La planificación de gases de buceo es el aspecto de la planificación de inmersiones y de la gestión de gases que se ocupa del cálculo o estimación de las cantidades y mezclas de gases que se utilizarán para una inmersión planificada. Se puede suponer que se conoce el perfil de inmersión , incluida la descompresión, pero el proceso puede ser iterativo e implicar cambios en el perfil de inmersión como consecuencia del cálculo de los requisitos de gas, o cambios en las mezclas de gases elegidas. El uso de reservas calculadas basadas en el perfil de inmersión planificado y las tasas de consumo de gas estimadas en lugar de una presión arbitraria a veces se denomina gestión de gas de fondo . El propósito de la planificación del gas es garantizar que, en todas las contingencias razonablemente previsibles, los buzos de un equipo tengan suficiente gas respirable para regresar de manera segura a un lugar donde haya más gas respirable disponible. En casi todos los casos esta será la superficie. [1]
La planificación del gas incluye los siguientes aspectos: [2] : Apartado 3
La planificación del gas es una de las etapas de la gestión del gas de buceo. Las otras etapas incluyen: [2] : Sección 3 [1]
El término "planificación de gas en el fondo rocoso" se utiliza para el método de planificación de gas basado en un perfil de inmersión planificado donde se dispone de una estimación razonablemente precisa de las profundidades, los tiempos y el nivel de actividad, por lo que los cálculos de las mezclas de gases y las cantidades apropiadas de cada mezcla se conocen lo suficientemente bien como para que resulten útiles cálculos bastante rigurosos. Generalmente se utilizan reglas generales más simples, más fáciles y bastante arbitrarias para inmersiones que no requieren largas paradas de descompresión. Estos métodos suelen ser adecuados para inmersiones de bajo riesgo, pero confiar en ellos para planes de buceo más complejos puede poner a los buceadores en un riesgo significativamente mayor si desconocen las limitaciones de cada método y los aplican de manera inapropiada.
La elección del gas respirable para el buceo se divide entre cuatro grupos principales.
El aire es el gas predeterminado para la mayoría del buceo recreativo poco profundo y, en algunas partes del mundo, puede ser el único gas fácilmente disponible. Está disponible gratuitamente, tiene una calidad constante y se comprime fácilmente. Si no hubiera problemas asociados con el uso de aire para inmersiones más profundas y prolongadas, no habría razón para utilizar nada más.
Las limitaciones en el uso del aire son:
Estas limitaciones pueden mitigarse mediante el uso de gases mezclados específicamente para respirar bajo presión.
En un esfuerzo por reducir los problemas de descompresión resultantes de las altas presiones parciales de nitrógeno a las que está expuesto el buceador cuando respira aire en profundidad, se puede agregar oxígeno como sustituto de parte del nitrógeno. La mezcla resultante de nitrógeno y oxígeno se conoce como nitrox. Las trazas de argón y otros gases atmosféricos se consideran sin importancia. [3] [4] : Cap. 3
Nitrox es una mezcla de nitrógeno y oxígeno. Técnicamente, esto puede incluir aire y mezclas hipóxicas de nitrox, donde la fracción gaseosa de oxígeno es menor que en el aire (21%), [4] : Cap. 3 pero generalmente no se utilizan. Generalmente se entiende por Nitrox el aire enriquecido con oxígeno adicional, ya que éste es el método habitual para producirlo. La fracción gaseosa de oxígeno puede oscilar entre el 22% y el 99%, pero suele oscilar entre el 25% y el 40% para el gas del fondo (respirado durante la parte principal de la inmersión) y entre el 32 y el 80% para las mezclas de descompresión. [2]
El helio es un gas inerte que se utiliza en mezclas respiratorias para el buceo para reducir o eliminar los efectos narcóticos de otros gases en profundidad. Es un gas relativamente caro y tiene algunos efectos secundarios indeseables, por lo que se utiliza donde mejora significativamente la seguridad. Otra característica deseable del helio es su baja densidad y viscosidad en comparación con el nitrógeno. Estas propiedades reducen el trabajo respiratorio, [5] [6], lo que puede convertirse en un factor limitante para el buceador en profundidades extremas. [2] : Sección 1 [7] [6] [8]
Las propiedades indeseables del helio como componente del gas respirable incluyen una transferencia de calor altamente efectiva , [9] que puede enfriar a un buceador rápidamente, [10] y una tendencia a filtrarse más fácil y rápidamente que otros gases. No se deben utilizar mezclas a base de helio para inflar el traje seco. [2] : Sección 1 [6]
El helio es menos soluble que el nitrógeno en los tejidos corporales, pero como consecuencia de su peso molecular muy pequeño de 4, en comparación con los 28 del nitrógeno, se difunde más rápidamente, como lo describe la ley de Graham . En consecuencia, los tejidos se saturan más rápidamente con helio, pero también se desaturan más rápidamente, siempre que se pueda evitar la formación de burbujas. La descompresión de los tejidos saturados será más rápida con helio, pero los tejidos insaturados pueden tardar más o menos tiempo que con nitrógeno, dependiendo del perfil de inmersión. [6]
