L’addestramento funzionale ad un uso sicuro ed efficace dei dispositivi di protezione delle vie respiratorie

Premessa
Il seguente documento è incentrato unicamente sulle necessità formative in riferimento alla performance fisica e prestazionale durante l’intervento con Apparecchi di Protezione delle Vie Respiratorie (APVR). Non è oggetto del trattato la formazione relativa alla movimentazione in sicurezza in ambienti ostili.

Prefazione
In qualità di formatore nell’ambito della protezione delle vie respiratorie è da qualche tempo che mi chiedo se l’addestramento che viene realizzato, al fine di mantenere le abilità apprese al corso di abilitazione iniziale, sia adeguato alla realtà interventistica. La risposta che mi sono dato è: “no, non è assolutamente adeguato!”. Forse una risposta così categorica potrebbe sembrare esagerata a qualcuno. Cercherò quindi nelle prossime pagine di illustrare il mio pensiero. Prendiamo prima di tutto in esame le problematiche che si presentano durante l’attività interventistica di soccorso.

Analisi delle limitazioni
Prima di tutto è il caso di approfondire quali sono le difficoltà che si vengono a creare quando si utilizzano gli apparecchi di protezione delle vie respiratorie e i DPI (dispositivi di protezione individuale) conformi alla normativa UNI EN 469:2014 (1) (indumenti di protezione da indossare durante gli interventi di lotta contro l’incendio). Con una semplice ricerca nel web, è possibile accedere ad una moltitudine di studi che mettono in risalto le limitazioni prestazionali e fisiche che si vengono a creare durante l’uso di questi dispositivi di protezione individuale.
Prendiamo in esame alcuni studi che riguardano gli indumenti conformi alla EN 469, I DPI idonei per interventi NBCR (nucleare, batteriologico chimico e radioattivo) e gli APVR (apparecchi di protezione delle vie respiratorie) (2) :
• Indossare i DPI comporta un incremento del costo energetico del lavoro sia per il peso aggiuntivo che per le limitazioni al movimento. Data l’efficienza energetica intrinseca del corpo (massimo 20-25%, Rodahl, 1989) (3) gran parte di questa energia è “sprecata” sotto forma di calore e richiede di essere dissipata;
• Una misura standard del costo energetico del lavoro è il consumo di ossigeno (VO2max) (4) . In relazione al DPI indossato da vigili del fuoco, (Graveling et al. 1999) (5) hanno dimostrato che, rispetto ad un attività fisica eseguita in tenuta sportiva (pantaloncini e maglietta), indossando il DPI idoneo per interventi di lotta all’incendio (esclusi gli APVR) si riscontra un aumento del consumo di ossigeno di circa il 15-20% al carico di lavoro utilizzato (treadmill ad una pendenza del 7,5% con una velocità di 5 km/h);
• In un altro studio realizzato in Gran Bretagna, (Sykes 1993) (6), che prende in esame gli effetti combinati di autorespiratore e DPI EN 469, si è riscontrato un aumento del dispendio energetico di circa il 33%. La causa è stata associata anche ad una diminuzione nell’esercizio della funzione polmonare (ventilazione) e alla funzionalità cardiaca (Dreger et al, 2006; 2009 (7) ; Nelson et al, 2009);
• Borghols et al, (1978) (8) hanno esaminato l’impatto sulla funzione cardio-respiratoria nel trasportare carichi pesanti sulla schiena durante l’esercizio. Questo studio ha monitorato il consumo di ossigeno (O2), la frequenza cardiaca (FC), e la ventilazione polmonare (VE), durante un esercizio su treadmil impostato 5km/h. I volontari, 9 maschi di media preparazione atletica in buone condizioni fisiche, trasportavano carichi di varia intensità. Gli autori hanno riferito che a riposo e da fermi, si sono riscontrate variazioni minime. Di tutt’altro tenore i risultati in caso di misure effettuate durante la camminata o salite sulla scala. Per ogni kg di massa trasportato si è potuto determinare un aumento di:
-0,03 l.min nel consumo di O2;
-1.1 b.min nella FC;
-0,6 l.min nel VE.
Se prendiamo in considerazione che la somma del peso dei DPI e dell’APVR possono arrivare fino a 25 kg, questi risultati hanno gravi implicazioni sulle prestazioni fisiche dei vigili impegnati durante le operazioni antincendio (fino a 25 b.min e 15 l.min in più per il solo effetto del peso aggiuntivo);
• L’analisi biomeccanica dell’andatura mostra che a causa del carico aggiuntivo, i portatori di APVR tendono a “piegarsi in avanti per riportare il baricentro sopra la base di appoggio” (Gordon et al. 1983, pag. 296) (9) . Tali alterazioni della normale andatura vengono compensate dalla contrazione eccentrica e isometrica dei vari gruppi muscolari che includono i muscoli posteriori della coscia, i muscoli della parte bassa della schiena, la parete addominale, e i vari muscoli delle spalle e del collo. Molti di questi gruppi muscolari agiscono anche come muscoli accessori della respirazione durante i momenti di forte domanda ventilatoria. Inoltre, la contrazione isometrica delle spalle, della parte superiore del torace e degli arti superiori, che come è stato dimostrato limitano il flusso di sangue (Faulkener, 1968) (10) , potrebbero avere un impatto negativo sulla funzionalità dei muscoli respiratori. Infine, tutti questi fattori possono essere esacerbati da stress termici, e possono portare a risultati non ottimali durante le operazioni di lotta all’incendio;
• Uno studio che ha preso in esame gli “indumenti di protezione chimica” (IIIª categoria Tipo 1°a-ET) (11) è quello di (Smolander et al. 1984) (12) . Si è riscontrato un aumento del consumo di ossigeno significativo, nell’ordine del 25-30%;
• L’uso di autorespiratori può anche avere un impatto sulla piena funzionalità respiratoria comprimendo la cavità toracica e conseguentemente aumentando il carico sui muscoli respiratori;
• Si è dimostrato che gli APVR causano una significativa resistenza espiratoria che porta ad aumenti di picco espiratorio esofageo (pressione intratoracica) durante l’esercizio fisico pesante. L’incremento della pressione intratoracica riduce la gittata sistolica e la gittata cardiaca sia a riposo che durante l’esercizio a causa di un flusso di ritorno venoso diminuito, (Michael D. Nelson et al 2008) (13) ;
• La prestazione fisica massima è ridotta quando si respira utilizzando un APVR a causa di una limitazione determinata da un incremento nella resistenza espiratoria, (Neil D. Eves, Stewart R. Petersen, and Richard L. Jones 2003) (14) . In una serie di studi (Brice e Welch, 1983 (15) ; Powers et al, 1986), il VO2max è incrementato in combinazione con una maggiore ventilazione, dimostrando che il sistema respiratorio può limitare la prestazioni massima in individui sani durante la normale respirazione attraverso la bocca. La causa della maggiore resistenza espiratoria, è determinata dal fatto che l’autorespiratore genera una maggiore turbolenza al flusso d’aria;
• Sulla base di una revisione della letteratura scientifica disponibile al momento (1999), si può evincere che indossare il DPI EN469, con l’aggiunta di un APVR, aggiunge un costo energetico stimato di 135 Wm-2 qualsivoglia sia il lavoro eseguito. Per mettere questo in prospettiva, la norma BS EN 28996 (ora sostituita dalla BS EN ISO 8996:2004) (16) fornisce le linee guida per la valutazione del tasso metabolico. Si è suddiviso il ritmo di lavoro in cinque categorie, che vanno da “riposo” a “molto elevato”. Un aumento di 135 Wm-2 eleva la categoria dell’attività di due stadi, in modo che un lavoro definito “basso” diventa “elevato” e “moderato” viene riclassificato come “molto elevato”. Da ciò si può notare che l’impatto sul carico di lavoro è sostanziale, (Hanson 1999) (17).
