L’ossigeno ci mantiene in vita.
Nella subacquea, però, la frase:
“Più ossigeno è meglio”
è falsa.
L’ossigeno è un gas indispensabile ma, quando aumenta la sua pressione parziale e l’esposizione si prolunga, può diventare tossico.
È uno dei paradossi più interessanti della fisiologia subacquea:
lo stesso gas senza il quale perdiamo conoscenza in pochi minuti può, a pressioni sufficientemente elevate, provocare danni neurologici, polmonari e altri effetti tossici.
Per chi utilizza nitrox, miscele tecniche o rebreather, capire la tossicità dell’ossigeno non è un dettaglio teorico.
Significa comprendere concetti come:
- PO₂;
- MOD;
- CNS%;
- OTU;
- esposizione cumulativa;
- limiti operativi.
E soprattutto significa capire che cosa questi numeri ci dicono e che cosa non ci possono garantire.
Non conta soltanto la percentuale di ossigeno
In superficie l’aria contiene circa il 21% di ossigeno.
Potremmo pensare che un Nitrox 32 sia “più forte” perché contiene il 32%.
Ma la percentuale, da sola, non determina l’effetto biologico.
Conta la pressione parziale dell’ossigeno, indicata generalmente come:
PO₂ oppure ppO₂.
La relazione fondamentale è:
PO₂ = FO₂ × pressione assoluta
dove FO₂ è la frazione di ossigeno.
Un esempio semplicissimo
Respiriamo aria in superficie:
FO₂ = 0,21
Pressione assoluta = 1 ATA.
Quindi:
0,21 × 1 = 0,21 ATA
La PO₂ è circa 0,21 ATA.
Scendiamo a 30 metri.
La pressione assoluta è approssimativamente 4 ATA.
Respirando sempre aria:
0,21 × 4 = 0,84 ATA
La percentuale di ossigeno non è cambiata.
Ma la quantità di ossigeno disponibile per ogni volume di gas è molto maggiore perché il gas è sotto pressione.
Nitrox 32 a 30 metri
Facciamo lo stesso calcolo:
0,32 × 4 = 1,28 ATA
Quindi a 30 metri respirando EAN32 abbiamo una PO₂ di circa:
1,28 ATA.
È questo il numero biologicamente importante.
Non semplicemente “32%”.
Perché esiste una MOD
MOD significa:
Maximum Operating Depth.
È la profondità massima alla quale una determinata miscela può essere utilizzata senza superare la PO₂ scelta come limite operativo.
Una forma pratica della formula, utilizzando metri d’acqua marina e l’approssimazione di 10 m per atmosfera, è:
MOD = [(PO₂ limite / FO₂) − 1] × 10
Prendiamo EAN32 e PO₂ 1,4:
1,4 ÷ 0,32 = 4,375
4,375 − 1 = 3,375
3,375 × 10 = 33,75 m
Quindi la MOD è circa:
34 metri.
Perché 1,4 ATA compare continuamente nei corsi Nitrox
Nel diving ricreativo open circuit, 1,4 ATA è ampiamente utilizzata come PO₂ massima della fase attiva o di fondo.
DAN la descrive come il limite generalmente accettato per la fase operativa del diving ricreativo e NOAA richiede che la pianificazione delle immersioni mixed-gas mantenga la PO₂ significativamente sotto 1,60 ATA al di fuori della decompressione.
Questo non significa:
1,39 = impossibile avere tossicità
e:
1,41 = convulsione.
La biologia non possiede interruttori di questo tipo.
Il limite crea un margine operativo.
1,6 ATA non è semplicemente “il nuovo limite”
Nel mondo subacqueo si sente talvolta:
“1,4 durante l’immersione e 1,6 in deco.”
È una semplificazione utile soltanto se compresa correttamente.
DAN descrive:
- fino a circa 1,4 ATA come regione operativa più conservativa per open circuit;
- 1,4-1,6 ATA come fascia con margine minore;
- valori intorno a 1,5-1,6 ATA come più appropriati per situazioni nelle quali il subacqueo è sostanzialmente a riposo, come determinate fasi decompressivi;
- valori superiori a 1,6 ATA come area da non utilizzare nel diving ricreativo.