El helio generalmente se mezcla con oxígeno y aire para producir una variedad de mezclas de gases de tres componentes conocidas como Trimixes . El oxígeno está limitado por restricciones de toxicidad y el nitrógeno está limitado por efectos narcóticos aceptables. El helio se utiliza para completar el resto de la mezcla, [2] : Sección 2 y también se puede utilizar para reducir la densidad y reducir el trabajo respiratorio. [8]
El oxígeno puro elimina por completo el problema de la descompresión, pero es tóxico a presiones parciales elevadas , lo que limita su uso en buceo a poca profundidad y como gas de descompresión . [4] : Sec. 16-2
El oxígeno al 100% también se utiliza para reponer el oxígeno utilizado por el buzo en rebreathers de circuito cerrado , para mantener el punto de ajuste: la presión parcial de oxígeno en el circuito que la electrónica o el buzo mantienen durante la inmersión. En este caso, la mezcla respiratoria real varía según la profundidad y se compone de una mezcla de diluyente mezclada con oxígeno. El diluyente suele ser una mezcla de gases que se puede utilizar como rescate si es necesario. En un rebreather se utilizan cantidades relativamente pequeñas de diluyente, ya que los componentes inertes no se metabolizan ni se expulsan al medio ambiente mientras el buceador permanece en profundidad, sino que se reinspiran repetidamente y sólo se pierden durante el ascenso, cuando el gas se expande en proporción inversa a la presión y debe ventilarse para mantener el volumen correcto en el circuito. [3] : Sección 17-2
La composición de una mezcla de gases respirables dependerá del uso previsto. La mezcla debe elegirse para proporcionar una presión parcial segura de oxígeno (PO 2 ) a la profundidad de trabajo. La mayoría de las inmersiones utilizarán la misma mezcla para toda la inmersión, por lo que la composición se seleccionará para que sea respirable en todas las profundidades planificadas. Puede haber consideraciones de descompresión. La cantidad de gas inerte que se disolverá en los tejidos depende de la presión parcial del gas, su solubilidad y el tiempo que se respira a presión, por lo que el gas puede enriquecerse con oxígeno para reducir los requisitos de descompresión. El gas también debe tener una densidad respirable a la profundidad máxima prevista para su uso. Un valor recomendado para la densidad máxima es 6 gramos por litro, ya que densidades más altas reducen la tasa de ventilación máxima lo suficiente como para inducir hipercapnia . [11]
La ley de Henry establece:
A una temperatura determinada, la cantidad de gas que se puede disolver en un fluido es directamente proporcional a la presión parcial del gas.
En inmersiones de corta duración, la P O 2 se puede aumentar entre 1,2 y 1,6 bar. Esto reduce el P N 2 y/o el P He y acortará la descompresión requerida para un perfil determinado.
Respirar aire a más de 30 metros (100 pies) (presión > 4 bar) tiene un efecto narcótico significativo en el buceador. Como el helio no tiene ningún efecto narcótico, esto se puede evitar añadiendo helio a la mezcla para que la presión parcial de los gases narcóticos se mantenga por debajo de un nivel debilitante. Esto varía según el buceador y las mezclas de helio tienen un costo significativo, pero la mayor seguridad y eficiencia del trabajo resultante del uso de helio puede valer la pena. La otra desventaja de las mezclas a base de helio es el mayor enfriamiento del buceador. Los trajes secos no deben inflarse con mezclas ricas en helio.
Aparte del helio, y probablemente el neón, todos los gases que se pueden respirar tienen un efecto narcótico que aumenta con el aumento de la presión parcial, [14] y se sospecha que el oxígeno tiene un efecto narcótico comparable al del nitrógeno, [15] aunque la evidencia no es concluyente. . [dieciséis]
Ejemplo: Elija una mezcla de gases adecuada para una inmersión de rebote a 50 metros, donde la P O 2 debe limitarse a 1,4 bar y la profundidad narcótica equivalente a 30 metros:
Estos son valores óptimos para minimizar el coste de descompresión y helio. Una fracción más baja de oxígeno sería aceptable, pero sería una desventaja para la descompresión, y una fracción más alta de helio sería aceptable pero costaría más.
Se puede comprobar la densidad del gas a la profundidad máxima, ya que esto puede tener un efecto significativo en el trabajo respiratorio. Un trabajo respiratorio excesivo reducirá la capacidad de reserva del buceador para afrontar una posible emergencia si se requiere un esfuerzo físico. Anthony y Mitchell recomiendan una densidad de gas máxima preferida de 5,2 g/L y una densidad de gas máxima de 6,2 g/L. [8]
El cálculo es similar al cálculo de la masa de gas en los cilindros.