Oltre alle limitazioni dovute all’uso dei DPI, vi è il carico di lavoro subito dal nostro corpo a causa dello stress psicofisico dovuto all’ambiente ostile nel quale si svolge l’attività di soccorso:
• Ilmarinen e Makinen (1992) (18) hanno presentato uno studio sullo stress termico durante esercitazioni svolte dai vigili del fuoco finlandesi. La ricerca riporta la temperatura rettale finale, in un gruppo di allievi vigili del fuoco di sesso maschile:
-Una temperatura di 38,5-41,4°C in conseguenza di un periodo di formazione esteso (della durata di 1,5 ore) incentrato su attività tipiche antincendio;
-Una temperatura di 38,1-39,3°C al termine di un periodo di 25-30 minuti in un impianto “flashover”;
-Una temperatura di 40,0°C registrata in uno studente al termine di 20 minuti passati in un “casa a fuoco”;
Graveling et al (19) hanno documentato ulteriori casi di temperature corporee elevate. In primo luogo, gli autori hanno visitato un certo numero di scuole di formazione del Regno Unito per registrare le temperature raccolte durante le esercitazioni a caldo. Sono state spesso ottenute e, riconosciute come abituali da personale di vari centri di formazione, temperature superiori a 39°C. In uno di questi centri, la sessione di allenamento è durata circa 30 minuti registrando una temperatura, 40,4°C (con un aumento di 3,3°C). In un altro caso, la temperatura più alta registrata è stata 39,6°C. In seguito a questa ricerca, è stato organizzato in Gran Bretagna, un sistema di controllo della temperatura nelle strutture addette alla formazione. Durante la formazione a caldo denominata “search & rescue” sono stati registrati un totale di 124 record. Di questi, 22 avevano temperature corporee (timpanica) di 39°C o più, con un massimo documentato di 40,5 ° C. Sulla base di questa ricerca gli autori hanno successivamente redatto le linee guida per la formazione a caldo destinate a limitare la temperatura corporea al di sotto 39°C.
• Manning e Griggs (1983) (20) hanno studiato i costi metabolici di lavorare con l’autorespiratore e tentato di determinare se la riduzione della sua massa ridurrebbe la frequenza cardiaca (FC) durante l’estinzione degli incendi. Hanno quindi monitorato la FC di cinque vigili del fuoco professionisti durante alcune esercitazioni antincendio di routine. I risultati hanno mostrato che le attività di estinzione standard sono molto spesso eseguite ad altissima intensità, e che i volontari permanevano quasi esclusivamente sopra la loro “soglia anaerobica”. Ciò ha portato gli autori a concludere che quando viene indossato un autorespiratore “anche un’attività di routine durante l’estinzione degli incendi può essere considerata come uno sforzo notevolissimo”. Non si hanno purtroppo evidenze sull’efficacia della riduzione dei pesi;
• Nel 1984, Louhevaara e colleghi (21) iniziarono una serie di ricerche sugli effetti all’apparato cardiorespiratorio nell’indossare un APVR durante l’esercizio fisico. Inizialmente un gruppo di 12 vigili del fuoco altamente allenati (VO2max di ~ 4.5 l.min-1, o 64,9 ml.kg-1.Min-1) sono stati monitorati nel corso di una serie di visite. Gli autori hanno riferito che gli autorespiratori “hanno ostacolato la respirazione, e ciò ha portato a ipoventilazione”. La ventilazione durante l’esercizio è stata > 63 l.min-1 durante gli esercizi in laboratorio a temperature ambiente;
• Nel 1985, Louhevaara e colleghi (22) hanno nuovamente preso in esame gli effetti dell’autorespiratore sul profilo di respirazione, lo scambio di gas e la frequenza cardiaca durante l’esercizio con tredici vigili del fuoco. Ogni volontario ha realizzato due esercizi su treadmil, una volta in tenuta sportiva e una volta con DPI antincendio e APVR. Come nel precedente studio, la ventilazione ha superato i 63 l.min a temperatura ambiente. Indossare l’autorespiratore durante l’esercizio ostacola lo scambio dei gas, aumenta la frequenza cardiaca e la frequenza respiratoria rispetto ai livelli di controllo. Le variazioni negli scambi gassosi sono state interpretate dagli autori come l’effetto dell’ipoventilazione alveolare che si era sviluppata durante gli esercizi a bassa intensità. La concentrazione di CO2 nel sangue era “probabilmente aumentata ad un livello intollerabilmente elevato, cosa che ha comportato un deciso incremento della frequenza respiratoria” durante le fasi successive dell’esercizio (Louhevaara et al., 1985, p 215) (23);
• L’estinzione degli incendi è considerata una delle occupazioni civili più impegnative fisicamente e pericolose (Gledhill e Jamnik , Guidotti e Clough, 1992) (24) (Lusa et al. 1994) (25) hanno stabilito che, indipendentemente dall’età, dall’esperienza di servizio e dal ruolo rivestito, uno dei compiti più gravosi sperimentati dai vigili del fuoco è quello della attività di ricerca e soccorso nel fumo (smoke diving). Questo compito in genere comporta l’ingresso in una struttura piena di fumo (caldo e che limita fortemente la visibilità) dove il vigile del fuoco deve cercare, a tentoni, le vittime per poi portarle all’esterno. Lo studio ha dimostrato che il lavoro di ricerca e soccorso durante gli incendi suscita risposte di frequenza cardiaca submassimali, (Sothmann et al, 1992) (26) , e pone sotto stress il sistema aerobico (Gledhill e Jamnik, 1992 (27) ; Bilzon et al, 2001) (28);
• Uno studio effettuato in Svezia ha evidenziato che in caso di ambiente molto caldo, 5-600 °C a due metri di altezza, i vigili del fuoco sono “sottoposti ad un attività estremamente impegnativa sia fisicamente che psicologicamente. Le condizioni sono così estreme che sono ai limiti della resistenza umana” (Lindvik et al 1995) (29) . La forza psicofisica così come l’esperienza giocano un ruolo fondamentale ai fini della performance. In questo stesso studio sono stati misurati i diversi valori di aria consumata durante le varie simulazioni. Entrare in un ambiente caldo effettuando una ricerca comporta un consumo medio di 64,5 l.min con una FC >200 b.min-1;
• “Il picco di tensione emotiva provato da un vigile del fuoco avviene in concomitanza con la ricezione della chiamata d’allarme. In certe occasioni, la FC raggiunge valori superiori a 170 b.min-1. Questo a causa di una combinazione di tensione sia psichica che fisica” (Brewer et al. 1999, pg. 30) (30) ;
Adattamento dei vigili del fuoco ai dispositivi di protezione individuale:
• Sembra emergere da alcuni studi che i vigili del fuoco britannici utilizzino l’autorespiratore meno di una volta alla settimana (questo sia in intervento che in addestramento), probabilmente troppo di rado per sviluppare un adattamento del fisico all’uso degli APVR;
