Carro de la compra

0 Artículos 0,00€

TEORIA DE LA DESCOMPRESIÓN: EL SIGNIFICADO DE LOS VALORES-M

Vie, 21/02/2014 - 09:16 -- editor
Teoría de la descompresión : El significado de los valores -M
Artículo : ¿Qué son los valores -M ?
Del original: Understanding M- values ​​by Erik C. Baker
 
 
El modelo de descompresión " Haldan " o de gases disueltos se basa en tres conceptos : una serie de hipotéticos compartimentos " tisulares " , el cálculo de la saturación de gas que sufren estos y los valores -M .
Mediante el uso de programas de ordenador , son muchos los practicantes de buceo técnico los que planifican sus paradas descompresiva basándose en este modelo . Una buena comprensión de lo que significan estos valores -M puede ayudarles a determinar los factores de conservadurismo adecuados ya evaluar la idoneidad de los diferentes perfiles descompresivos en una determinada inmersión .
 
El término de valor -M fue usado por Robert D. Workman , hacia 1960 , cuando investigaba sobre la teoría de la descompresión para los US Navy Experimental Diving Unit ( NEDU ) . La "M" en los valores M significa "Máximo " . Dada una determinada presión ambiente , un valor -M se define como el valor máximo de la presión ( absoluta ) de un gas inerte que un determinado tejido o compartimento tisular puede tolerar , sin presentar signos evidentes de enfermedad descompresiva . Los valores -M son la representación de los límites del gradiente , entre la presión del gas inerte y la presión ambiente , tolerado en cada uno de los tejidos . Los valores -M también son definidos como " límites de la tolerancia a la sobrepresión " , "tensión crítica" y " límites de sobresaturación " . El término de valor -M es usado normalmente en modelos descompresivos .
 
Antecedentes históricos
 
En el modelo descompresivo " Haldan " o de gases disueltos , los cálculos de la saturación de gas en los hipotéticos tejidos se comparan con " criterios de limitación del ascenso " para determinar un ascenso seguro. En los primeros años de la utilización del modelo, los criterios de limitación en el ascenso se representaban como " ratios de sobresaturación " . Por ejemplo , Haldane observó que un buceador , los " tejidos" eran saturados debido a respirar aire a 10 metros de profundidad, podía ascender a la superficie ( a nivel de mar) sin experimentar signos de enfermedad descompresiva . Debido a que la presión ambiente a 10 metros es el doble que en superficie a nivel de mar, Haldane concluyó que un ratio de 2:1 , entre la presión ambiente antes de ascender y la de después , era tolerada , y por tanto podría ser un criterio de limitación en las normas de ascenso . Este ratio aproximado fue utilizada por Haldane en sus primeras tablas de descompresión . En años posteriores , y hasta la década de los 60 , otras proporciones fueron utilizadas como modelos para extrapolar diferentes tiempo- medios en diferentes tejidos teóricos . La mayoría de las tablas de descompresión de la Marina de los EE.UU. fueron calculadas utilizando este modelo . Sin embargo , había un problema , las tablas calculadas a partir de este modelo eran deficientes a la hora de calcular tiempos de descompresión en inmersiones profundas y / o largas . Robert Workman realizó una importante labor revisando sistemáticamente los modelos existentes así como todas las investigaciones anteriores que se habían realizado por la Marina de los EE.UU. . Llegó a algunas conclusiones importantes . En primer lugar , se observó que la proporción original de Haldane 2:1 ( basada en aire ) era realmente una proporción de 1,58:1 si se consideraba sólo la presión parcial del nitrógeno ( en aquellos tiempos , en la investigación de la descompresión se sabía que el oxígeno no era un factor importante en la enfermedad descompresiva , ésta era causada por los gases inertes como el nitrógeno o el helio ) . En su revisión , Workman observó que la proporción en que un tejido toleraba una cierta sobrepresión variaba en el tiempo- medio de cada compartimento y en cada profundidad. Los datos mostraron que los compartimentos con un tiempo- el medio más rápido admitían más sobrepresión que los tejidos más lentos , y que para todos los tejidos, los ratios de tolerancia a la sobrepresión eran más bajos a medida que aumentaba la profundidad. Entonces , en lugar de utilizar ratios , Workman llamó a la presión parcial máxima tolerada de nitrógeno y helio para cada tejido y en cada profundidad como valor -M . A continuación, crear una gráfica lineal con estos valores -M en función de la profundidad y encontró que coincidía con los datos reales . Determinó , pues, que una proyección lineal de los valores -M sería útil para los programas informáticos .
 