La cantidad de gas necesaria en una inmersión depende de si el equipo de buceo a utilizar es de circuito abierto, semicerrado o cerrado. El buceo en circuito abierto expulsa todo el gas respirado al entorno, independientemente de cuánto haya sido útil para el buceador, mientras que un sistema de circuito cerrado o semicerrado retiene la mayor parte del gas respirado y lo restaura a una condición respirable eliminando el producto de desecho. dióxido de carbono y completar el contenido de oxígeno hasta una presión parcial adecuada. Los equipos de buceo de circuito cerrado y semicerrado también se conocen como rebreathers . [17] [2]
Otro aspecto de la configuración del buceo es cómo el buceador transporta los cilindros primarios. Las dos disposiciones básicas son montaje trasero y montaje lateral. [17]
El soporte trasero es el sistema en el que uno o más cilindros se sujetan firmemente a un arnés, generalmente con una chaqueta o ala compensadora de flotabilidad, y se llevan en la espalda del buceador. El montaje trasero permite que los cilindros se almacenen juntos como gemelos o, para circunstancias especiales, viajes o quads. Es una disposición de alto perfil y puede resultar inadecuada para algunos sitios donde el buceador necesita pasar por aberturas bajas. Esta es la configuración estándar para buceo recreativo con uno o dos cilindros y para gran parte del buceo técnico en aguas abiertas. [17] [2]
El montaje lateral suspende los cilindros primarios del arnés a los lados del buceador: normalmente se usarían dos cilindros de aproximadamente el mismo tamaño. De manera similar se pueden colocar cilindros de descompresión adicionales. El método de transporte de cilindros suspendidos a los lados del arnés, conocido como montaje en eslinga, es similar y difiere en detalles. [17]
Las configuraciones comúnmente utilizadas para cilindros múltiples son transportar el gas del fondo en cilindros montados en la parte posterior de un volumen total suficiente, ya sea con colector o independientes, y la otra mezcla en soportes de eslinga sujetos a los lados del arnés del buzo con anillos en D. , o para transportar todos los gases en cilindros laterales. El gas de descompresión, cuando es diferente del gas utilizado para la parte principal de la inmersión, comúnmente se transporta en uno o más cilindros suspendidos del costado del arnés del buzo mediante clips. Se pueden transportar varios cilindros de esta manera para inmersiones extremas. [17] [2]
Los arneses Sidemount requieren que los cilindros se transporten individualmente enganchados al arnés a los lados del buceador. Los expertos en montaje lateral pueden transportar 6 cilindros de aluminio 80 de esta manera, 3 en cada lado. [17]
El buceador debe poder identificar positivamente el gas suministrado por cualquiera de las varias válvulas de demanda que requieren estas configuraciones, para evitar problemas potencialmente fatales de toxicidad de oxígeno, hipoxia, narcosis de nitrógeno o divergencia del plan de descompresión que pueden ocurrir si se utiliza un gas inadecuado. se utiliza. [17] Una de las convenciones coloca los gases ricos en oxígeno a la derecha. [18] Otros métodos incluyen el etiquetado por contenido y/o profundidad operativa máxima (MOD) y la identificación por tacto. A menudo se utilizan varios o todos estos métodos juntos. [17]
El gas de rescate para una configuración montada en la parte trasera se puede transportar de diversas maneras en un cilindro de rescate . El más popular es el cilindro tipo cabestrillo, el cilindro tipo pony atado al cilindro principal montado en la parte posterior o el cilindro pequeño (aire de repuesto) sostenido por un bolsillo unido al compensador de flotabilidad. [17] Cuando más de un cilindro de la misma mezcla están montados lateralmente, los cilindros que no están en uso funcionan como conjuntos de rescate, siempre que contengan suficiente gas para llevar al buzo de manera segura a la superficie.
Si el recorrido de la inmersión es limitado o se puede planificar de forma fiable, se pueden dejar caer las bombonas de gas de descompresión a lo largo del recorrido en los puntos donde se necesitarán durante el regreso o el ascenso. Los cilindros generalmente se sujetan a una línea de distancia o línea de tiro, para garantizar que sean fáciles de encontrar y sea poco probable que se pierdan. Estos cilindros normalmente contendrían una mezcla de gases cercana a la óptima para el sector de la inmersión en el que se pretende utilizar. Este procedimiento también se conoce como puesta en escena , y los cilindros entonces se conocen como cilindros de etapa , pero el término cilindro de etapa se ha vuelto genérico para cualquier botella que se lleva al lado del buzo además del gas del fondo. [17] [2] Se deben aplicar protocolos de redundancia de gas a los cilindros de caída como a cualquier otro suministro de gas respirable.
