2024 Autor: Adelina Croftoon | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 02:08
La idea de la famosa novela de ciencia ficción de Alexander Belyaev "El hombre anfibio" pronto puede convertirse en una realidad. Los científicos han desarrollado un método de respiración innovador para buceadores. El acuanauta tendrá branquias artificiales y respirará líquido.
La conquista del elemento agua será posible gracias a una nueva tecnología, según la cual un buceador recibirá el oxígeno necesario de una solución líquida y el dióxido de carbono debe liberarse a través de branquias artificiales directamente en el agua de mar. El autor del concepto es Arnold Lande, un cirujano jubilado que se especializa en cirugía cardiotorácica. Solicitó una patente para una invención que, en su opinión, podría convertirse en realidad en unos años. Lande espera que esta sea una revolución revolucionaria en la historia del buceo en aguas profundas.
Transformación en Ichthyander
Imagina esta imagen. A bordo del barco, el buceador está preparado para la inmersión. El médico inserta dos catéteres largos en la vena femoral, que están conectados por tubos a las branquias artificiales en la mochila del aquanaut. Su sangre ahora circula a través de un dispositivo que absorbe el dióxido de carbono disuelto en ella. El buceador se pone una máscara y, tras asegurarse de que el sistema de suministro de oxígeno funciona, comienza la inmersión. En el agua, conecta la mochila a un torpedo de hélice, que contiene un tanque de oxígeno y una batería para branquias y otros equipos.
A una profundidad de 10 m, donde la presión es de 2 atmósferas, el aire de la máscara se reemplaza por un líquido especial en el que se puede disolver una gran cantidad de oxígeno. Con la ayuda de un anestésico local, el buceador puede superar fácilmente el reflejo de compresión involuntaria de los músculos laríngeos, que normalmente evitaría que se atragantara. Tan pronto como los pulmones se llenan con una solución, la contracción refleja se detiene, el oxígeno ingresa a la sangre y, en este momento, las branquias artificiales comienzan a limpiarla de dióxido de carbono. Es difícil respirar una solución líquida (es decir, para asegurar su circulación en los pulmones), pero un dispositivo especial, la llamada coraza, facilita esta tarea.
Ahora el buceador está completamente listo para el buceo profundo, donde la presión se mide en cientos de atmósferas. La solución líquida en los pulmones no se contrae, por lo que no se ven amenazados por la colosal presión del agua. El Acuanauta tiene la oportunidad de trabajar durante varias horas, después de lo cual rápidamente y sin detenerse sube a la superficie.
Sería un suicidio si usara gas respirable a base de aire al bucear. El aire tiene un 80% de nitrógeno y, a medida que aumenta la presión a medida que el buceador se sumerge más profundo, este gas penetra en los tejidos del cuerpo. Si la presión cae demasiado rápido durante el ascenso, el nitrógeno comienza a liberarse en el torrente sanguíneo humano como burbujas de soda y bloquea el suministro de sangre oxigenada a los tejidos. Esto conduce al desarrollo de la enfermedad por descompresión (enfermedad por descompresión), que puede provocar daño cerebral, parálisis e incluso la muerte.
Pero con el nuevo sistema respiratorio, el "cajón" no amenaza al buceador. Solo respira oxígeno puro a través de la solución y su ascenso a la superficie puede tener lugar rápidamente. A 10 m de la superficie, una persona se coloca boca abajo para que, bajo la influencia de la gravedad, el líquido salga de los pulmones y pueda volver a inhalar la mezcla de aire habitual. A bordo, recibe oxígeno durante un tiempo a través de la máscara, mientras el médico lo desconecta de las branquias artificiales.
Hámsters de aguas profundas
Los experimentos con animales demuestran que, en principio, es posible bucear en aguas profundas con suministro de oxígeno a través de líquido. El profesor Thomas Schaffer, director del Centro de Investigación Pulmonar de Nemours (EE. UU.), Realizó experimentos con hámsteres que respiraban a través de una solución de perfluorocarbono (PFC) enriquecida con oxígeno. Bajo anestesia, los hámsteres fueron colocados en un tanque de presión, donde se creó una presión equivalente a la presión del agua a una profundidad de 300 m. “Sacamos a los hámsteres del tanque y los volvimos a poner a presión atmosférica en menos de un segundo. Todos los animales sobrevivieron. El buceo en aguas profundas con respiración líquida es posible, pero, por supuesto, existen riesgos para los buceadores”, dice Thomas Schaffer.
Arnold Lande no cree que respirar líquido sea el mayor problema: "Los estudios de las décadas de 1960 y 1980 demostraron claramente que respirar un líquido especial es una forma ideal de oxigenar a los buceadores cuando se bucea a grandes profundidades".
El riesgo de desarrollar la enfermedad por descompresión cuando se usa equipo de buceo tradicional ha llevado a los buceadores a bucear raramente a más de 70 m de profundidad.
Hasta ahora, nadie puede decir a qué profundidad máxima permite descender el invento de Lande. Según él, un kilómetro es real.
Parecería que el problema de la enfermedad por descompresión podría resolverse simplemente proporcionando al buceador la oportunidad de respirar oxígeno puro, y no aire o mezcla respiratoria. Pero, desafortunadamente, el oxígeno en grandes cantidades es veneno. La sustitución del nitrógeno atmosférico por un gas inerte químicamente pasivo, por ejemplo, el helio, no es mucho mejor.
La única solución es una lechada altamente oxigenada. No somos peces, no tenemos branquias que puedan absorber oxígeno del medio acuático circundante y emitir dióxido de carbono. Además, el oxígeno en el agua es diez veces menor que en el aire. Por lo tanto, la entrada de agua u otros objetos y sustancias extraños en el sistema respiratorio humano conduce al cese de la respiración y la asfixia, es decir, la asfixia. Además, el agua ordinaria o salada difiere en su composición de la sangre, y los fenómenos osmóticos a nivel alveolar conducen a la destrucción del tejido pulmonar y la propia sangre. Pero los pulmones reaccionan de una manera completamente diferente al perfluorocarbono, en el que el contenido de oxígeno puede ser hasta 20 veces más que en el agua y tres veces más que en la sangre.
Las branquias artificiales eliminarán el dióxido de carbono de la sangre.
Los PFC son químicamente inertes y no tóxicos. Cuando llena los pulmones, hay suficiente oxígeno en la sangre y la solución protege los pulmones del daño causado por el oxígeno puro en forma gaseosa. Hasta la fecha, se han realizado muchos experimentos en ratones y otros pequeños mamíferos. Los animales fueron sumergidos completamente en un recipiente con una solución y respiraron PFC, pero gradualmente se cansaron, porque la densidad y viscosidad de la solución requiere esfuerzos musculares mucho mayores. Arnold Lande va a solucionar este problema utilizando un cinturón de peto.
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