El trimix es un gas respirable compuesto de oxígeno , helio y nitrógeno y se utiliza en el buceo comercial profundo , durante la fase profunda de las inmersiones realizadas mediante técnicas de buceo técnico , [1] [2] y en el buceo recreativo avanzado . [3] [4]
El helio se incluye como sustituto de una parte del nitrógeno, para reducir el efecto narcótico del gas respirable en profundidad. Con una mezcla de tres gases es posible crear mezclas adecuadas para diferentes profundidades o propósitos ajustando las proporciones de cada gas. El contenido de oxígeno se puede optimizar para la profundidad para limitar el riesgo de toxicidad , y el componente inerte se puede equilibrar entre nitrógeno (que es barato pero narcótico) y helio (que no es narcótico y reduce el trabajo respiratorio, pero es más caro y aumenta la pérdida de calor ).
La mezcla de helio y oxígeno con un contenido de nitrógeno del 0 % se conoce generalmente como heliox . Se utiliza con frecuencia como gas respirable en operaciones de buceo comercial profundo, donde a menudo se recicla para ahorrar el costoso componente helio. El análisis de gases de dos componentes es mucho más sencillo que el de gases de tres componentes.
La razón principal para añadir helio a la mezcla respirable es reducir las proporciones de nitrógeno y oxígeno por debajo de las del aire, para permitir que la mezcla de gases se respire de forma segura en inmersiones profundas. [1] Se requiere una proporción menor de nitrógeno para reducir la narcosis por nitrógeno y otros efectos fisiológicos del gas en profundidad. El helio tiene muy poco efecto narcótico. [5] Una proporción menor de oxígeno reduce el riesgo de toxicidad por oxígeno en inmersiones profundas.
La menor densidad del helio reduce la resistencia respiratoria en profundidad. [1] [5] El trabajo respiratorio puede limitar el uso de mezclas de gases respirables en aparatos de respiración subacuáticos, ya que al aumentar la profundidad se puede llegar a un punto en el que el trabajo respiratorio exceda el esfuerzo disponible del buceador. Más allá de este punto, la acumulación de dióxido de carbono acabará provocando una hipercapnia grave y debilitante que, si no se corrige rápidamente, hará que el buceador intente respirar más rápido, lo que agravará el trabajo respiratorio, lo que provocará la pérdida de la conciencia y un alto riesgo de ahogamiento. [6]
Debido a su bajo peso molecular, el helio entra y sale de los tejidos por difusión más rápidamente que el nitrógeno a medida que aumenta o reduce la presión (esto se llama sobregasificación y desgasificación). Debido a su menor solubilidad, el helio no carga los tejidos tan fuertemente como el nitrógeno, pero al mismo tiempo los tejidos no pueden soportar una cantidad tan alta de helio cuando están sobresaturados. En efecto, el helio es un gas que se satura y desatura más rápido, lo que es una clara ventaja en el buceo de saturación , pero no tanto en el buceo con rebote, donde la mayor tasa de desgasificación se ve contrarrestada en gran medida por la tasa de sobregasificación equivalentemente aumentada.
Algunos buceadores sufren artralgia por compresión durante el descenso profundo, y se ha demostrado que el trimix ayuda a evitar o retrasar los síntomas de la artralgia por compresión. [7] [8]
El helio conduce el calor seis veces más rápido que el aire, por lo que los buceadores que respiran helio a menudo llevan un suministro separado de un gas diferente para inflar los trajes secos . Esto es para evitar el riesgo de hipotermia causada por el uso de helio como gas inflador. El argón , llevado en un tanque pequeño y separado conectado solo al inflador del traje seco, es preferible al aire, ya que el aire conduce el calor un 50% más rápido que el argón. [9] Los trajes secos (si se usan junto con un compensador de flotabilidad) aún requieren un mínimo de inflado para evitar "apretar", es decir, daño a la piel causado por pellizcos por los pliegues apretados del traje seco.
