas counterdiffusion and decompression gas lesion diseases. In Vann, RD. “The Physiological Basis of Decompression”. 38th Undersea and Hyperbaric Medical Society Workshop UHMS Publication Number 75(Phys)6-1-89. http://archive.rubicon-foundation.org/6853. 
2. D’Aoust, B. G., Smith, K. H., Swanson, H. T., White, R., Harvey, C. A., Hunter, W. L., … Goad, R. F. (1977, August 26). Venous gas bubbles: production by transient, deep isobaric counterdiffusion of helium against nitrogen. 
3. Rostain, JC; Lemaire, C; Gardette-Chauffour, MC; Naquet, R (1987). Bove; Bachrach; Greenbaum (eds.). “Effect of the shift from hydrogen-helium-oxygen mixture to helium oxygen mixture during a 450 msw dive”. Underwater and Hyperbaric Physiology IX. Bethesda, MD, USA: Undersea and Hyperbaric Medical Society.
4. Doolette, David J; Mitchell, Simon J (June 2003). “Biophysical basis for inner ear decompression sickness”. Journal of Applied Physiology. 94 (6): 2145–50. doi:10.1152/japplphysiol.01090.2002. PMID 12562679.
5. Burton, Steve (December 2004). “Isobaric Counter Diffusion”. ScubaEngineer.