Il punto fondamentale è che lo sforzo conta.
La tossicità CNS
La forma più temuta in immersione è la tossicità sul Central Nervous System, sistema nervoso centrale.
L’evento più pericoloso è una crisi convulsiva.
A terra una convulsione è un’emergenza medica.
Sott’acqua può diventare immediatamente un’emergenza respiratoria perché il subacqueo può:
- perdere il controllo dell’erogatore;
- aspirare acqua;
- perdere coscienza;
- perdere il controllo dell’assetto.
È per questo che la tossicità CNS assume una rilevanza enorme anche quando la probabilità dell’evento è relativamente bassa.
DAN identifica proprio la convulsione come la manifestazione più grave della tossicità CNS in ambiente iperbarico.
I sintomi: il famoso VENTID-C
Molti corsi utilizzano acronimi mnemonici per ricordare possibili segnali di tossicità CNS.
Tra i sintomi descritti da DAN troviamo:
- disturbi visivi;
- visione a tunnel;
- tinnitus o rumori nelle orecchie;
- confusione;
- nausea;
- vertigini;
- formicolii;
- twitching muscolare, specialmente facciale;
- convulsioni.
Ma c’è una cosa importantissima:
non possiamo contare su un avvertimento.
La crisi può comparire senza una sequenza di sintomi sufficientemente lunga da consentire una reazione.
Ecco perché la prevenzione si basa sulla pianificazione dell’esposizione, non sull’attesa dei sintomi.
Perché due persone possono reagire diversamente
La suscettibilità alla tossicità CNS varia.
E può variare non soltanto fra due subacquei diversi, ma anche nella stessa persona in giorni differenti.
Questo è uno dei motivi per cui non possiamo trattare i limiti come se fossero il timer di un forno.
Fattori che possono ridurre il margine includono:
- CO₂ elevata;
- sforzo;
- freddo;
- stress fisiologico;
- determinate condizioni individuali;
- alcuni farmaci.
DAN indica in particolare CO₂, esercizio e freddo fra i fattori in grado di aumentare la suscettibilità.
CO₂ e ossigeno: una combinazione da rispettare
Questo merita particolare attenzione.
Durante uno sforzo intenso produciamo più CO₂.
Se la ventilazione non riesce a eliminarla adeguatamente, la CO₂ aumenta.
L’ipercapnia può:
- aumentare il flusso sanguigno cerebrale;
- aumentare la disponibilità di ossigeno al cervello;
- aumentare la suscettibilità alla tossicità CNS.
Ecco perché una PO₂ che potrebbe essere tollerata tranquillamente a riposo non rappresenta necessariamente lo stesso rischio durante uno sforzo elevato.
È uno dei motivi per cui PO₂, densità del gas e lavoro respiratorio non dovrebbero mai essere considerati separatamente.
EAN32: un esempio pratico
Supponiamo di immergerci con EAN32.
A 30 metri:
PO₂ ≈ 1,28 ATA.
A 34 metri:
pressione ≈ 4,4 ATA.
PO₂:
0,32 × 4,4 ≈ 1,41 ATA.
Siamo quindi intorno alla classica MOD calcolata con PO₂ 1,4.
Se il subacqueo scende accidentalmente a 40 metri:
pressione ≈ 5 ATA.
0,32 × 5 = 1,60 ATA.
Quella discesa di appena sei metri ha consumato praticamente tutto il margine fra 1,4 e 1,6.
È questo uno dei motivi per cui la MOD non dovrebbe essere considerata una profondità da “tenere mediamente”.
È un limite che richiede margine.
Il CNS Clock
Qui arriviamo al famoso:
CNS%.
I limiti NOAA storicamente più utilizzati associano a ciascuna PO₂ un tempo massimo di esposizione.