El procedimiento formal y relativamente completo para la planificación del gas de buceo supone que se dispone de un plan de buceo que sea lo suficientemente detallado como para que se conozcan la mayoría de las variables. Muchas inmersiones recreativas se realizan de forma más ad hoc , planificando y realizando la inmersión en función del gas disponible.
La cantidad de gas necesaria para una inmersión planificada comprende la cantidad calculada de gas para el consumo en el perfil planificado y el gas adicional destinado a contingencias, también conocido comoreserva de gas .
La mayoría de los buceadores recreativos no realizan inmersiones de penetración ni inmersiones que exceden el límite sin descompresión , y pueden ascender directamente a la superficie de manera segura en cualquier punto de una inmersión. Dichos ascensos no utilizan un gran volumen de gas, y a estos buzos se les suele enseñar a iniciar el ascenso con una presión restante determinada en el cilindro, independientemente de la profundidad, el tamaño del cilindro o la frecuencia respiratoria esperada, principalmente porque es fácil recuerda y simplifica el trabajo del líder de inmersión en inmersiones en grupo. El método se originó en el corte de presión de reserva no ajustable proporcionado por las válvulas mecánicas de los cilindros de reserva que eran de uso general antes de que el manómetro sumergible se convirtiera en un componente estándar del equipo de buceo. En ocasiones puede ser insuficientemente conservador, pero más a menudo es innecesariamente conservador, particularmente en inmersiones poco profundas con un cilindro grande. A los buzos se les puede pedir que notifiquen al líder de buceo cuando hay 80 o 100 bar y que regresen al barco con no menos de 50 bar o 700 psi o algo similar restante, pero una de las razones para tener los 50 bar en reserva es para hacer la regresar al barco de manera más segura, al permitir que el buceador nade en la superficie en aguas agitadas mientras respira por el regulador. Este gas residual también se puede utilizar para una parada de seguridad prolongada o adicional cuando la inmersión se acerque al límite sin descompresión, pero es una buena práctica no agotar completamente el gas si se puede evitar con seguridad, ya que es más fácil usar un cilindro vacío. contaminar durante la manipulación, y es posible que se requiera que el operador de llenado haga inspeccionar internamente cualquier cilindro que no registre una presión residual cuando se presente para el llenado para garantizar que no haya sido contaminado por la entrada de agua.
La regla de los tercios es otra regla general . [19] [20] La regla básica generalmente solo se aplica al buceo en ambientes elevados, como cuevas y pecios, donde un ascenso directo a la superficie es imposible y los buzos deben regresar por donde vinieron, y no se prevén paradas de descompresión. Si se planifica la descompresión, se podrá aplicar la regla de los tercios además de los requisitos de gas de descompresión.
Para los buceadores que siguen esta regla, un tercio del suministro de gas se utiliza para el viaje de ida, un tercio para el viaje de regreso y un tercio se mantiene en reserva en caso de emergencia. La inmersión se da vuelta cuando el primer buceador alcanza un tercio de la presión inicial. [19] Sin embargo, al bucear con un compañero con una frecuencia respiratoria más alta o un volumen de gas diferente, puede ser necesario establecer un tercio del suministro de gas del compañero como el "tercio" restante. Esto significa que el punto de giro para salir es más temprano, o que el buzo con la frecuencia respiratoria más baja lleva un volumen de gas mayor que el que se requeriría si ambos tuvieran la misma frecuencia respiratoria.
Se necesitan reservas al final de las inmersiones en caso de que el buzo haya profundizado o más tiempo de lo previsto y deba permanecer bajo el agua para hacer paradas de descompresión antes de poder ascender con seguridad a la superficie. Un buceador sin gasolina no puede hacer las paradas y corre el riesgo de sufrir una enfermedad por descompresión .
En un entorno elevado , donde no es posible ascender directamente a la superficie, la reserva permite al buzo donar gas a un compañero sin gas, proporcionando suficiente gas para permitir que ambos buceadores salgan del recinto y asciendan a la superficie.
Una opción diferente para las inmersiones de penetración es el método "medio + 15 bar" (medio + 200 psi), en el que el gas de contingencia para la etapa se transporta en los cilindros primarios. Algunos buceadores consideran que este método es el más conservador cuando se utilizan varias etapas. Si todo va según lo planeado al utilizar este método, los buzos salen a la superficie con las etapas casi vacías, pero con todo el gas de contingencia todavía en sus cilindros primarios. Con una caída de una sola etapa, esto significa que los cilindros primarios todavía estarán medio llenos. [21]
La "planificación de gas en el fondo de roca" se refiere a los métodos de cálculo de la cantidad de gas de buceo basados en un perfil de inmersión planificado donde se encuentra disponible una estimación razonablemente precisa de las profundidades, los tiempos y el nivel de actividad esperado para cada etapa de la inmersión, por lo que se realizan cálculos bastante rigurosos. para mezclas de gases y las cantidades apropiadas de cada mezcla son útiles. El consumo de gas depende de la presión ambiental, la frecuencia respiratoria y la duración del sector de inmersión en esas condiciones. [22]
La presión ambiental es una función directa de la profundidad. Es la presión atmosférica en la superficie, más la presión hidrostática, a 1 bar por 10 m de profundidad.