Los valores -M en Workman
 
La representación , que hizo en Workman , los valores -M en forma de ecuación lineal significó paso importante en la evolución del modelo de descompresión de gases disueltos . Sus valores -M establecieron el concepto de una relación lineal entre la presión a una cierta profundidad ( presión ambiental ) y la presión del gas inerte tolerada en cada tejido . Este concepto es importante ya que es un elemento importante ya que se aplica en el modelo actual y es utilizado por diferentes simuladores . Workman expresa los diferentes valores -M según la pendiente y las interjecciones en la ecuación lineal representada ( figura 1) . El valor de superficie es llamado MO ( M sin ​​valor , o M Naughts en inglés ) . Este es el valor de la interjección de la ecuación lineal con el eje de la presión a nivel del mar. La pendiente de la ecuación lineal fue llamado ΔM ( delta M ) y representa el cambio en los valores -M según las diferentes presiones .
 
Los valores -M en Bühlmann
 
 
El profesor Albert A. Bühlmann comenzó haciendo investigación sobre la teoría de la descompresión , 1959 , en el laboratorio de fisiología hiperbárica del Hospital Universitario de Zürich , Suiza . Bühlmann continuó su investigación durante más de 30 años y realizó numerosos avances en la teoría de la descompresión . En 1983 publicó la primera edición ( en alemán ) del libro llamado " Enfermedad descompresiva " . La traducción al inglés fue publicada en 1984 . El libro de Bühlmann se convirtió en la primera referencia para realizar cálculos descompresivos de que dispuso el mundo del buceo deportivo . Como resultado , el algoritmo de Bühlmann se convirtió en la base de cálculo de la gran mayoría de ordenadores de buceo y de programas informáticos para realizar mesas descompresiva .
 
El método de Bühlmann para calcular descompresiones era similar al que describió Workman . Incluye valores -M que expresan una relación lineal entre la presión ambiente y la tolerancia de un determinado tejido a la presión del gas inerte . La principal diferencia entre los dos enfoques es que los valores -M de Workman se basaron en la presión según la profundidad (es decir , buceo a nivel de mar) y los valores -M de Bühlmann se basaron en la presión absoluta ( útil para el buceo en altura ) . Esto se debe a que Workman trabajaba para la Marina de los EE.UU. (que realizaban actividades en su mayoría en el mar ) y en cambio Bühlmann se centró más en el buceo en alta montaña realizado en los lagos de Suiza .
 
Bühlmann publicó dos conjuntos de valores -M que son bien conocidos en el mundo del buceo , el conjunto ZH - L12 del libro de 1983 y el conjunto ZH - L16 del libro de 1990 y versiones posteriores . La " ZH " de esta designación se corresponde con el acrónimo de Zürich , la "L" significa lineal y los números "12 " o " 16" hacen referencia al número de pares de coeficientes ( o valores -M ) para el conjunto de tiempos medios de cada compartimento o tejido para el helio o el nitrógeno . El conjunto ZH - L12 tiene doce pares de coeficientes por dieciséis tiempos medios de tejidos y sus valores -M son determinados empíricamente (por ensayos reales de descompresión ) . El ZH - L16A tiene dieciséis pares de coeficientes por dieciséis tiempos medios de tejidos y sus valores - M son calculados matemáticamente a partir de los tiempos medios basados ​​en la tolerancia de los tejidos al exceso de volumen y de la solubilidad de los gases inertes . El conjunto ZH - L16A de valores -M por el nitrógeno se divide en dos subconjuntos ( B y C ) ya que cuando se comprobó empíricamente el conjunto A derivado a partir de cálculos matemáticos se determinó que no era lo suficientemente conservador en cuanto a los compartimentos intermedios. El subconjunto B ( ligeramente más conservador ) es utilizado en las tablas de cálculos descompresivos y el subconjunto C (aunque más conservador ) es utilizado por los ordenadores de buceo para realizar los cálculos descompresivos a tiempo real .
 