La tabella classica per una singola esposizione riporta:
| PO₂ | Tempo massimo singola esposizione |
|---|---|
| 0,6 ATA | 720 min |
| 0,7 ATA | 570 min |
| 0,8 ATA | 450 min |
| 0,9 ATA | 360 min |
| 1,0 ATA | 300 min |
| 1,1 ATA | 240 min |
| 1,2 ATA | 210 min |
| 1,3 ATA | 180 min |
| 1,4 ATA | 150 min |
| 1,5 ATA | 120 min |
| 1,6 ATA | 45 min |
Questi sono i tradizionali limiti NOAA tuttora ampiamente utilizzati come riferimento nel diving. Una revisione scientifica pubblicata nel 2025 sottolinea però che tali valori, specialmente alle PO₂ più rilevanti per il diving moderno, non devono essere interpretati come confini biologici esatti: derivano in parte dall’esperienza operativa e da dati umani non perfetti.
Questa precisazione è fondamentale.
Come si calcola il CNS%
La logica è semplice.
Se il limite per una determinata PO₂ fosse 100 minuti e noi vi rimanessimo 25 minuti, avremmo consumato il:
25%
della dose associata a quel limite.
La formula è:
CNS% = tempo trascorso / limite di tempo × 100
Esempio a 1,4 ATA
Il limite NOAA tradizionale a 1,4 ATA è:
150 minuti.
Se rimaniamo 30 minuti:
30 ÷ 150 × 100 = 20% CNS
Non significa che il cervello sia “20% intossicato”.
Significa che abbiamo utilizzato il 20% dell’esposizione ammessa da quel modello di monitoraggio.
La differenza è enorme.
Sommare esposizioni differenti
Supponiamo:
20 minuti a PO₂ 1,4.
Il CNS è:
20 ÷ 150 = circa 13,3%
Poi 15 minuti a PO₂ 1,6:
15 ÷ 45 = circa 33,3%
Totale:
46,6% CNS.
È questo il principio del “CNS clock”.
Il computer esegue automaticamente calcoli simili durante variazioni continue di profondità e gas.
100% CNS non significa “avrai una convulsione”
Questo errore è molto diffuso.
Il CNS% non è una probabilità.
100% non significa:
“100% di possibilità di convulsione.”
50% non significa:
“50% di possibilità.”
Raggiungere 100% significa aver raggiunto l’esposizione prevista dal modello/tabelle per quel limite.
La suscettibilità reale è variabile e il rischio non aumenta in modo semplice e perfettamente prevedibile.
La letteratura più recente continua infatti a sottolineare la forte variabilità individuale e i limiti dei modelli tradizionali.
Il CNS clock è quindi uno strumento di gestione del rischio, non una sfera di cristallo.
Perché il 100% non dovrebbe essere un obiettivo
Dire:
“Posso arrivare fino al 100%”
è concettualmente simile a dire:
“Posso pianificare di arrivare a destinazione con esattamente zero litri di carburante.”
Un limite non è necessariamente un obiettivo operativo.
Condizioni reali possono differire dal piano.
Possiamo avere:
- una decompressione più lunga;
- maggiore sforzo;
- una discesa più profonda;
- corrente;
- freddo;
- errore nella miscela;
- esposizione accumulata da immersioni precedenti.
Il margine serve proprio agli imprevisti.
Poi ci sono gli OTU
OTU significa:
Oxygen Toxicity Unit.
Gli OTU sono utilizzati principalmente per valutare il rischio di tossicità polmonare, cioè l’effetto di esposizioni relativamente prolungate ad alte pressioni parziali di ossigeno.
Qui il problema è differente dalla tossicità CNS.
Tossicità polmonare
Con esposizioni lunghe, elevate concentrazioni di ossigeno possono provocare irritazione e danno polmonare.
I sintomi possono comprendere:
- irritazione retrosternale;
- sensazione di bruciore;
- tosse;
- riduzione della funzione polmonare.
