Esercitazione Scuola Formazione Operativa-presentazioni utilizzate

Vigili del fuoco provenienti da tutti i comandi Italiani si incontrano presso la Scuola di Formazione Operativa di Montelibretti  per testare l’efficacia di alcuni sistemi di spegnimento, per condividere esperienze e per contribuire alla crescita del Corpo Nazionale Vigili del Fuoco. http://www.vigilfuoco.tv/lazio/roma/montelibretti/esercitazione-scuola-formazione-operativa

A questi link si possono scaricare le presentazioni utilizzate durante l’attività didattica.

https://drive.google.com/open?id=1zIuFn3Ea5vUP3zXug0ori8sFrWYJKL1X

https://drive.google.com/open?id=1d3L9yx8AnMGWDmnackicbVOSLo_Dtf2F

https://drive.google.com/open?id=1XvcMqNDWvdDL6iDrq21zu9M823nlGu8c

Procedura di passaggio porta, la stiamo facendo bene?

Introduzione

Una delle pratiche utilizzate nella lotta agli incendi moderni (che a mio avviso si presta a mal-interpretazione) è la tecnica di passaggio porta. Vi è la tendenza a concentrarsi sull’aspetto più strettamente meccanico/tecnico perdendo di vista i veri obbiettivi. Parlando con quanti sono chiamati ad operare in caso di incendio (vigili del fuoco professionisti e volontari, componenti squadre aziendali, fire team imbarcati a bordo di navi o piattaforme petrolifere) ho molto spesso l’impressione che non si abbiano le idee chiare.

Quali i pericoli nell’aprire una porta?

Molti si aspettano e in alcuni casi temono, di trovare è un muro di fiamme che prorompe da dentro il locale non appena si apre la porta. E’ davvero questo un problema? E soprattutto è possibile che una porta dietro alla quale vi sia un incendio sufficientemente ventilato in post flashover non abbia mostrato alcun segnale premonitore?

Figura 1. L’incendio ha trovato in maniera naturale uno sfogo verso l’esterno. Da notare la ridotta produzione di fumo e il colore relativamente brillante delle fiamme. In questo caso l’apertura della porta interna non produrrebbe modifiche sostanziali nello sviluppo dell’incendio.

Per poter rispondere a queste domande devono essere chiare le differenze tra un incendio limitato dal combustibile (ILC) e uno dal comburente (ILV). Stabilire quali di questi due regimi è in atto permette di operare le giuste scelte. È bene dire subito che in caso di un ILC, anche se di potenza significativa, vi sono generalmente a disposizione sia gli strumenti che le competenze necessari. Salvo che per l’incendio generalizzato, i servizi antincendio sono strutturati per far fronte ad un incendio regolato dal combustibile. Le azioni che solitamente si attuano sono state pensate proprio per far fronte ad un incendio di questa tipologia. Normalmente si realizzano delle aperture per lo sfogo del calore e del fumo. Queste aperture fanno si che la visibilità aumenti e il calore sfoghi all’esterno migliorando così le condizioni. L’apporto d’aria che inevitabilmente avviene, non influenza la potenza dell’incendio. In questo modo si massimizzano gli effetti positivi senza di fatto averne di negativi.

Cosa avviene invece se si realizzano delle aperture in caso di un ILV? E quanto tempo può passare prima di vederne le conseguenze? Per prima cosa togliamoci dalla mente che gli effetti dell’apertura siano sempre immediati. Questo perché ciò che avviene dopo aver aperto questa famigerata porta ha bisogno di tempo per potersi innescare.Il tempo che occorre è in funzione di una serie di fattori tra loro collegati:

  • Da quanto tempo ha avuto origine l’incendio;
  • Da quanto tempo l’incendio è entrato in regime di ILV;
  • Il carico d’incendio e la disposizione dello stesso all’interno del compartimento;
  • Quantità d’aria entrata. Che è in funzione di:
    • Delta di pressione esistente;
    • Dimensione delle aperture realizzate;
    • Altezza delle aperture nel compartimento;
    • Sequenza di apertura nel caso siano più di una;
    • Tempo di apertura;
    • Direzione ed intensità del vento.

Viste le numerose variabili che concorrono a determinare il tempo che può trascorrere tra l’apertura e gli effetti seguenti, è praticamente impossibile stabilire una regola. Quello che si può rilevare è che in un locale di medie dimensioni è quasi impossibile che l’apertura di una porta comporti un immediato innesco dei fumi presenti. Vi può essere il rapido innesco dei gas che fuoriescono all’esterno ma non di quelli all’interno del compartimento.

Il timore che questo possa avvenire porta a distogliere l’attenzione da quello che conta veramente. Partiamo da un punto fermo e cioè le motivazioni di queste azioni. Per quale motivo si apre una porta? Essenzialmente perché non si è in grado di capire,direttamente dall’esterno, cosa sta avvenendo . Quindi lo scopo non è impedire che s’incendino i gas ma capire cosa avviene all’interno. Tutto questo per decidere se vi sono le condizioni per entrare. Non è una differenza di poco conto. Il focus deve rimanere sulla necessità di leggere la situazione, non sullo sparare acqua a casaccio fuori e dentro il compartimento. Quando si comprende bene questo aspetto ci si può concentrare sull’effettuare un passaggio porta efficace.

I segnali premonitori

Quando si apre una porta si è di fronte ad una situazione che impone delle scelte non facili da prendere. Ricordiamo innanzitutto i due elementi principali:

  • Si deve aprire la porta perché gli altri strumenti per capire cosa stia avvenendo all’interno hanno in qualche modo fallito. Quindi si deve aprire per vedere. Più tempo si tiene aperto, più a lungo si può vedere;
  • Bisogna evitare che entri dell’aria. Questo per scongiurare che in caso di un ILV l’apporto di aria abbia effetti sull’evoluzione dell’incendio. Più breve e limitata nel tempo l’apertura meno aria entra.

I punti sopra sembrano inconciliabili. Se a questo ci aggiungiamo che si effettuano delle operazioni in maniera robotica ci si accorge che si sta fallendo l’obbiettivo.

Un altro elemento che spesso risulta essere un aggravante, piuttosto che valido aiuto, è l’uso dell’acqua. Nella procedura di passaggio porta l’acqua (se usata bene) permette di:

  1. Inertizzare (quando la porta viene aperta) l’area all’esterno sopra gli operatori;
  2. Raffreddare il fumo all’interno del compartimento;
  3. Inertizzare piccoli volumi all’interno del compartimento grazie al passaggio di stato dell’acqua da liquido a vapore e alla concentrazione di gocce molto piccole.

Figura 2. Da notare le gocce che rimangono in sospensione per inertizzare l’eventuale fumo in uscita

L’utilizzo dell’acqua in questa prima fase è importante per incrementare la sicurezza dell’azione dei vigili del fuoco che aprono la porta per capire e intraprendere l’azione più corretta. Se si decide di aprire la porta è perché non si hanno a disposizione sistemi come le lance piercing che consento di mettere in sicurezza l’ambiente senza dover aprire.

L’obbiettivo è però sempre quello di crearsi un’immagine di quello che vi è all’interno. Tutto ruota attorno ad esso.  Come lo si realizzi è in funzione delle competenze acquisite, delle attrezzature a disposizione e dell’esperienza del personale.

Tecniche di passaggio porta

Tante sono le possibili combinazioni che si possono utilizzare. Ponendo come focus l’uso dell’acqua si possono prendere in esame:

  • due colpi di lancia al di fuori sopra la testa degli operatori ed uno dentro nel fumo;
  • Solo il colpo nel fumo;
  • una combinazione di questi.