El volumen respiratorio minuto (RMV) es el volumen de gas que respira un buceador en un minuto. Para un buzo comercial que trabaja, IMCA sugiere RMV = 35 L/min. Para emergencias, IMCA sugiere RMV = 40 L/min [10] El RMV de descompresión suele ser menor ya que el buceador generalmente no está trabajando duro. Se pueden usar valores más pequeños para estimar los tiempos de inmersión. El buzo puede usar los valores medidos por sí mismo, pero los valores del peor de los casos deben usarse para calcular las presiones críticas para el giro o el ascenso y para el rescate, ya que el RMV de un buzo generalmente aumentará con el estrés o esfuerzo. [4] Algunos buceadores calculan factores de buceo personales que son valores razonablemente consistentes para múltiplos del consumo de gas en reposo para diferentes niveles de trabajo, como descompresión, buceo relajado, natación sostenida, trabajo duro, etc. Estos factores se pueden utilizar para estimar el RMV.
La tasa de consumo de gas (Q) en circuito abierto depende de la presión ambiental absoluta (Pa ) y RMV.
Tasa de consumo de gas: Q = P a × RMV (litros por minuto)
El volumen de gas disponible en un cilindro es el volumen que se puede utilizar antes de alcanzar una presión crítica, generalmente conocida como reserva. El valor elegido para la reserva debe ser suficiente para que el buceador pueda realizar un ascenso seguro en condiciones subóptimas. Puede requerir suministro de gas a un segundo buzo (respiración de un compañero). El gas disponible puede corregirse según la presión de la superficie o especificarse a una presión de profundidad determinada.
Gas disponible a presión ambiente:
Dónde:
En el caso de presión superficial: P ambiente = 1 bar y la fórmula se simplifica a:
El tiempo que un buceador puede trabajar con el gas disponible (también llamado resistencia) es:
Tiempo disponible = Gas disponible / RMV
El gas disponible y el RMV deben ser ambos correctos para la profundidad, o ambos corregidos para la presión de la superficie.
El cálculo de los requisitos de gas para una inmersión se puede dividir en estimaciones más simples de los requisitos de gas para los sectores de la inmersión y luego sumarlos para indicar los requisitos para toda la inmersión.
Un sector de buceo debe estar a una profundidad constante, o se puede estimar una profundidad promedio. Esto se utiliza para obtener la presión ambiental del sector ( sector P ). También se debe estimar la duración del sector ( sector T ) y el RMV del buzo para el sector ( sector RMV). Si los requisitos de volumen de gas del sector ( sector V ) se calculan todos a presión superficial, luego se pueden agregar directamente. Esto reduce el riesgo de confusión y error.
Una vez elegidos estos valores se sustituyen en la fórmula:
Sector V = sector RMV × sector P × sector T
Este es el volumen libre del gas a presión atmosférica. El cambio de presión (δP cyl ) en el cilindro utilizado para almacenar este gas depende del volumen interno del cilindro (V cyl ), y se calcula utilizando la ley de Boyle :
δP cilindro = V sector × P atm /V cilindro (P atm - 1 bar)
Los reguladores de gas respirable funcionarán eficientemente hasta una presión del cilindro ligeramente superior a la presión entre etapas diseñada. Esta presión puede denominarse presión mínima funcional del cilindro. Variará con la profundidad ya que la presión nominal entre etapas es adicional a la presión ambiental.
Esto no significa que todo el gas restante no se pueda obtener de un cilindro; más bien, el regulador entregará una parte de manera menos eficiente que el trabajo respiratorio diseñado, y el resto solo cuando se reduzca la presión ambiental. En la mayoría de los diseños de reguladores, el buzo tendrá que superar una presión de apertura mayor para abrir la válvula de demanda, y el caudal se reducirá. Estos efectos aumentan a medida que disminuye la presión entre etapas. Esto puede proporcionarle al buceador una advertencia de que el suministro de gas de ese cilindro cesará de forma permanente. Sin embargo, en al menos un diseño de regulador, una vez que la presión entre etapas se ha reducido lo suficiente, la servoválvula inflable de segunda etapa se desinflará y bloqueará efectivamente la válvula de demanda, permitiendo que el gas residual escape hasta que la presión del cilindro haya caído a aproximadamente igual. la presión ambiental, momento en el cual el flujo se detendrá hasta que la presión ambiental se reduzca ascendiendo a una profundidad menor.