De manera similar a los valores -M de Workman , los valores -M de Bühlmann son expresados ​​a partir de las interjecciones y los pendientes de la ecuación lineal ( figura 1) . El Coeficiente a es la interjección con el eje de la presión absoluta cuando el valor de la presión es 0 , y el Coeficiente B es la pendiente inversa de la ecuación lineal . ( Nota : el Coeficiente no implica que los humanos podemos estar en un medio con un valor de presión absoluta igual a cero , es sólo un requisito matemático para la ecuación sea correcta . El límite bajo del valor de la presión ambiente donde se pueden aplicar los valores -M de Bühlmann es de alrededor de 0,5 atm / bar . )
 
Valores -M DCAP y DSAT
 
Muchos buceadores técnicos reconocerán el conjunto de valores -M 11F6 , utilizado por el programa de investigación de Hamilton : Decompression Computation and Analysis Program ( DCAP ) . Este conjunto o " matriz " de valores -M fue descrito por el Doctor Bill Hamilton y su equipo durante el desarrollo de unas nuevas tablas de descompresión , para utilizar con aire , por la Marina Sueca . Además de su utilidad en el buceo con aire , los valores -M del conjunto 11F6 también funcionan correctamente en el uso del trimix y son la base de cálculo de muchas mesas descompresiva utilizadas en el buceo técnico .
 
Otros buceadores deportivos estarán familiarizados con el Recreational Dive Planer ( RDP ) distribuido por la certificadora PADI . Los valores -M para RDP fueron desarrollados y testados por el Dr. Raymond E. Rogers , el Dr. Michael R. Powell y otros junto con la Diving Science and Technology Corp. ( DSAT ) , una corporación afiliada a PADI . Los valores -M de DSAT fueron verificados empíricamente mediante numerosas pruebas de buceadores monitorizados mediante tecnología Doppler .
 
Comparación de los valores -M
 
Las tablas 1-4 muestran la comparación de los valores -M , por nitrógeno y helio , entre los diferentes algoritmos " Haldanians " que se discuten en el artículo . Todos los valores -M son presentados en formato de estilo Workman . Una evolución o refinamiento de los valores -M es evidente , desde Workman (1965 ) a Bühlmann (1990 ) . La tendencia general es a ser cada vez más conservador . Esta tendencia refleja una intensa búsqueda y validación empírica de los conocimientos adquiridos , así como el uso de la tecnología Doppler ( en ecografías ) para monitorizar la presencia y la cantidad de " burbujas silentes " ( burbujas que son detectables en la circulación pero que no están asociadas a ningún síntoma de enfermedad descompresiva ) .
 
Coherencia de los valores -M
 
Una observación que se puede hacer después de comparar los valores -M obtenidos mediante diferentes algoritmos es que no hay gran diferencia entre ellos . En otras palabras , parece que hay cierta coherencia entre los diferentes valores obtenidos por diferentes investigadores en todo el mundo . Esto es una buena señal, ya que indica que la ciencia ha determinado consistentemente un umbral para los síntomas de la enfermedad descompresiva en la población humana .
 
Formado por los valores -M
 
Los valores -M menudo se expresan en forma de ecuación lineal ( como lo hicieron por ejemplo en Workman y en Bühlmann ) . Este formato es ideal para los programas informáticos ya que les permite calcular los valores -M "on- the- fly " ( a tiempo real ) según lo requieran . El formato lineal permite también la visualización de los valores -M sobre la gráfica de presión . Los valores -M también pueden ser expresados ​​en forma de matriz o de mesa . Las tablas son simplemente la disposición en filas y columnas de los valores -M según cada tiempo- medio de cada compartimento y de sus correspondientes profundidades de parada , que se han calculado previamente . Este formato es útil para realizar comparaciones y análisis detallados . Algunos de los primeros ordenadores de buceo o de programas informáticos para cálculos descompresivos utilizaban el formato de tabla para consultar valores -M por cada parada durante el proceso de cálculo .
 
Características de los valores -M
 
Los conjuntos de valores -M se pueden clasificar en dos categorías , no descompresivos y descompresivos . Los conjuntos no - descompresivos son sólo valores de superficie . Los valores -M de DSAT RDP son un ejemplo . Los perfiles de inmersión sin descompresión están diseñados para que la carga de gas en los compartimientos no exceda los valores -M en superficie . Esto permite un ascenso directo a la superficie en cualquier momento durante la inmersión . Algunos algoritmos no descompresivos son utilizados en los cálculos de ascenso y de descenso .
 