DAN descrive la tossicità polmonare come un fenomeno tipicamente legato a esposizioni molto più lunghe rispetto a quelle necessarie per la tossicità CNS; per il subacqueo ricreativo standard rappresenta generalmente una preoccupazione minore, mentre diventa più rilevante nelle immersioni tecniche molto lunghe e nei trattamenti iperbarici prolungati.
CNS e OTU non misurano la stessa cosa
Questa distinzione è essenziale.
CNS%
Serve soprattutto a monitorare il rischio di effetti acuti sul sistema nervoso centrale.
Scala temporale:
relativamente breve.
Evento più temuto:
convulsione.
OTU
Servono soprattutto a quantificare l’esposizione associata alla tossicità polmonare.
Scala temporale:
più lunga e cumulativa.
Evento:
irritazione/danno polmonare e riduzione della tolleranza a esposizioni prolungate.
Non sono quindi due modi differenti di calcolare la stessa cosa.
Perché gli OTU diventano importanti nel technical diving
Consideriamo una normale immersione ricreativa Nitrox.
Il tempo totale potrebbe essere:
45-60 minuti.
L’esposizione polmonare tende a essere relativamente modesta.
Ora consideriamo invece:
- lunga immersione trimix;
- decompressione estesa;
- EAN50;
- ossigeno al 100%;
- più immersioni tecniche consecutive.
L’esposizione totale all’ossigeno può diventare notevolmente maggiore.
Il problema non è necessariamente la singola fase.
È l’accumulo.
È qui che gli OTU diventano molto più utili.
Un OTU non corrisponde semplicemente a “un minuto di ossigeno”
La dose dipende dalla PO₂.
Un minuto a PO₂ 1,6 non produce la stessa dose di un minuto a PO₂ 0,8.
L’effetto cresce in maniera non lineare.
A PO₂ pari o inferiori a circa 0,5 ATA, la convenzione OTU classica non assegna dose significativa; sopra questa soglia la dose per minuto aumenta con la PO₂.
È normalmente il computer o il software di pianificazione a fare questi calcoli.
Per il subacqueo è più importante comprendere il significato del numero che imparare a eseguire manualmente l’equazione.
Perché il computer mostra CNS ma talvolta non OTU
Molti computer ricreativi mostrano:
CNS O₂%
perché è il parametro più immediatamente rilevante nella tipica immersione Nitrox.
Gli OTU diventano più importanti per:
- technical diver;
- rebreather diver;
- esposizioni ripetute;
- lunghe decompressioni;
- programmi di più giorni.
Per questo alcuni strumenti avanzati e software di decompressione riportano entrambi.
Il rebreather cambia completamente l’esposizione
In open circuit la PO₂ varia normalmente con la profondità perché la frazione di ossigeno della bombola rimane costante.
In un CCR, invece, il sistema cerca di mantenere una setpoint PO₂.
Questo significa che un rebreather diver può rimanere per periodi molto lunghi con una PO₂ relativamente alta.
La gestione dell’esposizione cumulativa all’ossigeno diventa quindi ancora più importante.
Inoltre esistono ulteriori possibili fonti di rischio:
- sensori;
- controllo della PO₂;
- setpoint;
- gestione elettronica;
- CO₂ nel loop.
DAN considera infatti i rebreather divers fra i gruppi particolarmente esposti alla necessità di gestire correttamente la tossicità dell’ossigeno.
Analizzare realmente la miscela
Una MOD perfettamente calcolata non serve a nulla se la FO₂ reale della bombola è diversa da quella che abbiamo inserito nel computer.
Per questo la gestione Nitrox comprende:
- analisi personale o verifica della miscela secondo le procedure;
- identificazione della bombola;
- FO₂;
- MOD;
- impostazione del computer.
Le procedure NOAA per mixed gas richiedono proprio conferma del contenuto della bombola e indicazione di percentuale di ossigeno e MOD.
Il computer conosce ciò che gli diciamo.
Non ciò che c’è realmente nella bombola.
Un errore apparentemente piccolo
Supponiamo di credere di avere EAN32.
Programmiamo il computer:
32%.