Un valor de 10 bar de presión entre etapas más la presión ambiental es una estimación adecuada para la presión funcional mínima para la mayoría de los propósitos de planificación. Este valor variará con la profundidad, y un regulador que haya dejado de suministrar gas respirable puede suministrar un poco más de gas a medida que disminuye la presión ambiental, permitiendo unas cuantas respiraciones más del cilindro durante el ascenso si el gas se agota durante la inmersión. La cantidad de gas disponible de esta manera depende del volumen interno del cilindro.
Las presiones críticas (P crítica o P crítica ) son presiones que no deben bajar por debajo durante una parte determinada de una inmersión planificada, ya que proporcionan gas para emergencias.
La presión de reserva es un ejemplo de presión crítica. Esto también se conoce como presión crítica de ascenso , ya que indica la cantidad de gas necesaria para ascender de forma segura teniendo en cuenta las contingencias específicas enumeradas en el plan de buceo.
También se pueden especificar presiones críticas para el inicio de la inmersión y para el giro cuando el ascenso directo no es posible o no es deseable. Estas pueden denominarse Presión Crítica de Descenso o Presión Crítica para el Perfil de Inmersión , y Presión Crítica de Salida o Presión Crítica de Giro .
Las presiones críticas se calculan sumando todos los volúmenes de gas necesarios para las partes de la inmersión posteriores al punto crítico, y para otras funciones como el inflado del traje y el control de flotabilidad si se suministran desde el mismo juego de cilindros, y dividiendo este total volumen por el volumen del juego de cilindros. A este valor se le suma una presión funcional mínima para obtener la presión crítica.
Ejemplo: Presión crítica de descenso:
Esta inmersión no debe intentarse si hay menos de 176 bar disponibles. Tenga en cuenta que no se han hecho provisiones para contingencias.
Se debe tener en cuenta la temperatura del gas al comprobar las presiones críticas.
Las presiones críticas para el ascenso o el giro se medirán a temperatura ambiente y no requieren compensación, pero la presión crítica para el descenso se puede medir a una temperatura considerablemente mayor que la temperatura en profundidad.
La presión debe corregirse a la temperatura esperada del agua utilizando la ley de Gay-Lussac .
P 2 = P 1 × (T 2 /T 1 )
Ejemplo: Corrección de presión por temperatura: Los cilindros están a unos 30°C, la temperatura del agua es de 10°C, la presión crítica para el descenso (P 1 ) es de 176 bar a 10°C
El problema básico al estimar una asignación de gas para contingencias es decidir qué contingencias permitir. Esto se aborda en la evaluación de riesgos para la inmersión planificada. Una contingencia comúnmente considerada es compartir gas con otro buzo desde el punto de la inmersión donde se necesita el tiempo máximo para llegar a la superficie u otro lugar donde haya más gas disponible. Es probable que ambos buceadores tengan un RMV más alto de lo normal durante un ascenso asistido, ya que es una situación estresante [1] y es prudente tener esto en cuenta. Para los buceadores profesionales, los valores deben elegirse de acuerdo con las recomendaciones del código de práctica en uso, pero si se elige un valor más alto es poco probable que alguien se oponga. Las agencias de capacitación recomiendan a los buceadores recreativos que utilicen valores que la agencia considere apropiados y que probablemente no conduzcan a litigios, que generalmente son conservadores y se basan en datos experimentales publicados, pero los buzos pueden tener la discreción de usar valores RMV de su propia elección. basado en la experiencia personal y la aceptación informada del riesgo.
El procedimiento es idéntico al de cualquier otro cálculo del consumo de gas multisectorial, excepto que participan dos buzos, lo que duplica el RMV efectivo.
Para comprobar si el cilindro de rescate tiene el gas adecuado (para un buceador) en caso de una emergencia a la profundidad planificada, la presión crítica debe calcularse basándose en el perfil planificado y debe permitir el cambio, el ascenso y toda la descompresión planificada.
Ejemplo: Suministro de gas de emergencia:
Está prevista una inmersión a 30 m que requiere 6 minutos de descompresión a 3 m. Para emergencias, IMCA recomienda asumir RMV = 40 L/min [10]
La combinación de gas es el cálculo de las presiones de reserva y de giro para buzos que utilizan diferentes volúmenes de cilindros o con diferentes tasas de consumo de gas en la misma inmersión, lo que permite a cada buzo garantizar que se retenga suficiente gas para permitir contingencias previsibles en las que los buzos puedan necesitar compartir gas. basado en los volúmenes de cilindros de cada buzo y las tasas de consumo de gas individuales de ambos buzos. [23]
Es una práctica estándar girar la inmersión inmediatamente después de iniciar el intercambio de gas de emergencia, por lo que los volúmenes de gas equivalentes solo se aplican desde el punto de giro. Hasta ese momento sólo es necesario considerar el consumo propio del buceador en las condiciones esperadas.