• Un indagine finlandese ha recentemente evidenziato che i vigili del fuoco partecipano ad operazioni di soccorso che richiedono il massimo impegno fisico solo circa quattro volte all’anno, cosa che non è sufficiente per ingenerare un adattamento del fisico. Inoltre i vigili del fuoco non sviluppano un adattamento durante gli addestramenti a meno che gli stessi non siano impegnativi per durata, frequenza ed intensità. A causa delle limitazioni dovute alla tipologia di attività, sia i vigili in servizio effettivo che i volontari (e cioè rispettivamente a causa della turnazione e del poco tempo a disposizione) risulta molto difficile sviluppare un buon adattamento all’uso dell’autorespiratore;
• Il calcolo del consumo dei partecipanti all’addestramento pratico in “camera fumo” premia, nella maggior parte dei casi, i subacquei e gli istruttori che operano all’interno dei simulatori a caldo. In entrambi i casi la riduzione dei consumi è probabilmente da interpretare grazie ad una frequenza più elevata della media nell’utilizzo dell’autorespiratore (31). Questo comporta un adattamento sia psichico che fisico. Se dell’aspetto fisico tanto si è detto, non vuol dire che le implicazioni psicologiche rivestano un ruolo marginale. Una mente tranquilla e non affannata nel prestare attenzione agli aspetti pratici dell’utilizzo dell’APVR utilizza molto meno ossigeno per garantire il suo funzionamento.
Stato di preparazione fisica dei vigili del fuoco:
• Il livello di preparazione fisica non è adeguato a quanto sarebbe necessario. In uno studio di (Ellam et al. 1994) (32) , emerge che l’addestramento fisico effettuato in servizio sia “insufficientemente intenso” per mantenere i livelli di forma fisica ottenuti a seguito del corso di formazione iniziale di 13 settimane effettuato dagli allievi vigili del fuoco del Regno Unito. Ciò può valere anche per gli adattamenti all’uso degli APVR. La ricerca suggerisce inoltre che l’intensità, la tipologia e la durata dell’allenamento fisico in servizio dovrebbe essere modificato per garantire che i vigili del fuoco attivi siano in grado di fornire prestazioni ottimali nei momenti di maggior bisogno. Questo, tenendo conto che gli APVR hanno un effetto notevole sulla performance di picco, è maggiormente impattante per l’attività di soccorso. Louhevaara et al. (1995) (33) sostengono che i più potenti fattori predittivi della tolleranza individuale all’uso degli APVR siano la percentuale di grasso corporeo, l’altezza, e la massima valutazione dello sforzo percepito ottenuto durante le prove sotto sforzo;
• Sothmann et al. (1990) (34) hanno preso in considerazione l’età come fattore limitante della performance. Inoltre hanno tentato di stabilire uno standard di minima efficienza fisica per i vigili del fuoco. Hanno osservato la prestazione di 150 vigili del fuoco maschi di varie età e li hanno raggruppati in funzione del loro valore di VO2 max, piuttosto che per la differenza di età. Gli autori sostengono che il valore di VO2max è un buon indicatore dell’efficienza cardio vascolare e dell’efficienza della performance, specialmente in riferimento all’attività a temperature elevate (Sothmann et al. 1990, pg. 218) (35). Gli autori avanzano l’ipotesi che un valore di 33,5 ml.kg.min è il minimo al fine di completare il test da loro sviluppato;
• Donovan e McConnell (1998) (36) hanno confrontato le variabili fisiologiche di 8 vigili del fuoco con quelle di 10 civili. La massima pressione d’inspirazione ed espirazione si è riscontrata nel gruppo di vigili del fuoco, mentre per tutti gli altri aspetti i gruppi erano praticamente identici (la media della VO2max era 54,7 ml.kg.min in entrambi i gruppi). Questi dati hanno dimostrato che i vigili del fuoco sono in possesso di una muscolatura respiratoria più forte, del corrispettivo gruppo di civili abbinato. Il rapporto tra la forza dei muscoli respiratori e le prestazioni rimangono un dibattito aperto, ma una recente ricerca suggerisce che forti muscoli respiratori possono offrire protezione contro la fatica muscolare respiratoria (McConnell et al, 1996) (37) Il significato funzionale preciso non è chiaro, ma la fatica muscolare respiratoria può esacerbare la sensazione di affanno e compromettere le prestazioni durante le attività durante l’estinzione degli incendi. Non è chiaro se, forti muscoli respiratori sono un prerequisito auto-selettivo per l’antincendio, o il risultato della formazione. Bisogna sottolineare però che viene anche sottolineato che quanti in possesso di un valore superiore hanno molte più possibilità di completare il percorso;
• Al fine di sviluppare un protocollo di screening fisico per allievi vigili del fuoco, alcuni ricercatori canadesi (Gledhill and Jamnik, 1992) (38) , hanno cercato di quantificare l’impegno fisico richiesto durante l’attività di lotta agli incendi. Hanno quindi preso in esame varie situazioni possibili come, salire una scala, avanzare con una manichetta in pressione, rimuovere un manichino del peso di 90 kg. La frequenza cardiaca media e il valore di VO2max registrato durante le attività più intense sono rispettivamente di 163 b.min-1 e 44.0 ml.kg-1.min. Queste ricerche evidenziano che un valore minimo di 45 ml.kg-1.min deve essere mantenuto dai vigili del fuoco in servizio attivo (Gledhill and Jamnik 1992, pg. 212) (39) . Questo è il valore richiesto per le reclute in Gran Bretagna (Home Office 1984-1985) (40) . Nel caso di uno studio effettuato prendendo in esame degli istruttori che operano all’interno dei simulatori a caldo, si è riscontrato che solo quelli con un valore superiore ai 45 ml.kg-1.min sono riusciti a portare a termine l’esercizio di salvataggio simulato di un allievo. La particolarità dell’esercizio risiede nel fatto che la prova veniva eseguita dopo essere rimasti per un certo tempo in un ambiente a temperatura elevata;
• Recenti ricerche hanno dimostrato che il costo in termini di ossigeno utilizzato per sostenere la respirazione durante l’esercizio fisico pesante può avvicinarsi al 15% del totale assorbimento di ossigeno, e che la quantità di sangue utilizzato dai muscoli respiratori durante l’iperventilazione potrebbe eguagliare o superare quella utilizzato dai muscoli locomotori (Dempsey et al, 1996 (41) , Harms et al, 1997, 1998) (42) . Gli stessi ricercatori hanno anche suggerito che il lavoro dei muscoli addetti alla respirazione durante l’esercizio fisico pesante può causare un riflesso di vasocostrizione nei muscoli locomotori con conseguente compromissioni della performance. Nei vigili del fuoco la competizione per il sangue dei muscoli respiratori può essere accentuata dalla normale vasodilatazione dei capillari superficiali dell’epidermide che è la normale risposta dell’organismo quando vi è un aumento di temperatura. Ognuno di questi fattori si possono aggiungere allo sforzo respiratorio e possono quindi compromettere le prestazioni in particolare durante il lavoro intenso a temperature elevate. Le restrizioni al flusso di sangue, che compromettono l’efficienza del lavoro dei muscoli scheletrici e respiratori, possono quindi essere ingigantite durante le operazioni lotta antincendio. In questo caso, il ridotto flusso di sangue verso i muscoli respiratori può diventare evidente anche ad intensità di esercizio relativamente basse. Se fosse questo il caso, allora i risultati di (Harms et al, 1997, 1998) (43) potrebbero sottovalutare l’effetto delle attività di lotta all’incendio in merito alle limitazioni patite durante l’uso degli APVR sulla richiesta di energia da parte dei muscoli della respirazione.