El helio se disuelve en los tejidos (esto se denomina sobregasificación) más rápidamente que el nitrógeno a medida que aumenta la presión ambiental. Una consecuencia de la mayor carga en algunos tejidos es que muchos algoritmos de descompresión requieren paradas de descompresión más profundas que una inmersión con exposición a una presión similar utilizando aire, y es más probable que el helio se desintegre y provoque enfermedad por descompresión después de un ascenso rápido. [10]
Además de las desventajas fisiológicas, el uso de trimix también tiene desventajas económicas y logísticas. El precio del helio aumentó más del 51% entre los años 2000 y 2011. [11] Este aumento de precio afecta más a los buceadores de circuito abierto que a los de circuito cerrado debido al mayor volumen de helio consumido en una inmersión típica con trimix. Además, como las recargas de trimix requieren equipos de análisis más caros que las recargas de aire y nitrox, hay menos estaciones de recarga de trimix. La relativa escasez de estaciones de recarga de trimix puede obligar a hacer grandes esfuerzos para conseguir la mezcla necesaria para una inmersión profunda que requiere el gas.
La reducción del contenido de oxígeno de una mezcla de gases respirables aumenta la profundidad operativa máxima y la duración de la inmersión antes de la cual la toxicidad del oxígeno se convierte en un factor limitante. La mayoría de los buceadores que utilizan trimix limitan su presión parcial de oxígeno de trabajo [PO2 ] a 1,4 bar y pueden reducir la PO2 aún más a 1,3 bar o 1,2 bar dependiendo de la profundidad, la duración y el tipo de sistema de respiración utilizado. [1] [2] [12] [13] Varias agencias de certificación de buceo recreativo y técnico recomiendan una presión parcial de oxígeno máxima de 1,4 bar para los sectores activos de la inmersión y 1,6 bar para las paradas de descompresión para circuito abierto, [14] y 1,2 bar o 1,3 bar como máximo para los sectores activos de una inmersión con rebreather de circuito cerrado. Aumentar la fracción de oxígeno en un trimix que se utilizará como gas de descompresión puede acelerar la descompresión con un menor riesgo de complicaciones de contradifusión isobárica.
La retención de nitrógeno en el trimix puede contribuir a la prevención del síndrome nervioso de alta presión , un problema que puede ocurrir al respirar heliox a profundidades superiores a unos 130 metros (430 pies). [1] [15] [16] [17] El nitrógeno también es mucho menos costoso que el helio.
El término trimix implica que el gas tiene tres componentes funcionales, que son helio, nitrógeno y oxígeno. Dado que el nitrógeno y todo o parte del oxígeno generalmente provienen del aire, los demás componentes del aire atmosférico ordinario generalmente se ignoran. Convencionalmente, la composición de una mezcla se especifica por su porcentaje de oxígeno, porcentaje de helio y, opcionalmente, el porcentaje restante, nitrógeno, en ese orden. Por ejemplo, una mezcla denominada "trimix 10/70" o trimix 10/70/20, que consiste en 10% de oxígeno, 70% de helio, 20% de nitrógeno es adecuada para una inmersión de 100 metros (330 pies). El trimix hiperóxico a veces se conoce como Helitrox, TriOx o HOTx (Trimix de alto oxígeno) donde la "x" en HOTx representa la fracción de helio de la mezcla como porcentaje. [18]
El término básico Trimix es suficiente, modificado según corresponda con los términos hipóxico, normóxico e hiperóxico, y las formas usuales para indicar la fracción de gas constituyente, para describir cualquier posible proporción de gases, pero la Asociación Nacional de Instructores Subacuáticos (NAUI) utiliza el término "helitrox" para el Trimix hiperóxico 26/17, es decir, 26% de oxígeno, 17% de helio, 57% de nitrógeno. El helitrox requiere paradas de descompresión similares al Nitrox-I (EAN32) y tiene una profundidad operativa máxima de 44 metros (144 pies), donde tiene una profundidad narcótica equivalente de 35 metros (115 pies). Esto permite bucear en todo el rango recreativo habitual, al tiempo que disminuye la obligación de descompresión y los efectos narcóticos en comparación con el aire. [19] GUE y UTD también promueven el trimix hiperóxico para este rango de profundidad, pero prefieren el término "TriOx".