Los requisitos de gas para un rebreather de circuito cerrado son muy diferentes a los de un circuito abierto. El consumo de oxígeno es independiente de la profundidad y está controlado por la tasa de trabajo metabólico , que está limitada en gran medida por el trabajo respiratorio y la densidad del gas. Hay otro límite en la cantidad de oxígeno que puede transportarse de manera útil, en el sentido de que la resistencia de un rebreather está limitada por la cantidad de dióxido de carbono que el depurador puede absorber antes de atravesarlo , y la cantidad de dióxido de carbono producida por el buzo es muy alta. estrechamente relacionado por la relación de intercambio respiratorio con la cantidad de oxígeno metabolizado .
El uso de gas diluyente está estrechamente relacionado con la variación de profundidad, ya que debe agregarse para mantener el volumen del circuito al descender, y se ventila a los alrededores y se pierde al ascender. Cuando el buceador está a una profundidad constante, el uso de diluyente es muy bajo y se limita a lavados de diluyente para verificar la calibración del sensor de oxígeno y rescate al circuito abierto, momento en el cual se usará al mismo ritmo que el gas respirable del circuito abierto.
En los rebreathers semicerrados, hay dos formas básicas de utilizar el gas:
La decisión fundamental en la elección de las botellas es si todo el suministro de gas para la inmersión se llevará en un solo juego o se dividirá en más de un juego para diferentes partes de la inmersión. Bucear con una sola botella es logísticamente sencillo, y deja todo el gas disponible para respirar durante toda la inmersión, pero no se puede aprovechar la optimización del gas respirable para la descompresión, ni tener un suministro de emergencia independiente que no dependa de la presencia de un buceador. amigo donde y cuando sea necesario. Un solo cilindro coloca al buceador en una posición de dependencia del compañero para obtener un gas respirable alternativo en caso de una emergencia que corte el suministro de aire principal, a menos que la opción de un ascenso libre sea aceptable.
El buceo con múltiples cilindros se realiza por tres razones de procedimiento básicas, o una combinación de las tres.
Las inmersiones técnicas profundas en circuito abierto pueden requerir una combinación de gas de fondo, gas de viaje y dos o más gases de descompresión diferentes, lo que plantea al buceador un desafío sobre cómo transportarlos todos y usarlos correctamente, como el mal uso de un gas en una profundidad inadecuada. El rango puede provocar hipoxia o toxicidad por oxígeno y también afectará las obligaciones de descompresión. [17] [2]
Una cuarta razón, logística, es la disponibilidad de cilindros de capacidad adecuada. Los cilindros de mayor capacidad de uso general para el buceo son los cilindros de acero de 18 litros y 232 bares, y son relativamente poco comunes. Se pueden elegir varios cilindros simplemente para proporcionar capacidad suficiente para el perfil planificado y el gas específico.
Cada gas debe proporcionarse en cantidad suficiente para suministrar adecuadamente al buceador a lo largo de los sectores relevantes de la inmersión. Esto se hace seleccionando uno o varios cilindros que, cuando se llenan, puedan contener al menos la cantidad requerida de gas, incluida cualquier reserva y asignación para contingencias pertinentes, por encima de la presión funcional mínima a la profundidad donde se utilizará el gas por última vez. Se deben considerar las consecuencias de flotabilidad y ajuste de la elección del tanque, tanto como consecuencia de las características de flotabilidad inherentes del cilindro completo con regulador y otros accesorios, como debido al uso del contenido durante la inmersión. [1]
El material y la presión nominal de los cilindros afectan la comodidad, la ergonomía y la seguridad. El control de la flotabilidad es más fácil, más estable y más seguro cuando se minimiza el volumen de gas necesario para lograr una flotabilidad neutra, especialmente al final de una inmersión durante el ascenso y la descompresión, cuando la masa total de gas es mínima. La necesidad de un gran volumen de gas en el compensador de flotabilidad durante el ascenso aumenta el riesgo de un ascenso incontrolado durante la descompresión.