Perché l’addestramento non è adeguato?
Sulla scorta della sopracitate evidenze scientifiche mi sento di affermare che il nostro addestramento non è adeguato in quanto manca delle componenti che lo renderebbero efficace, e cioè:
Adeguata frequenza;
      • Importante Intensità.
Dobbiamo prendere in considerazione il fatto che l’addestramento dei vigili del fuoco deve riprendere quelle che sono le modalità d’allenamento degli atleti. E come potrebbe essere diversamente? La prestazione richiesta durante un intervento di soccorso è a tutti gli effetti una performance sportiva di alto livello. Si potrebbe fare un parallelo tra un runner non professionista che si prepara per la corsa domenicale e il vigile del fuoco. La preparazione tipo di un runner a livello amatoriale di medio livello, prevede una frequenza di allenamento di 3 /4 sedute a settimana più la gara domenicale. Gli allenamenti sono suddivisi per tipologia in funzione della distanza della gara e della preparazione dell’atleta. Con sufficiente approssimazione possiamo sintetizzare quali saranno le diverse tipologie di allenamenti, vi saranno allenamenti basati sulla resistenza aerobica, il lavoro in soglia, i lunghi per abituare il corpo ai carichi di lavoro prolungati nel tempo e così via. Un allenamento molto valido è quello intervallato. Si cerca di simulare il carico di lavoro della gara suddividendolo in spezzoni più brevi, in maniera tale da adattare il fisico a sostenere questo sforzo continuo durante la gara. Penso si possa affermare che l’atleta amatoriale sostiene un allenamento che è notevole sia per frequenza che per intensità, per poter portare a termine la prova che si è posto.
Di converso possiamo affermare che i vigili del fuoco svolgono un “allenamento” che raramente supera la frequenza di una volta al mese, nei casi migliori, e con un intensità che non raggiunge mai i picchi richiesti dall’intervento di soccorso. E tutto questo dovrebbe essere finalizzato a, non per vincere la sfida con l’amico di squadra (come nel caso del runner), ma perché è in gioco qualcosa di molto più prezioso, la nostra sicurezza innanzitutto, la sicurezza di quanti richiedo il nostro aiuto e/o la salvaguardia dei beni della comunità.
Non ci siamo, abbiamo degli obbiettivi molto nobili, abbiamo di fronte un impegno ai massimi livelli, dobbiamo utilizzare dei dispositivi a salvaguardia della nostra salute che limitano di molto la performance e non ci alleniamo in maniera adeguata? Detto così sembriamo degli incoscienti! E secondo me un po’ lo siamo. Ci affidiamo al fatto che non succede mai niente e che in qualche modo l’intervento lo portiamo sempre a termine. Sì è vero, ma in “qualche modo”, non è una risposta da professionisti del soccorso. Il cittadino vede, i vigili del fuoco (permanenti o volontari che siano) come un unico organismo deputato a risolvere l’emergenza che sta vivendo in quel momento.