Quando invece il focus è la posizione degli operatori:

  • lancista verso l’apertura e servente verso i cardini della porta;
  • lancista in posizione centrale e servente verso i cardini della porta;
  • lancista in posizione centrale e servente verso la maniglia protetto dalla parete.

Naturalmente bisogna tenere in considerazione anche se il verso di apertura della porta è:

  • porta a spingere;
  • porta a tirare.

Come si vede le variabili sono molte e a volte in apparente contrasto. Poco importa, la cosa che veramente conta è mettersi nelle condizioni di vedere cosa c’è all’interno del locale mantenendo un grado di sicurezza il più elevato possibile. La domanda corretta ora è: ma cosa si deve vedere? Domanda semplice con una risposta articolata. I segnali che si devono scorgere non sono nella maggior parte dei casi definiti e di semplice interpretazione. E qui risiede il vero problema. Nella formazione ci si concentra sulla meccanica dell’azione tralasciando gli elementi che la contraddistinguono: cosa si deve vedere? Questo, è quello che si dovrebbe affrontare nella formazione, dando degli elementi utili per definire se è possibile entrare o meno.

Cercando di dare una risposta a questa domanda si possono elencare questi elementi:

Prima di aprire la porta:

Prendere più informazioni possibili da parte dei presenti;
  • Da quanto tempo è cominciato l’incendio;
  • cosa contiene il compartimento;
  • quanto grande è il compartimento coinvolto;
Osservare la porta alla scoperta dei seguenti elementi:
  • temperatura elevata (la maniglia può rappresentare un ponte termico preferenziale);
  • cambiamenti di colore dovuti alla temperatura;
  • bolle nella vernice;
  • bagnando la porta l’acqua evapora;
  • fuoriuscita di piccoli sbuffi di fumo dal perimetro esterno;
  • se la porta è vetrata verificare se vi sono dei depositi oleosi sulla faccia interna. Questo è un indice che i fumi sono probabilmente al di sopra del loro campo di infiammabilità (fumi grassi).

Se nulla di tutto ciò è visibile non bisogna trarre conclusioni avventate. Se non si vede nulla non significa nulla!

All’apertura della porta:

Osservare l’eventuale fumo;
  • Fuoriuscita di fumo dal compartimento. Il fumo che all’esterno comincia a bruciare è un indicatore che all’interno del compartimento vi sono due dei tre elementi del triangolo del fuoco e cioè energia e combustibile. L’unica cosa che manca è il comburente che invece è presente in grandi quantità all’esterno;

Figura 3. All’interno del compartimento non vi è sufficiente comburente. Appena la pressione sospinge all’esterno il fumo vi è la comparsa delle fiamme. Il display indica la temperatura (588°C) presente all’interno del compartimento a circa 2 mt di altezza.

  • Altezza del piano neutro. Più è basso e più è indice di pericolosità. Bisogna però tenere in considerazione che un incendio ormai spento ed innocuo in un locale senza aperture ha il fumo fino a terra;
  • Pressione e velocità in uscita del fumo. Più il fumo esce in volute turbolenti e con buona velocità più l’incendio è in prossimità dell’apertura. Inoltre potrebbe essere indicatore di una certa vivacità dell’incendio;
  • Colore del fumo. Bisogna a stare attenti a non essere ingannati dal colore del fumo. Non sempre il fumo più è scuro più è pericoloso. Un fumo di colore nocciola scuro con riflessi violacei è un fumo ricco di gas della pirolisi scaturite da legno o derivati.
Stabilire la temperatura interna:
  • Utilizzando una termocamera è possibile avere un’idea di massima della temperatura del compartimento. Temperatura elevata significa che i fumi hanno una propensione ad infiammarsi visto l’alto livello energetico contenuto. D’altra parte temperatura elevata potrebbe indicare che l’incendio è un ILV da poco tempo;
  • L’acqua è un valido aiuto per stabilire l’ordine di grandezza della temperatura.
Entrata dell’aria:
  • La velocità alla quale l’aria si fa strada nel fumo è un chiaro segno del fatto che il focolare principale si sta riprendendo. Più aria entra e più la velocità relativa aumenta;
  • Volume di aria in entrata. Se la pressione all’interno del locale è simile a quella ambiente, sia il volume che la velocità dell’aria in entrata saranno minimi. Se invece la pressione è più elevata, la fuoriuscita iniziale abbatte la pressione creando i presupposti per l’entrata dell’aria. Quando si innesca la corrente di convezione (l’aria fresca richiamata dalla base del focolare principale) l’apporto d’aria si stabilizza se l’apertura rimane costante. Per contro l’innesco della corrente di convezione apre una finestra temporale che se sfruttata bene potrebbe permettere di arrivare sull’incendio guidati da essa.
Fiamme:
  • La presenza di fiamme in grande quantità esclude il fatto di essere nelle condizioni di incendio regolato dalla ventilazione;
  • Poche fiamme di colore scuro (rosso o arancione scuro) possono indicare un ILV al limite del 14% di ossigeno. La nostra apertura non farà altro che aumentarne la concentrazione con conseguenze facilmente immaginabili;
  • Fiamme languide, allungate e lente sono tipiche di un ILV. Mentre fiamme nervose, corte e veloci contraddistinguono un ILC.
Effetto dell’acqua:
  • L’acqua che entra all’interno del compartimento e si trasforma in vapore è indice del livello energetico del fumo;
  • La presenza di un sibilo durante il passaggio di stato dell’acqua è indice di temperatura elevata;
  • L’acqua che, seppur utilizzata correttamente (portata, cono di apertura e angolo della lancia verso il terreno), cade a terra, indica che il fumo non ha temperatura elevata. Questo che non esclude che possa essere egualmente pericoloso, indica solamente che il livello energetico è inferiore.

Conclusioni

Stabilire una procedura rigida che vada bene in tutte le occasioni non è semplice e probabilmente è anche contro produttivo. Quello che sicuramente si può fare è ragionare per obbiettivi piuttosto che in modalità “automatica”. Una volta che gli obbiettivi tattici sono ben chiari a tutti è molto più semplice agire di conseguenza. Questo però responsabilizza ancor di più i formatori e le strutture preposte alla formazione. È molto più facile insegnare un “compitino” da eseguire a memoria che spiegare i motivi del perché una determinata cosa succede. Purtroppo però, se ci si scorda una piccola parte di una sequenza imparata a “pappagallo” si rischia di non saper proseguire con l’azione. Nel caso contrario invece, avendo ben chiaro in mente cosa si vuole ottenere, non si rischia di fallire se ci si dimentica una parte della sequenza.

La respirazione ideale per il vigile del fuoco in intervento

 

Disclaimer: prima di cominciare desidero avvisare che le informazioni contenute in questo scritto non hanno alcuna pretesa di sostituirsi alle informazioni che possono essere date da un medico. Io non ho alcuna competenza medica. Le informazioni riportate sono il frutto degli anni di esperienza come formatore in ambito di protezione delle vie respiratorie e dei mie studi. Nella prima parte vi è una sintesi di come agisce il nostro organismo. A mio giudizio è utile avere una conoscenza di base dei fenomeni fisici. Questo perché permette di avere un approccio più pragmatico. Per quanti non sono invece interessati a ciò, possono saltare la prima parte ed andare direttamente all’ultimo paragrafo.

Quando si parla di respirazione nell’ambito della lotta agli incendi non è sempre facile reperire le giuste informazioni. Si trovano facilmente indicazioni generiche sull’argomento (alcune estremamente interessanti), ma con il difetto di fondo di non essere specifiche alle attività di soccorso. A questo punto ai più attenti potrà sorgere un dubbio. “Ma come, non è la stessa cosa respirare in aria aperta o con un apparecchio di protezione delle vie respiratorie (APVR)?” La risposta è no, non è la stessa cosa. O quanto meno se i processi fisiologici sono i medesimi non lo deve essere l’atteggiamento dell’utilizzatore. Sono tante le differenze tra il respirare con o senza un APVR. Quella che ha il maggiore impatto è sicuramente il fatto che si ha a disposizione una riserva d’aria limitata! Questa consapevolezza deve accompagnare il soccorritore costantemente.

