Trimix es un gas respirable compuesto por 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 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). ).
Generalmente se conoce como heliox a la mezcla de helio y oxígeno con un contenido de nitrógeno del 0% . Se utiliza con frecuencia como gas respirable en operaciones de buceo comercial profundo, donde a menudo se recicla para ahorrar el costoso componente de helio. El análisis de gases de dos componentes es mucho más sencillo que el de gases de tres componentes.
La razón principal para agregar 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 manera segura en inmersiones profundas. [1] Se requiere una menor proporción 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 menor proporción 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 respiratorios subacuáticos, ya que al aumentar la profundidad se puede alcanzar un punto en el que el trabajo respiratorio excede el esfuerzo disponible del buceador. Más allá de este punto, la acumulación de dióxido de carbono eventualmente resultará en una hipercapnia severa y debilitante , que, si no se corrige rápidamente, hará que el buceador intente respirar más rápido, exacerbando el trabajo respiratorio, lo que conducirá a la pérdida del conocimiento y a un alto riesgo. de ahogarse. [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 denomina gasificación y desgasificación). Debido a su menor solubilidad, el helio no carga los tejidos tanto 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 más rápido para saturar y desaturar, lo cual es una clara ventaja en el buceo de saturación , pero menos en el buceo de rebote, donde la mayor tasa de liberación de gases se contrarresta en gran medida por la tasa equivalentemente mayor de formación de gases.
Algunos buceadores sufren de artralgia por compresión durante el descenso profundo y se ha demostrado que 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 suelen llevar 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 para inflar. Se prefiere el argón , transportado en un pequeño tanque separado conectado únicamente al inflador del traje seco, 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, daños a la piel causados por los pliegues apretados del traje seco.
El helio se disuelve en los tejidos (esto se denomina gasificación) 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 presión similar usando aire, y es más probable que el helio salga de la solución y cause enfermedad por descompresión después de un ascenso rápido. [10]
Además de las desventajas fisiológicas, el uso de trimix también presenta 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 los llenados con Trimix requieren equipos de análisis más costosos que los llenados con aire y nitrox, hay menos estaciones de llenado con Trimix. La relativa escasez de estaciones de servicio trimix puede requerir hacer un gran esfuerzo para conseguir la mezcla necesaria para una inmersión profunda que requiera gas.
Reducir el contenido de oxígeno de una mezcla de gases respirables aumenta la profundidad operativa máxima y la duración de la inmersión, antes de lo cual la toxicidad del oxígeno se convierte en un factor limitante. La mayoría de los buceadores Trimix limitan su presión parcial de oxígeno de trabajo [PO 2 ] a 1,4 bar y pueden reducir la P O 2 aún más a 1,3 bar o 1,2 bar dependiendo de la profundidad, la duración y el tipo de sistema respiratorio utilizado. [1] [2] [12] [13] Varias agencias de certificación de buceo técnico y recreativo para circuito abierto recomiendan una presión parcial máxima de oxígeno de 1,4 bar para los sectores activos de la inmersión y de 1,6 bar para las paradas de descompresión, [14 ] y 1,2 bar o 1,3 bar como máximo para los sectores activos de una inmersión en 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 por contradifusión isobárica.
Retener nitrógeno en 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 normalmente 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 de equilibrio, nitrógeno, en ese orden. Por ejemplo, una mezcla llamada "trimix 10/70" o trimix 10/70/20, que consta de 10% de oxígeno, 70% de helio y 20% de nitrógeno, es adecuada para una inmersión de 100 metros (330 pies). El trimix hiperóxico a veces se denomina Helitrox, TriOx o HOTx (Trimix con alto contenido de oxígeno) y 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 habituales 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 Trimix 26/17 hiperóxico, es decir, 26% de oxígeno, 17% de helio, 57% de nitrógeno. Helitrox requiere paradas de descompresión similares a 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 reduce 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 de circuito abierto , se utilizan comúnmente dos clases de trimix: trimix normóxico , con una PO 2 mínima en la superficie de 0,18 y trimix hipóxico , con una PO 2 inferior a 0,18 en la superficie. [20] Se utiliza una mezcla normóxica como "19/30" en el rango de profundidad de 30 a 60 m (100 a 200 pies); Una mezcla hipóxica como "10/50" se utiliza para inmersiones más profundas, sólo como gas de fondo, y no se puede respirar con seguridad a profundidades poco profundas donde la PO 2 es inferior a 0,18 bar.