L’allenamento funzionale per un uso sicuro ed efficace dei dispositivi di protezione delle vie respiratorie. Indicazioni operative
Cerchiamo di dare delle soluzioni a questo problema, perché se è relativamente facile capire quando le cose non vanno bene, non lo è altrettanto individuarne i motivi le possibili soluzioni.

Occupiamoci innanzitutto per quanto riguarda la frequenza degli addestramenti. È difficile stabilire un numero definito, sicuramente non può essere inferiore ad una volta in settimana. Se pensiamo che per una gara di 10 km, che può durare da 35 ai 50 minuti in funzione della preparazione dell’atleta amatoriale, si fanno tre/quattro allenamenti a settimana, non è possibile pensare che noi si possa essere prepreparati con una frequenza di addestramento inferiore ad una volta in settimana.
Bisogna riconoscere che vi è un oggettiva difficoltà, oltre che del singolo per garantire questa costanza, anche da parte della strutture di appartenenza a garantire l’attrezzatura per un numero elevato di operatori.
Come possiamo affrontare questa limitazione logistica? La risposta che possiamo dare ora è una sola; ridurre il numero delle persone che necessitano del mantenimento. Non è pensabile riuscire a mantenere tutti con un incremento di sedute di addestramento con i numeri che abbiamo ora. Bisogna affrontare il problema in maniera pragmatica e rendersi conto che non tutti possono/devono fare tutto. D’altronde questa situazione è stata affrontata da altre nazioni molto tempo fa, prendendo questa strada. Nei paesi di lingua tedesca, Germania (44) , Austria, ma anche il vicino Alto Adige, hanno istituito la specializzazione del portatore di autorespiratori (Atemschutzgeräteträger). Solo coloro che fanno parte di questo gruppo di vigili, sono autorizzati ad indossare in intervento gli APVR. In questo modo hanno la possibilità di concentrarsi su di un numero inferiore di vigili. A mio avviso, non si corre il pericolo di creare vigili di serie A e altri di serie B, semplicemente alcuni con una mansione e altri con un’altra.
Per quanto riguarda il secondo elemento, cioè l’intensità, dobbiamo anche in questo caso prendere esempio dagli atleti. Il nostro addestramento deve essere sufficientemente intenso per sviluppare gli stimoli allenanti. Non sono più i tempi che ci possiamo permettere di indossare l’autorespiratore e fare un giro nel piazzale. Le varie sedute di allenamento dovranno cercare di ricostruire volta per volta quelli che sono i vari elementi limitanti la prestazione. Quindi, prove effettuate in ambiente più caldo, prove di breve durata fino a raggiungere uno sforzo submassimale, esercizi di respirazione, ecc.
Dobbiamo imparare ad essere più efficienti durante l’uso degli APVR. Un sistema potrebbe essere quello di utilizzare miscele di gas respirabili differenti dall’aria. Abbiamo visto precedentemente che la massima performance viene ridotta utilizzando un APVR, a causa di una limitazione ventilatoria imposta dalla maggiore resistenza espiratoria.
A questo scopo si riporta un estratto di una ricerca condotta in Canada (Neil D. Eves et al; 2003) (45) . Per verificare l’ipotesi che diminuendo la densità del gas respirabile sarebbero migliorate le prestazioni sono stati studiati gli effetti su 15 volontari maschi durante quattro test da sforzo con l’autorespiratore. I partecipanti hanno respirato una miscela di gas diverso durante ogni prova:

1. Normossica (NOX: 21% di O2, 79% N2);
2. Iperossica (HOX: 40% di O2, 60% N2);
3. Elio normossica (HE-OX: 21% di O2, 79% He);
4. Elio iperossica (HE-HOX: 40% di O2, 60% He).

Rispetto al NOX, la potenza alla soglia ventilatoria e allo sforzo massimale, risultano significativamente aumentate con entrambe le miscele iperossiche. La massima potenza aerobica (VO2max) è significativamente aumentata:

• HOX: + 12,9 ± 5,6%;

• HE-OX: + 10,2 ± 6,3%;

• HE-HOX: + 21,8 ± 5,6%.

Al picco dell’esercizio, la resistenza respiratoria causata dall’APVR è significativamente diminuita con entrambe le miscele di elio. Lo stress respiratorio percepito è inferiore con HE HOX. I risultati mostrano che HE-OX migliora sia la performance fisica massima minimizzando la limitazione di ventilazione. Il motivo del miglioramento delle prestazioni con HOX può essere spiegato da un aumento del contenuto di ossigeno arterioso. Inoltre, HE-HOX sembrava combinare gli effetti di elio e iperossia sul VO2max.
Tutto questo è molto affascinante ma non è percorribile in quanto vorrebbe dire che si dovrebbero modificare radicalmente i sistemi di ricarica delle bombole con dei costi sinceramente difficilmente sostenibili. Ma se questa non è una soluzione praticabile, cosa si può fare in alternativa? La risposta, come spesso accade è nell’investire sul capitale umano piuttosto che sulla tecnologia. Si possono adottare dei sistemi di allenamento che adattino il nostro fisico per affrontare con la necessaria preparazione gli interventi di soccorso. Una cosa che possiamo fare è effettuare delle sedute di un allenamento che è definito High Intensity Interval Training (HIIT) e cioè allenamento ad alta intensità intervallato. La definizione che da Wikipedia (46) dell’HIIT è la seguente:
L’High Intensity Interval Training (HIIT) è un allenamento cardiovascolare che si basa sull’alternanza tra lavoro ad alta e bassa intensità, cioè sulla variazione della frequenza cardiaca tramite un passaggio continuo da frequenze moderate a frequenze elevate e viceversa durante lo stesso esercizio. Il metodo HIIT è solitamente svolto con macchinari cardiofitness comunemente in dotazione nelle palestre, tra cui tapis roulant, cyclette, vogatore, stepper, o elliptical trainer. L’esercizio prevede di impostare lo sforzo (legato al parametro intensità) in base alla risposta cardiaca dell’utente. Dal momento che questo metodo raggiunge picchi di intensità molto elevati, i quali superano la soglia anaerobica (il punto di passaggio dal metabolismo aerobico a quello anaerobico), tale strategia viene solitamente riservata ad atleti esperti. L’HIIT, come altre forme di interval training, rappresenta un ibrido tra allenamento aerobico e anaerobico, in quanto lavora sfruttando l’attivazione di diversi sistemi energetici aerobici e i sistemi anaerobici (lattacido e alattacido) in base alla costante variazione dell’intensità. Questo significa che nelle fasi a moderata o bassa intensità esso sfrutta prevalentemente il metabolismo aerobico o ossidativo, generalmente più orientato sul consumo di lipidi; mentre nelle fasi ad alta intensità avviene un passaggio verso il metabolismo anaerobico, il quale impiega prevalentemente carboidrati e fosfati per sostenere la sforzo. Il periodo a moderata intensità viene chiamato recupero attivo, in quanto proprio la bassa entità dello sforzo fisico permette di recuperare le forze per potersi mantenere il più possibile all’interno di zone più elevate della frequenza cardiaca durante la sessione. Viene inoltre riconosciuto che il recupero attivo a bassa intensità favorisce la performance anaerobica ad alta intensità contribuendo a smaltire il lattato accumulato. Il tempo medio necessario per completare una sessione HIIT può ammontare anche a 20 minuti o meno, e molti studi rilevano che riesca a favorire un miglioramento della capacità cardiovascolare.
Come si può notare questa tipologia di allenamento non necessità di tempi lunghi e questo favorisce la sua realizzazione. I benefici che ne possiamo trarre sono assolutamente in linea con quello che sarà lo sforzo richiesto durante un intervento. Cioè, sia il lavoro intenso, lavoro anaerobico, sia il lavoro ad intensità inferiore ma con durata maggiore, lavoro aerobico.
Affinché vi sia uno stimolo allenante bisogna realizzare l’allenamento indossando l’APVR e il 469. Se nel caso del 469 non vi sono particolare problemi, sudore a parte si può rindossarlo praticamente subito dopo, nel caso dell’APVR, le cose si complicano un po’. Tempi di ricarica della bombola e pulizia della maschera sono gli elementi che possono rendere la cosa più difficilmente realizzabile. In certi casi si può simulare lo sforzo del respirare attraverso una maschera tramite degli ausili tecnologici. Uno di questi è la Elevation Training Mask (ETM). Questa è una semimaschera che tramite una serie di resistenze poste sulle valvole d’inspirazione, incrementa la resistenza all’inspirazione causando un adattamento dei muscoli respiratori. Uno studio realizzato in Canada, (Dreger et al 2013) (47) ha evidenziato l’efficacia dell’allenamento HIIT in congiunzione con l’uso della Elevation Training Mask. La risposta all’allenamento HIIT indossando la ETM ha mostrato un miglioramento delle variabili primarie di potenza e di VO2max. I maschi hanno mostrato miglioramenti significativi in VO2max (8,3%) e in potenza (9,8%), mentre; le femmine hanno registrato rispettivamente più 4,6% e 8,3%. Questi risultati sono simili a quelli registrati precedentemente dallo studio che ha investigato l’allenamento HIIT utilizzando un autorespiratore (Dreger e Paradis, 2011; Paradis e Dreger, 2011) (48) .