Dobbiamo imparare a respirare con l’autorespiratore sfruttando ogni singolo litro di aria contenuto nella bombola e non semplicemente facendolo passare attraverso la valvola di esalazione della maschera.

Assodato quindi che ci sono delle differenze e che le dobbiamo tenere in considerazione, prendiamo in esame gli elementi principali dell’apparato respiratorio e soprattutto rispondiamo ad una domanda fondamentale: perché dobbiamo respirare?

Si deve respirare per fornire costantemente uno dei reagenti della reazione che è alla base della vita, la respirazione cellulare.

Qui troviamo la prima sorpresa, per respirazione abbiamo sempre inteso l’atto di introdurre aria all’interno del nostro organismo. Scopriamo invece che vi è una definizione di respirazione che non collima con quanto abbiamo sempre pensato. Andiamo quindi a definire esattamente i vari termini:

Ventilazione

La ventilazione è un processo fisico meccanico ed automatico. Mediante l’azione diretta dei muscoli respiratori permette all’aria di entrare ed uscire dai polmoni. Questo processo è controllato dal nostro organismo a livello centrale.

La ventilazione è divisa in due azioni distinte. Le due fasi sono l’inspirazione e l’espirazione. L’espansione e successiva contrazione della gabbia toracica avvengono grazie all’azione dei muscoli respiratori. Gli stessi si dividono in primari (muscoli involontari, che non sotto il controllo diretto della nostra volontà) e secondari o accessori (muscoli volontari, che possiamo controllare).

I muscoli respiratori primari sono:

Diaframma: si contrae in modo involontario abbassandosi causando la diminuzione della pressione nei polmoni, i quali tendono a espandersi e, dunque, richiamano aria dall’esterno: in tal modo si verifica l’inspirazione;

Muscoli intercostali;

Muscoli sternocleidomastoidei: innalzano lo sterno;

Muscoli scaleni: sollevano le prime due costole.

L’espirazione avviene in modo passivo per rilassamento del diaframma e degli altri muscoli. L’espirazione può avvenire in modo volontario. In questo caso sono coinvolti i muscoli addominali (obliqui, retto e trasverso) che sono per questo definiti muscoli respiratori accessori (volontari)

 

Respirazione

Per respirazione, fisiologicamente parlando, si intende un termine molto ampio che comprende:

  • Respirazione esterna
  • Respirazione interna o cellulare

Respirazione esterna

La respirazione esterna è il processo deputato a conservare il giusto ratio tra ossigeno e CO2 all’interno delle cellule. La respirazione esterna caratterizza tre differenti azioni:

1) L’azione meccanica di entrata ed uscita dell’aria dall’organismo;

Elementi che permettono il trasporto dell’aria verso i polmoni

1) Naso: Al fine di proteggere le vie respiratorie da agenti patogeni estranei, di agevolare il passaggio dell’aria e di massimizzare l’efficacia dell’aria introdotta il naso svolge molteplici funzioni:

Filtra. Forse la caratteristica meno importante durante l’utilizzo degli autorespiratori a circuito aperto (essendo l’aria filtrata a monte);

Riscalda. L’aria dell’autorespiratore è fredda a causa dell’espansione dei gas. La sensazione di aria fresca è sicuramente piacevole in determinate situazioni ma non è la condizione migliore ai fini della cessione dell’ossigeno. Respirare con il naso comporta un aumento di temperatura dell’aria sino a raggiungere all’incirca la temperatura corporea;

Umidifica. L’aria contenuta nella bombola è secca. Il contenuto di acqua nelle bombole deve essere inferiore a pochi milligrammi per metro cubo, pena il rischio che ghiacci durante l’uso intenso. L’aria per poter essere assimilata in modo ottimale richiede che sia satura. Se l’aria viene inspirata dal naso la stessa ha modo di potersi arricchire di umidità;

2) Faringe. La faringe è una camera comune al sistema respiratorio e a quello digerente in quanto stabilisce una comunicazione sia con la laringe sia con l’esofago;

3) Laringe. L’aria passata attraverso la faringe si immette nella laringe. All’ingresso della laringe si trova l’epiglottide, un lembo di tessuto cartilagineo che regola il passaggio dell’aria;

4) Trachea; Alla laringe segue la trachea, un tubo rigido ma allo stesso tempo flessibile. Essa è costituita da una serie di anelli cartilaginei (una ventina circa) Gli anelli impediscono alle vie aeree di collassare durante l’ispirazione. All’estremità inferiore, circa all’altezza della quarta vertebra toracica, la trachea si biforca in due grossi bronchi che riforniscono d’aria i due polmoni

5) Bronchi. Hanno una struttura simile alla trachea. Man mano che la loro ramificazione procede, la forma degli anelli cartilaginei diviene sempre più irregolare. Nella parete bronchiale si trovano placche cartilaginee sempre più distanziate e più piccole. I bronchi si ramificano in diversi tipi di bronchioli di diametro decrescente all’interno dei polmoni.

Il naso, la faringe, la laringe, la trachea e gli stessi bronchi e bronchioli non partecipano alla seconda fase, quella dello scambio dei gas, ma hanno solo il compito di trasportare aria ossigenata agli alveoli polmonari e di rimuovere da questi l’aria satura di biossido di carbonio.

 

2) La cessione della CO2 e dell’ossigeno dal sangue all’alveolo e viceversa;

Alveoli: La più piccola unità polmonare visibile a occhio nudo è il lobulo. Un lobulo è costituito da uno o più bronchioli, da rami arteriosi e venosi del circolo bronchiale e da migliaia di alveoli. L’alveolo, delle dimensioni di circa 1/10 mm, possiede una esilissima parete intorno alla quale capillari estremamente sottili trasportano sangue povero di ossigeno.

Nell’ottica di massimizzare l‘efficienza della respirazione bisogna considerare che la parte alta dei polmoni è meno vascolarizzata e non ha la stessa fitta rete di capillari che circonda gli alveoli della parte bassa. Questa spiega perché è così importante far affluire l’aria nella parte bassa dei polmoni.

Gli alveoli, distribuiti a grappolo d’uva attorno a un bronchiolo terminale, sono completamente avvolti da un fittissimo intreccio di microscopici capillari. Poiché lo spessore delle pareti alveolari e dei capillari non è mai superiore a quello di una cellula, l’aria viene a trovarsi vicinissima al sangue circolante. Le cellule epiteliali degli alveoli sono ricoperte in permanenza da una sottile pellicola liquida, nella quale i gas possono sciogliersi e diffondere così attraverso le membrane. Il sangue che irrora gli alveoli è quello pompato ai polmoni dal cuore dopo aver completato il suo giro per tutto il corpo. Provenendo dalla periferia del corpo è povero di ossigeno e ricco di biossido di carbonio. Il processo chimico dello scambio di gas avviene “per diffusione”: una sostanza “diffonde” sempre dà A verso B se la sua concentrazione è più alta in A che in B. Negli alveoli la concentrazione di ossigeno è più bassa di quella dell’aria inspirata e più alta di quella del sangue dei capillari circostanti. Nel caso del biossido di carbonio la differenza è piccola, ma è sufficiente, grazie alla buona diffusibilità di questo gas, a eliminare il biossido di carbonio prodotto.