En el buceo con circuito abierto , se utilizan comúnmente dos clases de trimix: trimix normóxico , con un PO2 mínimo en la superficie de 0,18 y trimix hipóxico , con un PO2 inferior a 0,18 en la superficie. [20] Una mezcla normóxica como "19/30" se utiliza en el rango de profundidad de 30 a 60 m (100 a 200 pies); una mezcla hipóxica como "10/50" se utiliza para buceo más profundo, solo como gas de fondo, y no se puede respirar de manera segura a profundidades poco profundas donde el PO2 es inferior a 0,18 bar.
En los rebreathers de circuito completamente cerrado que utilizan diluyentes trimix, la mezcla en el circuito de respiración puede ser hiperóxica (es decir, más oxígeno que en el aire, como en el aire enriquecido con nitrox ) en aguas poco profundas, porque el rebreather agrega oxígeno automáticamente para mantener una presión parcial específica de oxígeno. [21] El trimix hiperóxico también se utiliza a veces en buceo de circuito abierto, para reducir las obligaciones de descompresión. [18]
La mezcla de gases de trimix generalmente implica mezclar helio y oxígeno con aire en las proporciones y la presión deseadas. Se utilizan dos métodos comunes:
La mezcla a presión parcial se realiza decantando oxígeno y helio en el cilindro de buceo y luego rellenando la mezcla con aire de un compresor de aire de buceo . Para garantizar una mezcla precisa, después de cada transferencia de helio y oxígeno, se deja enfriar la mezcla, se mide su presión y se decanta más gas hasta que se alcanza la presión correcta . Este proceso suele llevar horas y, a veces, se extiende a lo largo de días en estaciones de mezcla con mucha actividad. Se pueden realizar correcciones por el efecto de la temperatura, pero esto requiere un control preciso de la temperatura de la mezcla dentro del cilindro, que generalmente no está disponible. [22]
Un segundo método llamado "mezcla continua" se realiza mezclando oxígeno y helio en el aire de admisión de un compresor. [22] El oxígeno y el helio se introducen en tubos de mezcla en la corriente de aire de admisión utilizando medidores de flujo o análisis del contenido de oxígeno después de la adición de oxígeno y antes y después de la adición de helio, y los flujos de oxígeno y helio se ajustan en consecuencia. En el lado de alta presión del compresor, se utiliza un regulador u orificio de purga para reducir la presión de un flujo de muestra y se analiza el trimix (preferiblemente tanto para helio como para oxígeno) de modo que se pueda realizar el ajuste fino de los flujos de gas de admisión. El beneficio de un sistema de este tipo es que la presión del tanque de suministro de helio no necesita ser tan alta como la utilizada en el método de presión parcial de mezcla y el gas residual se puede "recargar" para mezclar mejor después de la inmersión. Esto es importante principalmente debido al alto costo del helio. Las desventajas pueden ser que el alto calor de compresión del helio da como resultado el sobrecalentamiento del compresor, especialmente en climas cálidos. La temperatura del trimix que entra al analizador debe mantenerse constante para lograr la máxima fiabilidad del análisis, y el analizador debe calibrarse a temperatura ambiente antes de su uso. El tubo mezclador es un dispositivo muy simple y se pueden fabricar versiones caseras de las unidades de mezcla continua por un costo relativamente bajo en comparación con el costo de los analizadores y el compresor. [22] [23]
La proporción de gases en una mezcla particular se elige para dar una profundidad operativa máxima segura y una profundidad narcótica equivalente cómoda para la inmersión planificada. Los límites seguros para la mezcla de gases en trimix se aceptan generalmente como una presión parcial máxima de oxígeno (PO2 —ver la ley de Dalton ) de 1,0 a 1,6 bar y una profundidad narcótica equivalente máxima de 30 a 50 m (100 a 160 pies). A 100 m (330 pies), "12/52" tiene una PO2 de 1,3 bar y una profundidad narcótica equivalente de 43 m (141 pies).