Los valores -M de las tablas descompresiva se caracterizan por tener una variable que determina la pendiente de la ecuación lineal del valor -M en función de la presión ambiente . El valor de la variable de la pendiente será diferente para cada tiempo medio de cada compartimento o tejido . Generalmente , compartimentos con un tiempo medio rápido tienen una pendiente más elevada en comparación con los compartimentos con un tiempo medio más lento . Esto es consecuencia de la mayor tolerancia a la sobrepresión de los compartimentos con un tiempo medio más rápido . Si la pendiente es mayor que 1.0 entonces la línea del valor -M se " expande " en la gráfica de presión y significa que el compartimento en cuestión tolera unos gradientes de sobrepresión mayores a medida que aumenta la profundidad. Una pendiente igual a 1.0 significa que el compartimento tolera la misma sobrepresión independientemente de la profundidad . En cualquier caso , el valor de la pendiente nunca puede ser menor a 1.0 , ya que esto conllevaría que la línea del valor -M coincidiría en algún punto con la línea de la presión ambiental que representaría una situación ilógica en que el tejido no podría soportar ni siquiera la presión ambiente .
 
La recta de presión ambiente
 
La recta que representa la presión ambiente es una referencia importante en la gráfica de presión . Comenzando en el origen de la gráfica , la recta presenta una pendiente igual a 1.0 y simplemente representa los puntos donde la presión de gas inerte de un compartimento es igual a la presión ambiente . Esto es importante porque cuando la presión del gas inerte está por encima de la recta de presión ambiente , se genera un gradiente de sobrepresión . La recta del valor -M representaría el límite establecido del gradiente de sobrepresión soportado por encima de la recta de presión ambiental .
 
Zona de descompresión
 
La " zona de descompresión " es la región de la gráfica de presión entre la recta de presión ambiente y la recta del valor -M ( figura 3) . En el contexto del modelo de gases disueltos , esta zona representa el área funcional donde tienen lugar las paradas descompresiva . En teoría , un gradiente positivo sobre la presión ambiente es deseable que se produzca la salida de gases inertes o descompresión . En algunos casos , por ejemplo cuando hay una fracción alta de oxígeno en la mezcla , el compartimento es capaz de eliminar gas inerte aunque la presión parcial de este sea más baja que la presión ambiental . Un perfil de descompresión eficiente se caracteriza por tener la recta del valor- M del compartimento principal ( director) dentro de los límites de la zona de descompresión . Si representamos en la gráfica las diferentes saturaciones de gas inerte para cada compartimento , cada uno con diferentes tiempos medios , veremos que las rectas entran y salen de la zona de descompresión , dependiendo del compartimento principal o director de cada momento. Generalmente, los compartimentos rápidos se encuentran dentro de la zona de descompresión en el inicio y se convierten en los compartimentos principales ( saturación de gas inerte cerca de las rectas de valores -M ) , más tarde el perfil de la descompresión es controlado por compartimentos más lentos .
 
 
Múltiples gases inertes
 
Actualmente, los modelos para realizar cálculos en gases disueltos se realizan en la base de una premisa . En mezclas donde hay múltiples gases inertes , la presión que ejerce el gas en un determinado tejido es la suma de las presiones parciales de los gases inertes que lo componen , y los tiempos medios de cada gas inerte será específico para cada compartimento . Los algoritmos para realizar cálculos descompresivos utilizando mezclas de gases deben tener en cuenta más de un gas de los que forman la mezcla , por ejemplo , al utilizar trimix deberemos tener en cuenta el helio y el nitrógeno . Los valores -M en estos casos son utilizados de manera diferente por los diferentes algoritmos . Algunos algoritmos utilizan los mismos valores -M tanto por nitrógeno como para el helio ( normalmente son los valores -M por el nitrógeno ) . En el algoritmo de Bühlmann , se calcula un valor -M intermedio , calculado a partir de los valores -M de cada gas y ajustándolos según la proporción de nitrógeno y helio de la mezcla. En la ecuación lineal del valor -M , el coeficiente a ( He + N2 ) y el coeficiente b ( He + N2) son calculados de acuerdo con las presiones parciales del helio ( PHE ) y del nitrógeno ( PN2 ) , de la siguiente manera :
 
a ( He + N2) =
[ A ( He) _PHe + a ( N2 ) _PN2 ] / [ PHE + PN2 ] ;
 b ( He + N2) =
[ B ( He) _PHe + b ( N2 ) _PN2 ] / [ PHE + PN2 ]
 
¿Qué representan los valores -M ?
 