Sangue arterioso:

  • Contenuto O2, ± 95 mm Hg
  • Contenuto CO2, ± 40 mm Hg

Sangue venoso:

  • Contenuto O2, ± 40 mm Hg
  • Contenuto CO2, ± 46 mm Hg

Da notare come il contenuto di ossigeno nel sangue venoso sia ancora notevole. Pertanto quello che è stato introdotto nei polmoni con l’aria, che è passato nel sangue arterioso, non è rilasciato tutto alle cellule dei vari tessuti, che ne avrebbero un grande bisogno, ma resta in parte nel sangue e, con il sangue venoso torna ai polmoni da dove viene in buona parte restituito all’aria con l’espirazione. Questa affermazione riveste grande importanza nel momento in cui l’aria disponibile è in quantità limitata. Molto dell’ossigeno che è contenuto nell’aria delle bombole non viene adeguatamente utilizzato dall’organismo.

3) Il trasporto della CO2 e dell’ossigeno per mezzo del sangue verso e da i tessuti;

Il sistema cardiovascolare è formato dal cuore e dai vasi sanguigni che sono responsabili del continuo flusso di sangue in tutto il corpo. Il sangue circola nel sistema cardiovascolare e la sua funzione principale è quella di trasportare ossigeno alle cellule che compongono l’organismo.

Questo sistema è formato da una serie di vasi sanguigni, le arterie e le vene. L’energia per far circolare il sangue viene fornita dal cuore, che durante la fase di contrazione si spreme come una spugna e spinge il proprio contenuto nelle arterie principali. Terminata la contrazione, il cuore si rilascia e il sangue ritornando attraverso le vene lo riempie di nuovo preparandosi ad una nuova contrazione.

Il sangue viene spinto fino alla più estrema periferia, nel letto capillare, dove può svolgere la sua funzione di nutrimento dei tessuti. Una persona adulta ha circa 5 litri di sangue che circolano nel proprio corpo in circa 1 minuto.

Nelle arterie scorre il sangue ricco di O2. Esse si ramificano nel corpo in vasi sempre più piccoli sino a formare una rete di vasi piccolissimi, detti capillari sanguigni, che si trovano tra le cellule dei vari organi. È proprio nella rete dei vasi capillari che il sangue rilascia l’O2 alle cellule e queste cedono la CO2 al sangue.

I capillari poi convergono in una serie di vasi sanguigni di dimensioni crescenti chiamati vene e che riportano il sangue al cuore.

La respirazione cellulare

Per trasformare l’energia delle sostanze nutritive come lo zucchero, le cellule utilizzano un processo biochimico conosciuto con la definizione di respirazione cellulare. La respirazione cellulare è un processo esotermico di ossidoriduzione, una combustione controllata, che consta di una catena di reazioni.

La produzione di energia per mezzo della respirazione cellulare richiede un rifornimento continuo di ossigeno e genera, come prodotto anche del biossido di carbonio. Il sistema respiratorio permette la respirazione cellulare prelevando l’ossigeno dall’aria inspirata ed eliminando il biossido di carbonio dall’organismo.

Cibo +O2 → CO2 + H2O + ATP*

* ATP= Adenosintrifosfato (cioè energia)

L’ ATP è la molecola nella quale viene temporaneamente immagazzinata l’energia ottenuta dalla respirazione cellulare. E’ presente in piccolissima quantità all’interno della cellula e viene continuamente prodotta. La quantità totale presente, in un dato momento nel corpo umano è nell’ordine di 1 grammo (non soddisfa le esigenze di un lavoro muscolare intenso di pochi secondi). Nell’arco di 24 ore senza che vi siano sforzi importanti ne vengono prodotti indicativamente alcune decine di kg (40/50 kg).

I muscoli traggono principalmente la loro energia da questa sostanza.

 

Produzione di ATP

La produzione di ATP può derivare da:

  • Utilizzando un meccanismo aerobico, nel quale vi è una combustione di zuccheri e grassi in presenza di ossigeno (come prodotti finali, oltre all’energia, si hanno biossido di carbonio ed acqua). Questo sistema è il meno dispendioso perché non vi è formazione di scorie. Infatti, con la respirazione polmonare la CO2 può essere facilmente estratta dal sangue;
  • Dagli zuccheri senza la presenza di O2 (meccanismo anaerobico). Energeticamente parlando più dispendioso perché con l’utilizzo della stessa quantità di zuccheri si ottiene meno ATP, rispetto all’attività aerobica e inoltre perché vi è produzione e accumulo di acido lattico (elemento limitante la prestazione).

L’acido lattico, che abbiamo visto essere un sottoprodotto dell’attività anaerobica dei muscoli, si riversa da quest’ultimi nel sangue. Veicolato dal sangue raggiunge cuore, fegato e muscoli inattivi, dove viene riconvertito in glucosio. Nondimeno, durante un esercizio fisico impegnativo (per intensità e/o per durata), è possibile che i muscoli producano nell’unità di tempo più acido lattico di quanto si riesca a metabolizzare. La concentrazione di acido lattico nel sangue aumenta fino al punto in cui i muscoli attivi non riescono più a metabolizzarlo. Questo genera affaticamento e successiva incapacità di sostenere lo sforzo, talvolta accompagnato da bruciore. Tuttavia nel momento in cui i muscoli riprendono la loro normale attività aerobica, l’acido lattico viene eliminato dal circolo sanguigno (nel giro di qualche decina di secondi o di pochi minuti). La gran parte di quanto se n’era accumulato nei muscoli attivi viene smaltito. Questa è un operazione che richiede tutt’al più un paio di ore dall’inizio dell’attività fisica.

Qualcuno si potrebbe chiedere che importanza rivestono queste informazioni al vigile del fuoco. La domanda è lecita ma richiede un ulteriore approfondimento prima di essere evasa.

Qualcuno di voi ha mai provato a misurare la saturazione dell’ossigeno nel sangue? Solitamente si usa uno strumento conosciuto con il nome di saturimetro o di ossimetro. Molto spesso disponendo anche di un misuratore del battito cardiaco assume la definizione di pulsiossimetro. Questo strumento permette il monitoraggio non invasivo della saturazione di ossigeno dell’emoglobina arteriosa (SpO2) e della frequenza cardiaca. I valori sono espressi in percentuale per quanto riguarda l’ossigenazione e in bpm per il battito. Un interpretazione speditiva (laica e non medica) dei valori è la seguente:

  • In un adulto in condizioni normali l’emoglobina legata è compresa tra il 96% e il 99%;
  • Se 100% si potrebbe essere in presenza di una possibile iperventilazione. La ragione potrebbe essere un attacco d’ansia, tachicardia o attacchi di panico;
  • Se il valore è tra il 93% e il 95% vi potrebbe essere una leggera ipossia;
  • Al di sotto del 92% indica un insufficienza di ossigeno nel sangue.

Da quando sono solito monitorare la saturazione degli allievi non ne ho trovato nemmeno uno che fosse al di sotto del 93%. Questo nonostante il fatto tutti abbiamo ben presente la sensazione di fatica legata alla sensazione di non “avere abbastanza aria”. Come possono coincidere le due cose? Quantità adeguata di ossigeno legato all’emoglobina in circolo nel sangue arterioso con l’oggettiva difficoltà a portare a termine l’esercizio proposto? Per avere tutti gli elementi per rispondere al quesito serve fare un ulteriore precisazione. Bisogna in effetti conoscere le dinamiche che regolano la frequenza degli atti respiratori nell’organismo?

La frequenza degli atti respiratori è governata dalla quantità di CO2 prodotta dai processi di respirazione cellulare.