En los rebreather de circuito completamente cerrado que usan 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 nitrox ) en aguas poco profundas, porque el rebreather automáticamente agrega oxígeno para mantener una presión parcial específica. de oxígeno. [21] El trimix hiperóxico también se utiliza a veces en el buceo en 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 presión deseadas. Dos métodos son de uso común:
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 alcanzar la presión correcta. Este proceso suele llevar horas y, a veces, se extiende a lo largo de días en estaciones de mezcla muy concurridas. Se pueden hacer 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 entrada de un compresor. [22] El oxígeno y el helio se introducen en tubos de mezcla en la corriente de aire de admisión mediante 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) para poder realizar el ajuste fino de los flujos de gas de entrada. 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 mezcla de presión parcial y el gas residual se puede "rellenar" para mezclar mejor después de la inmersión. Esto es importante principalmente por el alto coste del helio. Los inconvenientes pueden ser que el alto calor de compresión del helio provoca un sobrecalentamiento del compresor, especialmente en climas cálidos. La temperatura del trimix que ingresa al analizador debe mantenerse constante para obtener la mejor confiabilidad del análisis, y el analizador debe calibrarse a temperatura ambiente antes de su uso. El tubo de mezcla es un dispositivo muy simple y se pueden fabricar versiones caseras de las unidades de mezcla continua a 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 brindar una profundidad operativa máxima segura y una profundidad narcótica equivalente cómoda para la inmersión planificada. Generalmente se acepta que los límites seguros para la mezcla de gases en trimix son una presión parcial máxima de oxígeno (PO 2 , consulte 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 PO 2 de 1,3 bar y una profundidad narcótica equivalente de 43 m (141 pies).
Aunque en teoría trimix se puede mezclar con casi cualquier combinación de helio y oxígeno, han evolucionado varias mezclas "estándar" (como 21/35, 18/45 y 15/55; consulte Convenciones de nomenclatura). La mayoría de estas mezclas se originaron comenzando por decantar una presión determinada de helio en un cilindro vacío y luego rellenando la mezcla con un 32% de nitrox. Las mezclas "estándar" evolucionaron debido a tres factores coincidentes: el deseo de mantener la profundidad narcótica equivalente (END) de la mezcla en aproximadamente 34 metros (112 pies), el requisito de mantener la presión parcial de oxígeno en 1,4 ATA o menos en el punto más profundo de la inmersión, y el hecho de que muchas tiendas de buceo almacenan 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 utilizando una mezcla residual; solo se necesitan helio y nitrox almacenados para rellenar el gas residual del último llenado.
El método de mezclar una mezcla conocida de nitrox con helio permite el análisis de 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. mezcla final, por lo que las fracciones de los tres componentes se calculan fácilmente. Es demostrablemente cierto que el FINAL de una mezcla de nitrox y helio en su máxima profundidad operativa (MOD) es igual al MOD del nitrox solo.
El 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 mediante técnicas de buceo técnico . Este término, utilizado por primera vez por Sheck Exley , [25] es utilizado principalmente por Technical Diving International (TDI).
Se mezcla fácilmente con helio y aire , por lo que tiene una proporción fija de oxígeno a nitrógeno de 21:79 y el resto consiste en una cantidad variable de helio. A veces se le conoce como "trimix del pobre", [25] [26] porque es mucho más fácil de mezclar que las mezclas trimix con contenido de oxígeno variable, ya que todo lo que se requiere es insertar la presión parcial requerida de helio, y luego rellénelo con aire de un compresor convencional. El paso más complicado (y peligroso) de agregar oxígeno puro a la presión requerida para mezclar trimix está ausente cuando se mezcla heliair.
Las mezclas Heliair son similares a las mezclas Trimix estándar hechas con helio y Nitrox 32, pero con un FINAL 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 capacitación de buzos técnicos pueden diferenciar entre niveles de calificaciones de buceo 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 hipóxico con trimix, la inmersión no puede iniciarse con la mezcla del fondo, y a los requisitos se añaden los procedimientos para el uso de una mezcla de viaje durante la primera parte del descenso y el cambio de gas durante el descenso para evitar la toxicidad del oxígeno. habilidades. Una descompresión más prolongada utilizando una mayor variedad de mezclas también puede complicar los procedimientos. En el buceo con rebreather en circuito cerrado, el uso de un diluyente hipóxico evita que el buceador realice un lavado de diluyente a poca profundidad mientras respira desde el circuito, de modo que sigue siendo posible en la profundidad máxima de la inmersión, donde puede ser más crítico.
{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace )Argón: 0,016; Aire: 0,024; Helio: 0,142 W/mK
El precio en 2000 @ valor unitario 10500 y el precio en 2011 @ valor unitario 15900 por tonelada
{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace )Además, para reducir la formación de gases de los diluyentes (helio y nitrógeno), se ha desarrollado una técnica similar al Nitrox, denominada "trimix hiperóxico" o "trimix con alto contenido de oxígeno" y abreviado HOTx en al menos una forma.
{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: URL no apta ( enlace )