 
Para muchos buceadores los valores -M representan una línea que separa sufrir o no la enfermedad descompresiva . Esto explica porqué algunos buceadores llegan a los límites de sus mesas descompresiva o de sus ordenadores de buceo. La experiencia de la medicina del buceo muestra que los límites establecidos (valores -M ) son a veces inadecuados . El grado de inadecuado varía según el individuo y la situación . Por lo tanto , sería más apropiado describir los valores -m como " una línea continua que pasa por una zona gris ( no definida ) " Figura 2 . Las razones para esta "poca definición " son la complejidad de la fisiología humana , variaciones entre individuos y factores predisponentes a padecer la enfermedad descompresiva . Sin embargo , el modelo para realizar cálculos con gases disueltos ha funcionado bien por los buceadores y el conocimiento sigue creciendo . por ejemplo , originariamente se creía que todos los gases inertes deben permanecer en disolución y que la presencia de burbujas es indicativa de enfermedad descompresiva . Sin embargo, hoy sabemos de la presencia de burbujas silentes en buceadores sin ningún tipo de sintomatología . Por tanto, la realidad es que el gas inerte se encuentra en dos formas durante la inmersión , la mayoría en disolución y una pequeña parte en forma de burbujas . Entonces , un valor -M representa no sólo un gradiente de sobrepresión tolerable por el tejido sino también la cantidad de burbujas también tolerable .
 
Los valores -M son empíricamente verificados , lo que significa que los ensayos reales de descompresión se llevan a cabo con sujetos humanos . Estos ensayos se realizan con un relativo poco número de individuos que intentan representar al resto de buceadores . Pese a la buena información que se obtiene sobre el umbral por presentar síntomas de enfermedad descompresiva (valores -M ) , este proceso no garantiza un umbral universal real para todos los humanos . También son bien conocidos algunos factores que predisponen a padecer enfermedad descompresiva , como son : poca condición física , obesidad , fatiga , drogas , alcohol , deshidratación , sobreesfuerzo , aguas frías , foramen oval persistente , etc . Estas predisposiciones individuales pueden variar temporalmente .
 
Valores -M y conservativismo
 
Pocos síntomas , si los hay, y un razonable bajo riesgo son asociados con los valores -M . Sin embargo, estos criterios no son aceptables para la mayoría de buceadores . La mayoría quieren estar en el rango de ausencia absoluta de síntomas y en un nivel muy bajo de riesgo cuando realizan sus cálculos descompresivos . Afortunadamente , es aceptado por la mayoría de modelos descompresivos y de programas que los cálculos basados ​​solamente en los valores -M no son suficientemente seguros para todos los individuos ni para todas las situaciones . Es por eso que los programas de descompresión incluyen medios para añadir métodos de conservativisme en sus cálculos . Algunos métodos son el incremento ficticio de la fracción de gas inerte utilizado en los cálculos , el uso de una profundidad más profunda a la real , el uso de un tiempo de fondo más largo al real , ajustes de los tiempos medios para sean asimétricos durante la expulsión de gases ( tiempos medios más lentos ) . Algunos programas utilizan más de uno de estos métodos combinados . Estos métodos de conservativisme son eficaces si se aplican adecuadamente . El grado de conservativisme es normalmente calibrado por los buceadores en función de cómo de larga y profunda vaya a ser la inmersión y en función de su experiencia .
 
Grado de conservativismo en relación a los valores -M
 
Se pueden establecer algunas relaciones fundamentales entre los valores -M y los cálculos descompresivos Figura 3 . El cálculo del porcentaje ( % ) de valor -M es utilizado por gran parte de los modelos descompresivos . El profesor Bühlmann , por ejemplo , evaluó varios ensayos de descompresión en base a porcentajes de valores -M y lo reportó en sus publicaciones .
 