Nel midollo allungato, (conosciuto anche come medulla oblongata o mielencefalo), che è parte del tronco cerebrale risiedono i centri bulbari della respirazione. Il midollo allungato è l’organo che contiene al suo interno i neuroni recettori che controllano la concentrazione del CO2 nel sangue. La quantità di CO2 prodotta quindi regola l’ampiezza e la profondità degli atti respiratori. Infatti un livello elevato di biossido di carbonio segnala un aumento dell’attività cellulare e quindi un maggior fabbisogno di ossigeno. I recettori perciò reagiscono immediatamente ordinando un’intensificazione del ritmo e della profondità del respiro. Questi recettori sono molto sensibili, lo 0.3% in più di biossido di carbonio comporta un aumento significativo (può arrivare al doppio) degli atti respiratori.

Vi sono anche altri “sensori”. I chemiocettori, situati nell’arco aortico e alla biforcazione delle carotidi sono sensibili alle variazioni della PCO2 (pressione parziale della CO2), ma anche alla diminuzione della PO2 e del pH; quando si esegue uno sforzo muscolare intenso, i muscoli consumano molto O2 e producono CO2, determinando, inoltre, una diminuzione del pH del sangue. Queste tre azioni combinate (aumento della PCO2, diminuzione della PO2 e variazione del pH) determinano una scarica di impulsi nervosi, che, da questi recettori convergono sia al centro respiratorio, aumentando la frequenza e la profondità del respiro, sia al centro cardio-regolatore, aumentando la frequenza e l’ampiezza del battito.

La frequenza respiratoria, dunque, è determinata soprattutto dalla quantità di CO2 che è necessario espellere dall’organismo.

Il problema è che molto spesso la soglia di tolleranza dell’organismo nei confronti della concentrazione di CO2, sia molto bassa e ciò comporta che vi sia l’impulso di espirare anche se i valori sono tutt’altro che eccessivi, anzi sono molto bassi. Di conseguenza si respira troppo e si elimina una quantità eccessiva di CO2.

Qui vi è l’ennesimo colpo di scena. Cosa comporta una bassa soglia di tolleranza alla CO2?

Comporta che l’organismo sia meno efficiente negli scambi O2-CO2 a livello cellulare. Vediamo nel dettaglio come avviene questo scambio e cosa lo favorisce.

Per farlo ci aiutiamo facendo un parallelo con l’alimentazione[i]. È cosa nota che per nutrirsi bene non basta riempire lo stomaco con la maggior quantità possibile di cibo; occorre invece che gli elementi nutritivi del cibo (mangiato in quantità giusta) passino nel sangue e da questo nei vari tessuti dell’organismo. Se qualcosa in questi meccanismi di assimilazione non funziona, si può morire di fame pur mangiando il giusto. E’ questo ad esempio quello che accadeva ai diabetici prima della scoperta dell’insulina. Il loro sangue era pieno di zucchero ma mancava dell’elemento (l’insulina) che permette che possa essere rilasciato ai tessuti, che di conseguenza “morivano di fame”. Al contrario quando si pensa alla necessità di respirare si è quasi tutti portati a pensare che “tanto è meglio”. Da qui il detto di prendere un bel respiro, fare un respiro a bocca piena e così via.

Cosa succede una volta introdotto l’O2 nei polmoni? Innanzitutto l’O2 deve passare dai polmoni al sangue (e, salvo casi di malattie polmonari o bronchiali, questo quasi sempre funziona bene). Dal sangue, l’ossigeno deve poi essere assimilato dalle cellule dei tessuti dei vari organi. E qui invece si verificano molto spesso dei problemi. Cosa succede? Accade che le particelle di ossiemoglobina del sangue (e cioè l’emoglobina che, dopo avere assimilato l’ossigeno, si è appunto trasformata in ossiemoglobina) trattengono strettamente l’ossigeno, rifiutando di cederlo e lasciarlo passare nei tessuti. Gli organi soffrono di carenza di ossigeno, pur in presenza di un sangue saturo di ossigeno, esattamente come gli organi dei diabetici soffrono di mancanza di zucchero pur in presenza di un sangue saturo di zucchero! Come mai? Perché per consentire il passaggio dell’ossigeno dal sangue ai tessuti è necessaria la presenza di biossido di carbonio in quantità sufficiente. In assenza di CO2 nella giusta concentrazione, l’ossiemoglobina nel sangue non può liberare l’ossigeno e lasciarlo passare nei tessuti in misura sufficiente!

La necessità della CO2 per il passaggio dell’O2 dal sangue ai tessuti è stata scoperta agli inizi del secolo scorso e prende il nome di “effetto Verigo-Bohr”[ii]. L’atmosfera ha una concentrazione di ossigeno del 21%, potenzialmente alle nostre cellule ne potrebbe bastare anche un po’ meno. Le nostre cellule hanno invece bisogno di una concentrazione di biossido di carbonio al 6,5% mentre l’atmosfera ne contiene solamente lo 0,03%. Siamo ancora molto lontani dal 6,5% presente nell’organismo dei bambini nel grembo materno e all’interno delle nostre cellule da adulti. La CO2 non è quindi soltanto un prodotto di scarto dei processi di respirazione cellulare ma è necessaria per molte funzioni nell’organismo umano; è tra l’altro essenziale per consentire il passaggio dell’ossigeno dal sangue alle cellule dei tessuti. In assenza di CO2 questo passaggio non avviene. E’ indispensabile quindi che nell’organismo vi sia la quantità giusta di CO2. Una respirazione eccessiva, profonda e rapida, provoca, con l’espirazione, una perdita eccessiva di CO2, e questa perdita provoca a sua volta degli scompensi nell’organismo.

Ora abbiamo tutti gli elementi per poter formulare le risposte e possiamo quindi tornare alla domanda principe.

Qual è l’aspetto che ha maggiore impatto durante gli interventi con autorespiratori?

La risposta non può essere altro che: l’autonomia limitata dal fatto di non avere una riserva d’aria infinita.

Quali sono le situazioni che ingenerano i comportamenti più virtuosi?

  1. Avere un alta soglia di tollerabilità della CO2;
  2. Attivare il centro respiratorio in maniera tale che, scaricando la CO2 in eccesso, esso riduca la frequenza respiratoria.

La cosa sembra impossibile da ottenere. L’efficienza più elevata si ha quando il nostro organismo sopporta elevati livelli di CO2. Cosa che favorisce la cessione di ossigeno dal sangue ai tessuti. Al tempo stesso però si dovrebbe favorire la fase di espirazione per scaricare la CO2 prodotta al fine di ridurre la frequenza respiratoria.

Quale è la situazione nella quale invece è molto più frequente imbattersi?

  1. Bassa soglia di tollerabilità alla CO2;
  2. In caso di aumentato fabbisogno di O2 da parte del nostro corpo, una iperventilazione spinta generata dalla preponderanza della fase di inspirazione sull’espirazione.

 

Cosa comporta questo?

Si ingenera una reazione a catena che fa sì che si elimini la CO2 prima che raggiunga i valori ottimali e che vi sia una preponderanza dell’inspirazione rispetto all’espirazione. Più introduco O2, più devo compiere un lavoro.

Durante l’intervento con gli autorespiratori se questo circolo non viene interrotto, porta a “buttare via” tutta la riserva d’aria a disposizione.

Questo è un aspetto molto importante e da tenere nella giusta considerazione. Significa che in caso di uno sforzo che comporta un aumento degli atti respiratori, per ridurre la frequenza bisogna agire sulla profondità e l’efficacia della fase di espirazione.

Normalmente si è portati a privilegiare l’inspirazione accorciando la fase di scarico. Si ottiene però l’effetto contrario perché, aumentando la frequenza si svolge un lavoro maggiore che richiede più ossigeno e di conseguenza una maggiore CO2 che viene rilevato dai ricettori del centro respiratorio che ordinano di aumentare la frequenza respiratoria, si entra quindi in un circolo vizioso che potrebbe avere conseguenze pericolose.

