La valvola che si apre da sola sopra una soglia
La valvola pop-off è una valvola di sovrapressione montata su un circuito respiratorio: resta chiusa finché la pressione al suo interno sta sotto un valore prefissato e si apre da sola quando quel valore viene superato, scaricando all’esterno il gas in eccesso. In italiano si trova anche come valvola limitatrice di pressione o valvola di sicurezza, e il nome inglese descrive il gesto, il tappo che salta via quando la spinta diventa troppa.
È un componente passivo e automatico. Non misura, non regola il flusso, non ha bisogno di alimentazione: la soglia è fissata dalla meccanica, e l’unico evento che la governa è il superamento di quella soglia. Per questo su un pallone di rianimazione la si sente prima di vederla, dato che l’apertura produce un sibilo o uno scatto, ed è il segnale che la compressione sta spingendo oltre il limite del dispositivo.
Molla, disco e pressione di taratura
Il meccanismo è semplice e antico. Un disco o una membrana chiude un’apertura verso l’ambiente ed è tenuto in sede da una molla precaricata, oppure dal proprio peso. La pressione del gas agisce sulla superficie del disco e vi genera una forza: finché questa forza resta minore della precarica il disco non si muove, quando la supera il disco si solleva e il gas sfoga dalla luce che si apre.
La soglia dipende dunque da due sole cose, la precarica della molla e l’area su cui la pressione agisce. È il motivo per cui la taratura non si corregge sul campo: cambiarla vorrebbe dire cambiare la molla. Molti modelli hanno però un dispositivo di esclusione, un tappo o una levetta che tiene il disco premuto in sede e mette la valvola fuori gioco quando serve una pressione maggiore di quella tarata.
A quale pressione si apre la valvola
L’unità che si legge su questi componenti è il centimetro d’acqua, scritto cm H2O, cioè la pressione esercitata da una colonna d’acqua alta un centimetro. Vale circa un decimo di kilopascal, e resta in uso perché è la scala con cui si misurano le pressioni delle vie aeree, dove i valori in gioco sono piccoli.
Il valore di taratura non è unico e dipende dalla fascia di età a cui il dispositivo è destinato. Sui rianimatori neonatali e pediatrici la soglia dichiarata dai fabbricanti si colloca intorno ai 40 cm H2O; sui modelli per adulti, quando la valvola è presente, sta più in alto, dell’ordine dei 60 cm H2O. Le cifre esatte cambiano da modello a modello e si leggono sulla valvola o nelle istruzioni: l’ordine di grandezza è quello, il numero secco no. La norma internazionale che si occupa di questi apparecchi, la ISO 10651-4:2002 sui rianimatori azionati dall’operatore, chiede un sistema di limitazione della pressione sui dispositivi destinati a lattanti e bambini e ne fissa il tetto in kilopascal.
La valvola nei palloni autoespandibili
Il pallone per rianimazione manuale è il contesto in cui il termine ricorre di più. Il pallone si riespande da solo per elasticità, la compressione manda il gas verso il paziente attraverso una valvola unidirezionale che tiene separato il ramo inspiratorio da quello espiratorio, e la valvola di sovrapressione siede sul corpo della valvola paziente o accanto a essa, con lo scarico rivolto verso l’ambiente. Sullo stesso gruppo si innestano di solito un raccordo per la valvola PEEP e, dal lato opposto, il tubo dell’ossigeno con la sacca di riserva.
La taratura più bassa sui modelli piccoli non è un dettaglio commerciale. Il volume erogabile scende con la taglia del pallone, che passa da qualche centinaio di millilitri nei formati neonatali a più di un litro e mezzo in quelli per adulti, e la soglia della valvola segue quella scala.
In anestesia la stessa valvola si chiama APL
Sui circuiti delle macchine per anestesia il componente equivalente porta un altro nome, valvola APL, dall’inglese adjustable pressure-limiting, cioè limitatrice di pressione regolabile. La differenza con la pop-off dei palloni sta tutta nell’aggettivo: la soglia non è fissata in fabbrica ma si imposta ruotando una ghiera che agisce sulla precarica della molla, e la scala arriva a qualche decina di centimetri d’acqua.
Cambia anche la destinazione dello scarico. Su un pallone da emergenza il gas in eccesso finisce nell’ambiente; su una macchina per anestesia la valvola è collegata al sistema di evacuazione dei gas anestetici, che li allontana dalla sala. La posizione della ghiera segue il modo di ventilare: tutta aperta durante il respiro spontaneo, in modo che il circuito resti vicino alla pressione ambiente, e parzialmente chiusa quando si ventila a mano con il pallone.
La pop-off dei motori: stessa parola, altro oggetto
Chi cerca questo termine su un motore di ricerca trova quasi solo automobili, e l’omonimia va chiarita. Sui motori sovralimentati pop-off indica una valvola che sfoga la sovrappressione prodotta dal turbocompressore quando la farfalla si chiude di colpo, così che l’onda di ritorno non arrivi sulla girante. Il principio meccanico è lo stesso, un otturatore tenuto da una molla che cede oltre una soglia, ma la scala delle pressioni è di ordini di grandezza superiore e nulla di quel contesto si trasferisce al circuito respiratorio.
Resta una sfumatura utile a chi legge una scheda tecnica. In ambito respiratorio pop-off e valvola limitatrice di pressione sono usati per lo più come sinonimi, mentre alcune fonti riservano il primo termine alle valvole con la sola alternativa aperto o chiuso e il secondo a quelle con regolazione graduata. Quando la distinzione conta, il documento del fabbricante è l’unico posto in cui trovarla.