Figura 1 Elevation Training Mask 2.0 (49)

Conclusioni
A mio avviso non possiamo più nasconderci dietro il fragile paravento della mancanza di informazioni per non affrontare in maniera decisa la questione dell’addestramento all’uso degli apparecchi di protezione delle vie respiratorie.
La formazione deve trasformarsi in un addestramento funzionale all’attività per la quale ci stiamo preparando.
Innumerevoli sono gli studi che evidenziano l’estremo impegno psicofisico richiesto al nostro organismo durante gli interventi. Altri studi evidenziano che l’attività interventistica, visto il numero ridotto di interventi, non riesce a sviluppare stimoli allenanti.
Vi è l’esigenza quindi di compensare con la formazione. Questa deve essere adeguata sia per quanto riguarda la frequenza, sia per l’intensità.
Dobbiamo utilizzare il medesimo approccio degli atleti al fine di rendere l’allenamento efficacie in vista della performance richiesta in intervento.
Al fine di rendere possibile questa strategia, ritengo sia necessario concentrarsi su di un numero più ristretto di vigili in servizio. La selezione dei medesimi sarà effettuata sulla scorta della volontà personale (questo perché è richiesto un impegno e una costanza notevoli) e sulla base della prestazione fisica. Valori di VO2max superiori a 45.0 ml.min-1kg-1 sono da preferire.
Per ottimizzare i tempi di allenamento è preferibile utilizzare l’HIIT quando possibile. Questa tipologia di allenamento inoltre sviluppa le abilità del fisico che più si rendono necessarie durante gli interventi.
Per limitare i costi e l’impegno degli addetti alla manutenzione si possono utilizzare dei dispositivi che simulano la respirazione con gli APVR come l’Elevation Training Mask.
Ultimo ma non in termine di valenza, gli operatori devono essere confidenti con le tecniche di respirazione conservative dell’aria (50) .

Fonti di riferimento

[1] http://store.uni.com/magento-1.4.0.1/index.php/uni-en-469-2014.html

[2] Molte di queste informazioni sono tratte da: Operational Physiological Capabilities of Firefighters: Literature Review and Research Recommendations Fire Research Technical Report 1/2005 Office of the Deputy Prime Minister: London;

[3] Rodahl K (1989). The physiology of work. London: Taylor and Francis;

[4] http://www.my-personaltrainer.it/allenamento/massimoconsumodiossigeno.html

[5] Graveling R, Johnson J, Butler D, Crawford J, Love R, Maclaren W, Richie P (1999). Study of the degree of protection afforded by fire-fighters’ clothing, FRDG Publishing, Report 1/99;

[6] Sykes K (1993). Comparison of conventional and light BA cylinders. Fire International 140, Sept, 23-24;

[7] Dreger, R.W., Jones, R.L., Petersen, S.R. (2006). Effects of the self-contained breathing apparatus and fire protective clothing on maximal oxygen uptake. Ergonomics. 49: 911- 920;

[8] Borghols EAM, Dresen MHW, Hollander AP (1978). Influence of heavy weight carrying on the respiratory system during exercise. EurJAppl Physiol 38:161-169

[9] Gordon et al., 1983, pg. 296);

[10] Faulkener 1968;

[11] http://www.scuolaantincendi.tn.it/content/download/653/7813/file/documento_tuteantiacido.pdf;

[12] Smolander J, Louhevaara V, Tuomi T, et al. (1984). Cardio respiratory and thermal effects of wearing gas protective clothing. Int Arch Occup Env Health, 54, 261-270;

[13] Effects of self-contained breathing apparatus on ventricular function during strenuous exercise Michael D. Nelson,1 Mark J. Haykowsky, Jonathan R. Mayne, Richard L. Jones, and Stewart R. Petersen;

[14] Eves ND, Jones RL, Petersen SR. The influence of the selfcontained breathing apparatus (SCBA) on ventilatory function and maximal exercise. Can J Appl Physiol 2005; 30: 507-19;

[15] BRICE, A. G. & WELCH, H. G. (1983). Metabolic and cardiorespiratory responses to He-02 breathing during exercise. Journal of Applied Physiology 54, 387-392;

[16] http://shop.bsigroup.com/ProductDetail/?pid=000000000030092320;

[17] Hanson MA (1999). Development of a draft British Standard: the assessment of heat strain for workers wearing personal protective equipment. Ann Occ Hyg 43(5): 309-19;