Più O2 per compiere il lavoro, meno tollerabilità alla CO2 = frequenza respiratoria elevatissima.

Ultimo elemento utile da conoscere è la definizione esatta di iperventilazione. Cosa significa “iperventilare?” Più che “respirare troppo” in assoluto, significa invece respirare in modo non adeguato ed eccessivo rispetto alle esigenze dell’organismo impegnato in una determinata attività. Una respirazione che sarebbe adeguata se si stesse correndo o comunque svolgendo attività fisica, (e durante l’attività fisica l’organismo produce una grossa quantità di CO2, che deve in effetti essere in parte eliminata) è invece eccessiva e dannosa se non si sta compiendo un intensa attività fisica (per i vigili del fuoco per esempio potrebbe essere al momento della ricezione dell’allarme). In questo caso l’organismo reagisce, in base ad un istinto primordiale, (la cosiddetta “risposta adrenergica, spavento = combatti o fuggi”) come se si fosse in presenza di un pericolo che richiederà un’intensa attività fisica e che scatena l’impulso a respirare molto, appunto in previsione dell’attività fisica con accumulo di CO2 che invece in genere non avviene, perché si resta seduti (falso allarme, attività che non richiede dispendio fisico, ecc.). Il frequente ripetersi di questi episodi di stress quotidiano porta allo sfasamento del ritmo respiratorio, che diviene in permanenza, anche quando si dorme, un po’ più intenso del necessario.

Tecniche di respirazione conservative dell’aria

Ora che abbiamo la conoscenza dei meccanismi dell’organismo possiamo ipotizzare delle risposte operative. Quando si usa un apparecchio di protezione delle vie respiratorie, quale tipologia di respirazione è più idoneo utilizzare?

La risposta prevede tre metodologie diverse in funzione dello sforzo che si sta compiendo e dello scenario operativo.

I tre sistemi sono elencati in ordine decrescente di frequenza di utilizzo e di “preferibilità” di adozione.

1) Naso in – naso out. È senza ombra di dubbio la tecnica di respirazione che permette di massimizzare l’efficienza respiratoria. Vediamo nel dettaglio perché questo avviene.

Essa consiste in:

  • Inspirare normalmente con il naso;
  • Espirare normalmente con il naso.

Inspirazione dal naso. Favorisce:

  1. Aumento del tasso di umidità dell’aria;
  2. Aumento della temperatura dell’aria;
  3. Favorisce la respirazione diaframmatica. L’uso del diaframma a sua volta consente:
    1. Una respirazione più profonda andando ad interessare la parte più vascolarizzata dei bronchi;
    2. Una respirazione che richiede meno energia. Il movimento del diaframma non richiede di innalzare o muovere altre parti del corpo come invece succede con la respirazione toracica (spostamento all’esterno della gabbia toracica e verso l’alto della testa);
  4. Riduce di molto le possibilità di entrare in affanno. L’affanno è probabilmente il pericolo maggiore per quanti utilizzano degli APVR;
  5. Ha il vantaggio di favorire una respirazione più capiente rispetto a quella toracica, con conseguente diminuzione del ritmo cardiaco e aumento della resistenza all’affaticamento, un aspetto molto importante durante gli interventi con autorespiratori;
  6. Mediamente un individuo che utilizza la respirazione addominale esegue circa 10 atti respiratori al minuto. Chi invece utilizza la respirazione toracica, esegue mediamente 15/16 atti respiratori al minuto;
  7. Porta una maggiore quantità di sangue agli organi inferiori.

Espirazione con il naso. Favorisce:

  1. Riduzione della quantità di CO2 dispersa per effetto dell’espirazione. Abbiamo visto che la CO2 è indispensabile per favorire lo scambio O2-CO2 a livello cellulare. Espirando con il naso quindi aiuta a mantenere elevata la quantità di CO2 prodotta dalle cellule;
  2. Riduce la quantità di vapor d’acqua disperso per effetto della Perspiratio insensibilis. A causa della ridotta efficienza del sistema che consente la termoregolazione (a causa del DPI EN 469 il sudore prodotto dal nostro corpo non può evaporare) è indispensabile mantenere elevati livelli di idratazione dell’organismo. Espirando con il naso si dimezza la quantità d’acqua espirato rispetto a quanto avviene con la bocca.

Adottare sempre questo sistema permette di raggiungere due obbiettivi diversi:

  • Obbiettivo a breve termine. Il risultato a breve termine è quello di utilizzare la tecnica di respirazione che permette il massimo dell’efficienza in termini di consumo di aria e produzione energetica;
  • Obbiettivo a medio-lungo termine. Utilizzare questa tecnica abitua l’organismo a sopportare livelli più elevati di CO2. Un po’ alla volta quindi si sposta verso l’alto l’asticella del livello di CO2

Nel momento in cui non è più sostenibile respirare utilizzando il solo naso si hanno di fronte due possibili scelte. La prima è quella di ridurre il carico di lavoro. Molto spesso sarebbe sufficiente semplicemente rallentare un po’ mantenendo livelli elevati di efficienza respiratoria. Qualora questo non fosse possibile la seconda possibilità prevede di utilizzare la seconda metodologia di respirazione.

2) Naso in-bocca out. Conosciuta come R-EBT. Questa tecnica è stata sviluppata da KEVIN J. REILLY membro del consiglio del Fire Safety Directors Association of New York City[iii];

R-ebt sta per: Reilly Emergency Breathing Tecnique (tecnica di respirazione in emergenza Reilly).

Essa consiste in:

  • Inspirare normalmente con il naso;
  • Espirare con la bocca, parzializzando l’apertura e prolungando l’espirazione;

Come si può notare non è richiesto nulla di complicato da realizzare. La particolarità consiste nel inspirare con il naso (scaldando e inumidendo l’aria) ed espirare con la bocca. Con la parzializzazione dell’apertura della bocca si ottiene il duplice scopo di forzare leggermente la fuoriuscita dell’aria e conseguentemente di prolungare la fase di scarico.

I vantaggi dell’inspirazione con il naso sono i medesimi della tecnica precedente. Mentre utilizzare l’apertura della bocca per espirare permette di ridurre il livello di CO2. Livello elevato che obbliga il nostro organismo ad aumentare la frequenza degli atti respiratori. L’azione ragionata di espirare con la bocca impedisce di inspirare con la stessa bocca come prima risposta ad uno stimolo di “mancanza d’aria”. Cosa che abbiamo visto essere deleteria per la durata della riserva d’aria.

Quindi in risposta ad un carico di lavoro maggiore che non consente di mantenere il profilo di respirazione ottimale, naso-naso, si può rispondere aumentando la durata della fase di scarico utilizzando la bocca.

3) Naso in – bocca out in emergenza. Skip breathing o “salto del respiro”

Essa consiste in:

  • Inspirare normalmente con il naso;
  • Effettuare una piccola pausa (non deve essere stressante);
  • Inspirare normalmente con il naso;
  • Effettuare una piccola pausa (non deve essere stressante);
  • Espirare con la bocca, parzializzando l’apertura e prolungando l’espirazione

Deve essere chiarite sin dall’inizio che questa metodologia di respirazione può essere utilizzata solo in caso d’emergenza. Deve essere “l’estrema ratio”.

Originariamente sviluppato per la subacquea, può essere utilizzato anche dal singolo pompiere. Il primo passo consiste nell’inspirare e trattenere il respiro. Quando si sente il bisogno di espirare, si prende un respiro supplementare e poi si espira lentamente. Dopo aver esalato, si deve trattenere di nuovo il respiro fino a quando non si ha bisogno di respirare. Tuttavia, la persona non deve trattenere il respiro fino a provare disagio. La durata della pausa può durare solo pochi secondi e varia da persona a persona.

