Un sistema de respiración incorporado es una fuente de gas respirable instalada en un espacio confinado donde puede ser necesaria una alternativa al gas ambiental para tratamiento médico, uso de emergencia o para minimizar un peligro. Se encuentran en cámaras de buceo , cámaras de tratamiento hiperbárico y submarinos .
El uso en cámaras de tratamiento hiperbárico suele ser para suministrar un gas de tratamiento rico en oxígeno que, si se utiliza como atmósfera de la cámara, constituiría un riesgo de incendio inaceptable . [1] [2] En esta aplicación, los gases de escape se ventilan fuera de la cámara. [1] En las cámaras de inmersión de saturación y en las cámaras de descompresión de superficie la aplicación es similar, pero otra función es el suministro de gas respirable en caso de contaminación tóxica de la atmósfera de la cámara. [1] Esta función no requiere ventilación externa, pero normalmente se utiliza el mismo equipo para el suministro de gases enriquecidos con oxígeno, por lo que generalmente se ventilan al exterior.
En los submarinos la función es suministrar un gas respirable en caso de emergencia, que puede ser una contaminación de la atmósfera interna del ambiente o una inundación. En esta aplicación, la ventilación hacia el interior es aceptable y generalmente la única opción factible, ya que el exterior suele tener una presión más alta que el interior y la ventilación externa no es posible por medios pasivos.
Son sistemas que se utilizan para suministrar gas respirable a demanda en una cámara que se encuentra a una presión mayor que la presión ambiental fuera de la cámara. [1] La diferencia de presión entre la cámara y la presión ambiental externa hace posible expulsar el gas exhalado al ambiente externo, pero el flujo debe controlarse de modo que solo el gas exhalado salga a través del sistema y no drene el contenido de la cámara hacia el exterior. Esto se logra mediante el uso de una válvula de escape controlada que se abre cuando una ligera sobrepresión relativa a la presión de la cámara en el diafragma de escape mueve el mecanismo de la válvula contra un resorte. Cuando el gas que fluye a través de la manguera de escape disipa esta sobrepresión, el resorte devuelve esta válvula a la posición cerrada, cortando el flujo adicional y conservando la atmósfera de la cámara. Una diferencia de presión negativa o nula sobre el diafragma de escape lo mantendrá cerrado. El diafragma de escape está expuesto a la presión de la cámara por un lado y a la presión del gas exhalado en la máscara oronasal por el otro lado. [ cita necesaria ] El suministro de gas para inhalación se realiza a través de una válvula de demanda que funciona con los mismos principios que una segunda etapa de válvula de demanda de buceo normal. Como cualquier otro aparato respiratorio, el espacio muerto debe limitarse para minimizar la acumulación de dióxido de carbono en la mascarilla.
En algunos casos, la succión de salida debe ser limitada y es posible que se requiera un regulador de contrapresión . Este sería normalmente el caso de uso en un sistema de saturación. El uso para oxigenoterapia y descompresión de superficies con oxígeno generalmente no necesitaría un regulador de contrapresión. [3] Cuando se utiliza un BIBS con ventilación externa a una presión baja en la cámara, puede ser necesaria una asistencia de vacío para mantener baja la contrapresión de exhalación y proporcionar un trabajo respiratorio aceptable . [1]
La mascarilla oronasal podrá ser intercambiable para uso higiénico por diferentes personas. [3]
Algunos modelos están clasificados para presiones de hasta 450 msw. [4]
La principal aplicación de este tipo de BIBS es el suministro de gas respirable con una composición diferente a la atmósfera de la cámara a los ocupantes de una cámara hiperbárica donde la atmósfera de la cámara está controlada, y la contaminación por el gas BIBS sería un problema. [1] Esto es común en la descompresión terapéutica y la oxigenoterapia hiperbárica, donde una presión parcial más alta de oxígeno en la cámara constituiría un riesgo de incendio inaceptable y requeriría ventilación frecuente de la cámara para mantener la presión parcial dentro de límites aceptables Ventilación frecuente Es ruidoso y caro, pero puede utilizarse en caso de emergencia. [2] También es necesario que el gas BIBS no esté contaminado por el gas de la cámara, ya que esto podría afectar negativamente a la descompresión. [1]
Cuando se instala este formato de BIBS, también se puede utilizar para el suministro de gas respirable de emergencia en caso de que la atmósfera de la cámara esté contaminada, [1] aunque en esos casos la contaminación por el gas BIBS exhalado normalmente no sería importante. [ cita necesaria ]
Cuando la contaminación de la atmósfera interna no es importante y cuando la presión ambiental externa es mayor que en el espacio ocupado, el gas exhalado simplemente se vierte al volumen interno, sin requerir ningún control de flujo especial más allá de una simple válvula antirretorno. El mecanismo de entrega y escape de una válvula de demanda BIBS para esta aplicación es el mismo que el de un regulador de segunda etapa de buceo o SCBA, y se pueden usar para este propósito con poca o ninguna modificación. Este tipo de aparato respiratorio también puede utilizar una mascarilla facial completa para el parto. [5]
El tipo tradicional de cámara hiperbárica utilizada para la recompresión terapéutica y la oxigenoterapia hiperbárica es un recipiente a presión con cubierta rígida . Estas cámaras pueden funcionar a presiones absolutas, normalmente de unos 6 bares (87 psi ), 600.000 Pa o más en casos especiales. [2] Las armadas, las organizaciones profesionales de buceo, los hospitales y las instalaciones de recompresión dedicadas suelen operar estos. Varían en tamaño desde unidades semiportátiles para un solo paciente hasta unidades del tamaño de una habitación que pueden tratar a ocho o más pacientes. Pueden estar clasificados para presiones más bajas si no están destinados principalmente al tratamiento de lesiones por buceo.