[18] Ilmarinen R &, Mäkinen H (1992). Heat strain in firefighting drills, In: WA Lotens, G Havenith (eds). Proceedings of the Fifth International Conference on Environmental Ergonomics. Amsterdam: Elsevier;

[19] Opera citata;

[20] Manning E &Griggs T (1983). Heart rates in Fire fighters using light and heavy breathing equipment: Similar near-maximal exertion in response to multiple workload conditions. J. Occ. Med., 25, 215-218;

[21] Louhevaara V, Smolander J, Tuomi T, Korhonen O, Jaakkola J (1985). Effects of an SCBA on Breathing Pattern, Gas Exchange and Heart Rate during Exercise. J. Occ Med., 27, 213-216;

[22] Louhevaara V, Smolander J, Tuomi T, Korhonen O, Jaakkola J (1985). Effects of an SCBA on Breathing Pattern, Gas Exchange and Heart Rate during Exercise. J. Occ Med., 27, 213-216;

[23] Opera citata;

[24] Gledhill N & Jamnik V (1992). Characterisation of the Physical Demands of Firefighting. Canadian Journal of Sport Science, 17:3, 207-213;

[25] Lusa S, Louhevaara V, Smolander J, Kimimaki M (1993). Physiological responses of firefighting students during simulated smoke diving in the heat. Am Ind Hyg Assoc J, 54; 228-231;

[26] Sothmann M, Saupe K, Jasenof M, Blaney J (1992b). Heart rate responses of fire fighters to actual emergencies. Journal of Occupational Medicine, 34, 797-800;

[27] Opera citata;

[28] Bilzon J, Allsop A, Tipton M (2001). Assessment of physical fitness for occupations encompassing load-carriage tasks. Occ Med., 51.5, 357-361;

[29] Lindvik P (1995). Physical stress on fire fighters using breathing apparatus. The Norwegian Association of Fire Officers. (Technical report).

[30] Brewer J (1999). A fitness standard for the operational workforce of the London Fire and Civil Defence Authority, London Fire Service internal report;

[31] Esperienza personale decennale nel condurre le esercitazioni all’interno della camera fumi;

[32] Ellam LD, Fieldman GB, Fordham M, Goldsmith R, Barham P (1994). The perception of physical fitness as a guide to its evaluation in firemen. Ergonomics;37(5):943-52;

[33] Louhevaara V, Ilmarenen R, Griefahn B, Kunemund C, Makinen H (1995). Maximal physical work performance with European standard based fire-protective clothing system and equipment in relation to individual characteristics. Eur. J. Appl. Physiol, 71, 223-229;

[34] Sothmann.M, Saupe K, Jasnof D (1990). Advancing age and the cardiorespiratory stress of fire suppression: determining the minimum standard for aerobic fitness. Hum. Perf., 3, 217-236;

[35] Opera citata;

[36] Donovan K & McConnell A (1998b). Respiratory muscle strength: Do fire fighters have stronger respiratory muscles than a matched group of civilians? JSS, BASES, Proceedings of the Annual Conference, Worcester, 32-33, Abstract;

[37] McConnell AK, Caine MP, Sharpe GR. (1997). Inspiratory muscle fatigue following running to volitional fatigue: the influence of baseline strength. Int J Sports Med.18(3):169-73;

[38] Gledhill N & Jamnik V (1992). Characterisation of the Physical Demands of Firefighting. Canadian Journal of Sport Science, 17:3, 207-213;

[39] Opera citata;

[40] Home Office (1988). The Fire Service (Appointments and Promotion) (Amendment) (No.3) Regulations, London: HMSO;

[41] Dempsey J, Harms C, Ainsworth A (1996). Respiratory muscle perfusion and energetics during exercise. Med. Sci. Sports Exercise, 28,1123-1128;

[42] Harms C, Babcock M, McClaran S, Pegelow D, Nickele G, Nelson W, Dempsey J (1997). Respiratory muscle work compromises leg blood flow during maximal exercise. J. App. Physiol. 82, 1573-1583;

[43] Opera citata;

[44] FwDV 7 Feuerwehr-Dienstvorschrift 7 Stand 2002 Mit Änderungen 2005;

[45] Effects of Helium and 40% O2 on Graded Exercise With Self-Contained Breathing Apparatus Neil D. Eves et al; 2003;

[46] http://it.wikipedia.org/wiki/High_Intensity_Interval_Training;

[47] Elevation Training Mask Technical Report Clinical Trial Randy W. Dreger, PhD, CSCS, CSEP CEP Scott Paradis, CSEP CPT Personal Fitness Trainer Program, School of Health Sciences Northern Alberta Institute of Technology;

[48] Dreger, R.W. and Paradis, S.M. (2011). Effect of a high intensity interval training (HIIT) program while breathing from a self-contained breathing apparatus (SCBA) in males. Applied Physiology, Nutrition and Metabolism. 36: S313;

[49] http://www.trainingmask.com/;

[50] Luca Parisi Protezione delle vie respiratorie Scuola Provinciale Antincendi di Trento 2011.

2 thoughts on “L’addestramento funzionale ad un uso sicuro ed efficace dei dispositivi di protezione delle vie respiratorie

  1. I miei più sinceri complimenti per la professionalità, la passione e la preparazione che hai dimostrato per l’ennesima volta al Convegno sugli Autorespiratori a Cavalese.
    Professionalità,passione e preparazione percepibili anche dal tuo blog.
    E’ sempre un piacere partecipare a corsi / convegni / dibattiti in cui sei relatore; ho partecipato a molti corsi e in tutta onestà un docente preparato e chiaro nelle esposizioni come te non l’ho ancora trovato.
    Complimenti, complimenti e ancora complimenti.
    N

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