Aunque teóricamente el trimix se puede mezclar con casi cualquier combinación de helio y oxígeno, han surgido varias mezclas "estándar" (como 21/35, 18/45 y 15/55; consulte las convenciones de nomenclatura). La mayoría de estas mezclas se originaron al comenzar a decantar una presión dada de helio en un cilindro vacío y luego completar la mezcla con nitrox al 32%. Las mezclas "estándar" evolucionaron debido a tres factores coincidentes: el deseo de mantener la profundidad narcótica equivalente (END) de la mezcla a aproximadamente 34 metros (112 pies), el requisito de mantener la presión parcial de oxígeno a 1,4 ATA o menos en el punto más profundo de la inmersión y el hecho de que muchas tiendas de buceo almacenaban nitrox estándar al 32 % en bancos, lo que simplifica la mezcla. [24] El uso de mezclas estándar hace que sea relativamente fácil rellenar los cilindros de buceo después de una inmersión usando mezcla residual: solo se necesitan helio y nitrox almacenado para rellenar el gas residual del último llenado.
El método de mezclar una mezcla conocida de nitrox con helio permite analizar las fracciones de cada gas utilizando únicamente un analizador de oxígeno, ya que la relación entre la fracción de oxígeno en la mezcla final y la fracción de oxígeno en el nitrox inicial da la fracción de nitrox en la mezcla final, por lo que las fracciones de los tres componentes se calculan fácilmente. Es demostrablemente cierto que la END de una mezcla de nitrox y helio en su profundidad operativa máxima (MOD) es igual a la MOD del nitrox solo.
Heliair es un gas respirable compuesto por una mezcla de oxígeno , nitrógeno y helio y se utiliza a menudo durante la fase profunda de las inmersiones realizadas con técnicas de buceo técnico . Este término, utilizado por primera vez por Sheck Exley [25] , es el que utiliza principalmente Technical Diving International (TDI).
Se mezcla fácilmente a partir de helio y aire , por lo que tiene una proporción fija de oxígeno y nitrógeno de 21:79, y el resto consiste en una cantidad variable de helio. A veces se lo denomina "trimix para pobres", [25] [26] porque es mucho más fácil de mezclar que las mezclas de trimix con contenido de oxígeno variable, ya que todo lo que se requiere es introducir la presión parcial necesaria de helio y luego rellenar con aire de un compresor convencional. El paso más complicado (y peligroso) de agregar oxígeno puro a la presión necesaria para mezclar trimix no está presente cuando se mezcla heliair.
Las mezclas de Heliair son similares a las mezclas estándar de Trimix hechas con helio y Nitrox 32, pero con un END más profundo en MOD. Heliair siempre tendrá menos del 21 % de oxígeno y será hipóxico (menos del 17 % de oxígeno) para mezclas con más del 20 % de helio.
Las agencias de certificación y formación de buceadores técnicos pueden diferenciar entre los niveles de cualificación de buceo con trimix. La distinción habitual es entre trimix normóxico y trimix hipóxico, a veces también llamado trimix completo. La distinción básica es que para el buceo con trimix hipóxico, la inmersión no puede iniciarse con la mezcla de fondo, y los procedimientos para el uso de una mezcla de viaje para la primera parte del descenso y el cambio de gas durante el descenso para evitar la toxicidad del oxígeno se agregan a las habilidades requeridas. La descompresión más prolongada utilizando una mayor variedad de mezclas también puede complicar los procedimientos. En el buceo con rebreather de circuito cerrado, el uso de un diluyente hipóxico evita que el buceador realice una descarga de diluyente a poca profundidad mientras respira desde el circuito, de modo que sigue siendo posible a la profundidad máxima de la inmersión, donde puede ser más crítico.
{{cite journal}}: CS1 maint: URL no apta ( enlace )Argón: 0,016; Aire: 0,024; Helio: 0,142 W/mK.
Precio del helio en 2000 a un valor unitario de 10 500 y precio del helio en 2011 a un valor unitario de 15 900 por tonelada.
{{cite journal}}: CS1 maint: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: CS1 maint: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: CS1 maint: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: CS1 maint: URL no apta ( enlace )Además, para reducir la sobregasificación de los diluyentes (helio y nitrógeno), se ha desarrollado una técnica similar al Nitrox, denominada "trimix hiperóxico" o "trimix de alto oxígeno" y abreviada como HOTx en al menos una forma.
{{cite journal}}: CS1 maint: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: CS1 maint: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: CS1 maint: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: CS1 maint: URL no apta ( enlace )