Ci si può chiedere: “Perché non utilizzare questa tecnica ogni volta che si usa un autorespiratore?” Perché per i vigili del fuoco, il solo e unico scopo di questa tecnica, è quello di essere uno “strumento salvavita”, non un metodo per migliorare le prestazioni di lavoro. I vigili del fuoco impegnati nel salto del respiro devono concentrarsi sul proprio respiro, non possono pensare agli altri compiti. Inoltre, trattenere il respiro può avere conseguenze fisiche, come l’ipossia. Oltre a ciò, durante le normali operazioni di lotta contro l’incendio, i vigili del fuoco consumano un sacco di energia e hanno bisogno di ossigeno supplementare per soddisfare questa condizione. Anche se la tecnica è relativamente semplice, la concentrazione mentale necessaria è notevole.

In primo luogo, il vigile in difficoltà deve attuare le normali procedure di Mayday, come chiedere aiuto tramite la radio personale, indicare la propria posizione (se nota), posizionarsi lungo il perimetro delle pareti, e così via. Se il vigile è intrappolato e in attesa di soccorso, dovrebbe cominciare ad utilizzare lo Skip Breathing al più presto per conservare quanta più aria possibile. Facendo ciò si aumenterà il tempo a disposizione delle squadre di soccorso per individuarlo.

Anche se questa tecnica è relativamente semplice, deve essere provata più volte in addestramento per poterla utilizzare efficacemente in caso d’emergenza.

Conclusioni

La conoscenza e la consapevolezza delle specificità di un intervento con gli APVR sono la miglior arma a disposizione di un vigile del fuoco. Come preso in esame sopra, le competenze da conoscere e da sperimentare in tempo di pace non sono molte.

L’improvvisazione non deve essere una scelta ma solo la conseguenza dell’accadimento di un evento imponderabile.

 

[i] Attacco all’asma di Fiamma Ferraro, editore Macro Edizioni

[ii] www.buteyko.it

[iii] http://www.fireengineering.com/articles/print/volume-161/issue-4/features/rethinking-emergency-air-management-the-reilly-emergency-breathing-technique.html

 

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

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

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[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.

Acido cianidrico o cianuro d’idrogeno (HCN)

A temperatura ambiente è un liquido volatile, incolore, dal caratteristico odore di mandorle amare: è molto tossico già dopo dieci minuti di esposizione a 10 ppm. L’acido cianidrico (HCN), anche a concentrazioni molto basse, blocca i processi respiratori a livello cellulare e provoca la morte per anossia.

Supporti solidi (quali piccole palline o dischetti, di polpa di legno o farina fossile), impregnati di acido cianidrico costituivano lo Zyklon B, il pesticida usato nei campi di sterminio della Germania nazista per condurre esecuzioni di massa.

L’HCN viene utilizzato per le lavorazioni dell’oro e nell’industria della conciatura delle pelli ma, per quanto ci riguarda, è un prodotto derivante dalla combustione incompleta di sostanze a base di azoto e carbonio, come la plastica, ma anche lana ed altri.
Esiste una crescente evidenza che, insieme alla nota minaccia rappresentata dal monossido di carbonio (CO), possono essere presenti, nei prodotti della combustione, concentrazioni di HCN in quantità tale che rappresentino un pericolo per la vita. A volte le concentrazioni di HCN sono così elevate da causare sintomi immediati ai vigili del fuoco che non stanno indossando l’autorespiratore. In altri casi, concentrazioni più basse di HCN respirate in un tempo sufficientemente lungo possono essere causa di problemi di salute posticipati nel tempo, compresi gli attacchi cardiaci.
Come ben sappiamo gli oggetti che sono sottoposti a riscaldamento causa il calore di una combustione, prima di incendiarsi a loro volta, emettono i gas di pirolisi. La pirolisi (che è detta anche dissociazione molecolare), libera in ambiente prodotti che oltre essere altamente infiammabili sono anche tossici.
Il pericolo rappresentato da questa emissione di gas è stato tragicamente dimostrato dall’incendio avvenuto al Station Nightclub di West Warwick (USA) nel febbraio del 2003. L’isolante acustico che ricopriva il palco si è incendiato (a causa di due fuochi d’artificio sparati durante l’esibizione di un complesso musicale) sviluppando grandi quantità di fumo e gas ricchi di HCN. L’atmosfera all’interno della struttura (priva di impianto sprinkler) dove era presente il pubblico diventò irrespirabile in 90 secondi, questo è quanto emerse dalle immagini e dalle simulazioni del NIST.

C’erano 462 persone nella sala, e molte di loro sono state velocemente aggirate dal fumo prima che potessero raggiungere l’uscita. Purtroppo, 100 persero la vita, e più di 200 subirono gravi ustioni o lesioni in conseguenza di questo evento. I sintomi di avvelenamento da HCN non vennero nemmeno riconosciuti durante le  fasi di soccorso degli infortunati. Le modalità di trattamento furono solo quelle per un avvelenamento da CO. Questo non per colpa dei soccorritori. A quel tempo il pericolo rappresentato dal avvelenamento da HCN (in seguito all’esposizione del fumo di un incendio) non era ancora stato pubblicizzato. Vi è inoltre il pericolo di un esposizione indiretta al HCN. Infatti i soccorritori,  per compiere la loro opera di salvataggio lavorano a diretto contatto con le vittime nel tentativo di salvar loro la vita.

Queste vittime sono oggetto di un avvelenamento acuto da HCN. È difficile da concepire, ma le persone conivolte sono come delle spugne che hanno assorbito i prodotti della combustione. Quando sono rimosse dall’ambiente contaminato e portate all’aria aperta, i tessuti del corpo cominciano a rilasciare i contaminanti. I soccorritori che operarono su di loro furono esposti ai medesimi contaminati che le avevano avvelenate, incluso il cianuro d’idrogeno. Dopo che i superstiti furono ricoverati presso gli ospedali e i vigili del fuoco rientrarono nelle loro caserme, molti di loro cominciarono ad avere mal di testa, nausea, vomito ed altri sintomi simili. Se questi sintomi possono essere il risultato dello stress causato da un intervento di simile portata, è altrettanto probabile che siano dovuti all’esposizione a sostanze contaminanti, come HCN e CO. Inoltre, i vigili del fuoco ebbero difficoltà a comprendere la portata dei possibili danni subiti.

tabella HCN

Il “Limit value – Short term” secondo il NIOSH (equivalente al  TLV-C ) è di 5 ppm, mentre l’IDLH è 50 ppm (per il CO sono rispettivamente 35 e 1200).

Uno studio effettuato dal capitano Rick Rochford del dipartimento vigili del fuoco di Jacksonville in Florida, ha evidenziato che la concentrazione di HCN che ci possiamo aspettare in un incendio medio è di 200ppm. Se poi consideriamo che l’effetto combinato del HCN assieme al CO aumenta di molto la pericolosità, possiamo comprendere perché la maggior parte delle vittime di un incendio sia da imputare all’inalazione di gas tossici.