Los materiales comúnmente disponibles son la aleación de aluminio y el acero. Los cilindros cortos de acero de alta presión pueden tener una flotabilidad bastante negativa, mientras que los cilindros largos de aluminio pueden estar cerca de la neutralidad cuando están llenos y flotar cuando están vacíos. Los cilindros de gas trasero que tienen una flotabilidad negativa en un grado moderado pueden reducir el peso total que lleva el buceador, por lo que puede ser una ventaja utilizar acero, incluso a una presión nominal más alta de 300 bar, siempre y cuando esto no abrume la flotabilidad. del resto de equipos con el compensador de flotabilidad vacío. La necesidad de inflar el compensador de flotabilidad para lograr una flotabilidad neutra cuando todos los cilindros están vacíos y no se usan pesos desmontables indica que la selección no es segura, ya que sería necesario deshacerse del gas respirable para recuperar la flotabilidad en caso de falla del compensador de flotabilidad.
Los cilindros que flotan cuando están llenos requieren un lastre para que sean manejables bajo el agua. Suelen ser cilindros compuestos de fibra enrollada, que también son caros, relativamente fáciles de dañar y suelen tener una vida útil más corta, pero pueden ser útiles para inmersiones en las que el acceso al agua es inusualmente difícil, como en cuevas profundas o a gran altitud. , cuando se deben proporcionar cilindros para inmersiones múltiples.
Los cilindros que están destinados a dejarse caer o entregarse a otro buceador deben ser negativos cuando se dejan caer, para evitar que floten, y deben estar cerca de la neutralidad para que la flotabilidad del buceador no cambie más de lo necesario cuando se dejan caer, y debe ser posible lograr y mantener una flotabilidad neutra durante toda la inmersión hasta que se complete la descompresión y se agote todo el gas respirable.
El buceador debe llevar suficiente peso para permanecer neutral en la parada de descompresión menos profunda hasta que se haya utilizado todo el gas. Este es un escenario de contingencia severa, ya que algo hubiera salido mal para que se hubiera usado todo el gas, pero no poder quedarse abajo para usar lo que queda del gas cuando es necesario sería aún peor, y no tendría sentido. para transportar gas que no se puede utilizar. Esto requiere que el buzo tenga flotabilidad negativa por la masa total de gas transportada al inicio de la inmersión con un compensador de flotabilidad vacío, por lo que el compensador de flotabilidad debe tener suficiente volumen para neutralizar este exceso y cualquier pérdida adicional de flotabilidad en el traje de buceo durante El descenso. Se puede calcular el peso y el volumen de flotabilidad necesarios para compensar el uso de gas si se conoce la masa del gas almacenado. La compensación por la pérdida de flotabilidad del traje de neopreno es un poco más compleja y depende del tipo y grosor del neopreno y de la superficie del traje, y es mejor determinarla mediante experimentos. La pérdida de flotabilidad del traje seco puede, y normalmente debe, corregirse inflando durante el descenso. [1]
Un método sencillo para calcular la masa de un volumen de gas es calcular su masa a temperatura TPE , en la que las densidades de los gases están fácilmente disponibles. La masa de cada componente de un gas se calcula para el volumen de ese componente, utilizando la fracción de gas de ese componente.
Ejemplo: Cilindros gemelos de 12 l llenos con Trimix 20/30/50 a 232 bar a 20°C (293K)
Calcular el volumen a 1,013 bar, 0% grados C (273 K)
De esta,
La masa del helio es una pequeña parte del total. y la densidad de oxígeno y nitrógeno son bastante similares. Una aproximación razonable es utilizar el volumen a 20 °C, ignorar la masa de helio y considerar que todos los componentes de nitrox y aire son 1,3 kg/m 3 .
Utilizando estas aproximaciones, la estimación para el ejemplo anterior es:
Masa de la mezcla = 0,7 × 0,024 m 3 /bar × 232 bar × 1,3 kg/m 3 = 5,1 kg
Este método rara vez tendrá una diferencia de hasta un kg, lo cual está cerca. suficiente para estimaciones de flotabilidad para la mayoría de las mezclas de buceo en circuito abierto.
El cálculo de la densidad es bastante sencillo. La fracción de gas se multiplica por la densidad del gas libre para cada gas, se suma y luego se multiplica por la presión absoluta.
Ejemplo: Trimix 20/30/50 a 0°C
Si se va a utilizar a 50 msw, la presión absoluta se puede tomar como 6 bar y la densidad será 6 × 0,96488 = 5,78 kg/m 3. Esto es menor que el límite superior de 6,2 kg/m 3 recomendado por Anthony y Mitchell. , pero más que su límite preferido de 5,2 kg/m 3 [8]
{{cite book}}: Mantenimiento CS1: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )[16.3.1.2.4] ... dado que el oxígeno tiene algunas propiedades narcóticas, es apropiado incluir el oxígeno en el cálculo END cuando se utilizan trimixes (Lambersten et al. 1977,1978). Se debe considerar que la porción distinta del helio (es decir, la suma del oxígeno y el nitrógeno) tiene la misma potencia narcótica que una presión parcial equivalente de nitrógeno en el aire, independientemente de las proporciones de oxígeno y nitrógeno.
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