El cálculo del porcentaje del gradiente de valor -M es la medida de la proximidad de nuestro perfil descompresivo y de la zona de descompresión . Un 0% de gradiente de valor -M se encuentra sobre la recta de presión ambiente y representa el "suelo " de la zona descompresiva . Un 100% de valor -M se encuentra sobre la recta del valor -M y representa el "techo · de la zona descompresiva .
 
Análisis de perfiles
 
Muchos buceadores quieren conocer con precisión cuál es el efecto de los factores de conservativisme en sus programas de descompresión . Saben que incrementando los factores de conservativisme el programa genera perfiles de inmersión ficticios con tiempos más largos y profundidades más profundas , pero sería útil disponer de una información más precisa de cómo se fundamentan estos cálculos .
 
Tanto el porcentaje de los valores -M como el porcentaje del gradiente de valores -M son útiles para el análisis y la evaluación de los perfiles descompresivos . Utilizando un conjunto de valores -M estándar, diferentes perfiles de descompresión pueden ser evaluados . Esto incluye la comparación de perfiles generados por programas completamente diferentes , utilizando varios algoritmos y modelos descompresivos .
 
 
Valores de referencia universales
 
Los valores -M ZH - L16 de Bühlmann son utilizados por muchos , si no todos , los programas descompresivos que se utilizan en el buceo técnico . Estos valores -M fueron desarrollados y probados en un amplio rango de exposición a diferentes presiones ambiente; desde buceo en altura a buceo a grandes profundidades en el mar. Cuando son usados ​​con el conservativisme adecuado, está probada su " precisión" ( entendiendo " precisión" en el contexto de una ciencia inexacta como la medicina ) . Han convertido los valores de referencia aceptados universalmente para comparar y evaluar perfiles descompresivos . Es una tarea relativamente sencilla , los programadores , incluir los cálculos del porcentaje de valor -M y el porcentaje de gradiente de valor -M en el resumen de los perfiles descompresivos . La tabla 5 es un ejemplo y muestra el efecto de los factores de conservativisme utilizados en un programa descompresivo comercial . En un 0% de factor de conservativisme , el perfil descompresivo se encuentra en un 90% del valor -M y se desarrolla en aproximadamente en un 70% dentro de la zona descompresiva ( 70% de gradiente de valor -M ) . Es evidente que este programa utiliza un nivel mínimo de conservativisme en el que nunca se puede llegar al 100 % del valor -M . Utilizando un 50% de factor de conservativisme (el recomendado por el manual de usuario de este programa ) , el perfil es en el 85 % del valor -M y se desarrolla en un 40-50 % dentro de la zona descompresiva . Con un 100% de factor de conservativisme , el perfil es en un 77 % del valor -M y se desarrolla en un 20-35 % dentro de la zona de descompresión . Véase que los valores mostrados en la tabla 5 se encuentran en la llegada de las respectivas paradas , la cual es la situación más desfavorable ( con mayor riesgo ) . Esto se correlaciona con los bordes de los pasos escalonados del perfil de saturación en la gráfica de presión ( figura 3 ) . Los valores más altos de todos los perfiles son más evidentes en la proximidad de la superficie , lo que significa que un ascenso lento al final de la descompresión siempre es prudente .
 
Margen de seguridad
 
Utilizando los porcentajes de valor -M y un conjunto de valores -M estándar , los buceadores pueden determinar unos límites de descompresión personales . El margen de seguridad seleccionado dependerá de la disposición individual y de la experiencia previa con los perfiles . Una evaluación honesta de la propia aptitud para el buceo con descompresión es siempre importante . Por ejemplo , el autor del presente artículo ( un trabajador de oficina ) escoge un límite personal del 85% del valor - m y un 50-60 % de gradiente de valor -M para una inmersión típica utilizando Trimix . Para garantizar un margen de seguridad fijo , un perfil de descompresión se puede calcular directamente sobre el porcentaje determinado de gradiente de valor -M . La ventaja de este enfoque es la plena consistencia de los cálculos a través de todo el rango de presiones ambiente y el control del proceso sobre el perfil resultante .
 
Adaptado y traducido al catalán por Èric Yherla.
Traducción del catalán al español por Jordi Yherla.
Texto original: Understanding M-values by Erik C. Baker, P.E.