Azioni di prevenzione da adottare

L’intero mondo del soccorso organizzato deve essere più attivo nel mantenere degli atteggiamenti e compiere delle azioni che possono essere utili sia alle vittime sia a se stessi. Un elenco sommario delle azioni da intraprendere è:

  • monitorare l’eventuale presenza di HCN*, CO e altri inquinanti;
  • verificare che i vigili del fuoco intervenuti non si siano avvelenati a causa dell’esposizione ai tossici;
  • uso costante e senza eccezioni dei dispositivi di protezione delle vie respiratorie;
  • il momento in cui si possono togliere gli autorespiratori deve essere determinato dal ROS (o suo delegato) e non su basi empiriche ed individuali dei singoli operatori;
  • decontaminare (delle volte è sufficiente lavarli con un po’ d’acqua) i DPI dopo la fine dell’intervento;
  • non pulire i DPI nella lavatrice di casa (nella stessa dove vengono lavati i vestiti dei vostri figli);
  • non depositare i DPI sporchi negli ambienti dove si soggiorna;
  • fare una doccia dopo ogni incendio;
  • informare i sanitari sulla possibile esposizione al HCN sia delle vittime sia dei soccorritori.

* Quanti di noi hanno in dotazione un rilevatore di HCN? Rispetto alla minaccia molto concreta, ritengo che siano ben pochi quanti siano in grado di rilevare la presenza dell’acido cianidrico. In quasi tutti i corpi VF vi è in dotazione uno strumento per l’H2S. Ottimo ma, quanti possono dire di aver visto in allarme il sensore dell’H2S? Questo non vuole essere un invito a non utilizzarlo, ma a razionalizzare gli acquisti in funzione dei reali pericoli e non perchè si è sempre fatto così.

Lo strumento sta misurando i prodotti della combustione di un incendio all'interno del locale che si vede sullo sfondo. La lettura del segnale che giunge dal sensore dell'HCN è di 30 ppm e como si può vedere dalla foto non c'è praticamente fumo.Foto tratta dal sito www.firesmoke.org

Lo strumento sta misurando i prodotti della combustione di un incendio all’interno del locale che si vede sullo sfondo. La lettura del segnale, che giunge dal sensore dell’HCN, è di 30 ppm e come si può vedere dalla foto non c’è praticamente fumo. Foto tratta dal sito http://www.firesmoke.org

Bisogna assicurarsi sempre di trasmettere l’informazione sulla possibile esposizione al HCN al personale medico quando una vittima o un pompiere vengono trasportati in ospedale, dal momento che i sintomi possono essere scambiati per un attacco di cuore.

Per quanto riguarda l’avvelenamento da CO esiste un antidoto conosciuto e facilmente reperibile, l’ossigeno. Infatti le prime cure prevedono la somministrazione di O2 e il passo successivo sono i trattamenti in camera iperbarica. Per quanto riguarda l’HcN le cose non sono così semplici. Innanzitutto bisogna riconoscere i segnali di un avvelenamento da tale sostanza. A questo scopo è stato messo a punto un algoritmo per aiutare a riconoscere precocemente i sintomi. Gli algoritmi sono stati elaborati dai componenti della Società europea di medicina d’urgenza (EuSEM), e sono stati illustrati in occasione della conferenza annuale EuSEM nel 2011.  Questi ausili sono stati prodotti con la speranza che essi possano migliorare il riconoscimento di avvelenamento da HCN dovuto da inalazione di fumo, e migliorare i tassi di sopravvivenza in tutta Europa. Ne sono state approntate due versioni una per il trattamento ospedaliero e l’altra per il pre-ospedaliero.

Smoke inhalation poster prehospital threatment

Smoke inhalation poster prehospital treatment

Smoke inhalation poster hospital threatment

Smoke inhalation poster hospital treatment

Una delle sfide associate all’avvelenamento da HCN è la difficoltà a confermare la diagnosi in tempi brevi vista la situazione tempo-dipendente. L’inalazione di fumo contenente CO e HCN, ricordiamo che purtroppo essi  “lavorano” in sinergia, può uccidere in tempi rapidi. Attualmente la conferma dell’avvelenamento da Cyanide è un processo che può richiedere parecchio tempo. Questo è il motivo per il quale il trattamento empirico con hydroxocobalamin (l’unico antidoto che sia possibile utilizzare senza una diagnosi confermata) è così importante.

Luca

Come calcolare l’autonomia durante gli interventi con autorespiratore (Air management)

Possiamo considerare il calcolo dell’autonomia durante gli interventi con autorespiratori come uno degli aspetti fondamentali ai fini di aumentare la sicurezza degli operatori. Infatti non possiamo programmare le azioni che dovremo compiere senza avere un’idea del tempo che abbiamo a disposizione per compierle. La durata della riserva d’aria a disposizione è in funzione di tre elementi fondamentali:

  • Il volume del recipiente che contiene l’aria;
  • La pressione di stoccaggio;
  • Il consumo dell’operatore.

Analizziamo ora i tre parametri.

  • Volume della bombola. Parametro fisso e oggettivo.

Il volume della bombola è un dato oggettivo costante nel tempo. Essa nasce con una sua capacità ben definita per tutta la durata della sua vita operativa. Sulla bombola è stampigliata la capacità in litri del recipiente.

  • Pressione di stoccaggio. Parametro variabile e oggettivo.

La pressione di stoccaggio è in funzione della tipologia della bombola e dello stato di carica iniziale. La pressione è espressa in bar. L’elemento che ci permette di verificare lo stato di carica è il manometro. Il valore di pressione che è indicato varia durante l’intervento.

  • Consumo dell’operatore. Parametro variabile e soggettivo.

Questo è il valore più variabile tra i tre. Dipende dal singolo operatore, dalla tipologia di lavoro che si stà compiendo e inoltre bisogna tener conto dello stress psicofisico del momento (coinvolgimento emotivo e stato di salute al momento dell’intervento). Ogni vigile del fuoco deve conoscere il proprio consumo medio in base alle diverse tipologie di sforzo. Questo lo si può ottenere compiendo periodicamente un percorso che riproduca un intervento tipo.

Avendo a disposizione questi dati possiamo quindi calcolare l’autonomia.

Vol in litri bombola x la pressione in bar/Consumo in litri al minuto
Esempio: 6,8l x 300bar/40 lpmin =51 min

Questo conteggio ci permette di calcolare i minuti di autonomia disponibili nella bombola comprensivi  della riserva d’emergenza, cioè la quantità d’aria che resta nel recipiente dopo l’attivazione del fischio d’allarme. Ma cosa si intende per emergenza? La parola “emergenza” in questo caso non si riferisce al servizio che si sta svolgendo (gli interventi dei vigili del fuoco sono quasi sempre di emergenza), ma ad una eventuale situazione di pericolo, un imprevisto in cui si venga a trovare il vigile del fuoco. Questa quantità d’aria non deve essere quindi tenuta in considerazione in fase di pianificazione dell’intervento. Essa è la “polizza di assicurazione vita” del vigile del fuoco. L’obbiettivo è avere abbastanza aria per compensare possibili eventi non pianificabili che ci possono accadere, permettendoci di abbandonare l’atmosfera non respirabile in sicurezza.
I possibili imprevisti a cui possiamo andare incontro durante la normale attività interventistica sono:

• Perdita dell’orientamento;
• Via di fuga inutilizzabile;
• Colpi di calore o malori.

Sarà opportuno modificare il calcolo dell’autonomia sottraendo dall’aria totale disponibile la riserva d’aria d’emergenza.

Volume in litri bombola x (pressione in bar-riserva emergenza)/Consumo in litri al minuto
Esempio:  6,8l x (300bar-60bar)/40 l/min =40 min

 

In quanto tempo una squadra di soccorso riesce ad intervenire? Quando è presente (la mancata presenza di questa risorsa sarà oggetto di uno dei prossimi post), impiega mediamente 10 minuti per trovare il vigile in difficoltà. Guarda caso è proprio l’autonomia residua se si conserva l’aria contenuta all’interno della bombola dopo l’attivazione del fischio d’allarme. Ecco quindi spiegata la necessità di conservare la riserva d’aria d’emergenza e di non calcolarla per la pianificazione dell’intervento.

Luca