La miscela reale è invece significativamente più ricca di ossigeno.
Il computer continuerà a calcolare:
- MOD;
- CNS;
- esposizione;
come se la miscela fosse 32%.
Il dato sul display può quindi essere matematicamente perfetto e fisiologicamente sbagliato.
La tecnologia non elimina la necessità di analizzare il gas.
La MOD non deve essere “testata”
Se la MOD è 34 metri non esiste alcuna ragione per cercare di verificare quanto precisamente si possa stare a:
34,0.
34,5.
Il limite operativo serve a prevenire l’esposizione eccessiva.
Non a esplorare la frontiera.
Una buona pianificazione considera:
- variazioni di profondità;
- onde;
- corrente verticale;
- errore di lettura;
- variazioni del profilo.
Ossigeno durante la decompressione
L’ossigeno è estremamente utile durante la decompressione perché aumenta il gradiente per l’eliminazione del gas inerte.
Per questo miscele ad alta FO₂ sono impiegate nelle immersioni tecniche.
Ma il beneficio decompressivo deve essere bilanciato contro l’aumento della PO₂.
Respirare ossigeno al 100% a circa 6 metri produce approssimativamente:
PO₂ 1,6 ATA.
È proprio per questo che queste esposizioni vengono normalmente pianificate in condizioni di riposo e con procedure specifiche.
DAN sottolinea che il rischio CNS a questa PO₂ durante una sosta tranquilla è relativamente basso, ma non è zero.
Perché la profondità della sosta conta enormemente
Con ossigeno al 100%:
a 6 metri:
PO₂ ≈ 1,6.
A 10 metri:
pressione = circa 2 ATA.
PO₂:
2,0 ATA.
Una variazione di appena quattro metri ha quindi un effetto enorme.
Ecco perché l’ossigeno puro non è semplicemente “un gas decompressivo molto buono”.
È un gas che richiede una disciplina precisa della profondità.
CNS e OTU: una metafora utile
Possiamo immaginare due diversi contatori.
Il primo contatore
Tiene d’occhio una possibile esposizione neurologica acuta.
È il CNS%.
Il secondo
Tiene d’occhio l’esposizione cumulativa polmonare.
Sono gli OTU.
Uno può diventare il limite prima dell’altro a seconda del profilo.
I numeri non sostituiscono il giudizio
Questa è probabilmente la cosa più importante dell’intero articolo.
Un computer che mostra:
CNS 42%
non sta dicendo:
“Questa immersione è sicura.”
Sta dicendo:
“Secondo il modello implementato, l’esposizione calcolata corrisponde a questo valore.”
La sicurezza dipende ancora da:
- mix corretto;
- profondità corretta;
- sforzo;
- CO₂;
- temperatura;
- fisiologia individuale;
- attrezzatura;
- procedure;
- margine.
Lo stesso vale per gli OTU.
Conclusione
L’ossigeno non è né amico né nemico.
È uno strumento fisiologicamente potentissimo.
A una pressione parziale appropriata ci permette di vivere.
Aumentandola possiamo ridurre l’esposizione ai gas inerti e rendere la decompressione più efficiente.
Ma oltre determinati livelli e durate iniziamo a pagare un prezzo biologico.
Il CNS% ci aiuta a controllare principalmente l’esposizione neurologica acuta.
Gli OTU ci aiutano a monitorare soprattutto l’esposizione polmonare cumulativa.
La MOD ci impedisce di utilizzare una miscela troppo ricca di ossigeno a profondità incompatibili con il limite scelto.
La PO₂ è il parametro che collega tutto.
E la regola fondamentale resta semplice:
una miscela non è “sicura” in assoluto. È appropriata soltanto all’interno della profondità, del tempo e delle condizioni per cui è stata pianificata.
Nota di sicurezza
I valori riportati hanno finalità divulgativa e non sostituiscono l’addestramento Nitrox/technical diving, le procedure della propria didattica, il manuale del computer o una pianificazione specifica dell’immersione.