En las cámaras múltiples más grandes, los pacientes dentro de la cámara respiran mediante "capuchas de oxígeno" (capuchas de plástico blando, transparentes y flexibles con un sello alrededor del cuello similar al casco de un traje espacial ) o mediante máscaras de oxígeno ajustadas , que suministran oxígeno puro y pueden ser diseñado para expulsar directamente el gas exhalado de la cámara. Durante el tratamiento, los pacientes respiran 100% oxígeno la mayor parte del tiempo para maximizar la efectividad de su tratamiento, pero tienen "descansos" periódicos durante los cuales respiran aire de la cámara (21% oxígeno) para reducir el riesgo de toxicidad por oxígeno . El gas de tratamiento exhalado debe retirarse de la cámara para evitar la acumulación de oxígeno, lo que podría presentar un riesgo de incendio. Los asistentes también pueden respirar oxígeno parte del tiempo para reducir el riesgo de enfermedad por descompresión cuando salen de la cámara. La presión dentro de la cámara aumenta abriendo válvulas que permiten que entre aire a alta presión desde los cilindros de almacenamiento , que se llenan mediante un compresor de aire . El contenido de oxígeno del aire de la cámara se mantiene entre el 19 % y el 23 % para controlar el riesgo de incendio (la Marina de los EE. UU., un máximo del 25 %). [2] Si la cámara no tiene un sistema de lavado para eliminar el dióxido de carbono del gas de la cámara, la cámara debe ventilarse isobáricamente para mantener el CO 2 dentro de límites aceptables. [2]
La oxigenoterapia hiperbárica se desarrolló como tratamiento para los trastornos del buceo que implican burbujas de gas en los tejidos, como la enfermedad por descompresión y la embolia gaseosa , y todavía se considera el tratamiento definitivo para estas afecciones. La recompresión trata la enfermedad por descompresión y la embolia gaseosa aumentando la presión, lo que reduce el tamaño de las burbujas de gas y mejora el transporte de sangre a los tejidos posteriores. La eliminación del componente inerte del gas respirable al respirar oxígeno proporciona un gradiente de concentración más fuerte para eliminar el gas inerte disuelto que aún se encuentra en los tejidos y acelera aún más la reducción de las burbujas al disolver el gas nuevamente en la sangre. Después de la eliminación de las burbujas, la presión se reduce gradualmente hasta los niveles atmosféricos. Las presiones parciales de oxígeno elevadas en la sangre también pueden ayudar a la recuperación de los tejidos privados de oxígeno aguas abajo de las obstrucciones.
El tratamiento de emergencia para la enfermedad por descompresión sigue los cronogramas establecidos en las tablas de tratamiento. La mayoría de los tratamientos se recomprimen a 2,8 bares (41 psi) absolutos, el equivalente a 18 metros (60 pies) de agua, durante 4,5 a 5,5 horas con la víctima respirando oxígeno puro, pero tomando descansos periódicos para reducir la toxicidad del oxígeno. Para casos graves resultantes de inmersiones muy profundas, el tratamiento puede requerir una cámara capaz de una presión máxima de 8 bares (120 psi), el equivalente a 70 metros (230 pies) de agua, y la capacidad de suministrar heliox y nitrox como gases respirables. [6]
La descompresión en superficie es un procedimiento en el que parte o la totalidad de la obligación de descompresión por etapas se realiza en una cámara de descompresión en lugar de en el agua. [7] Esto reduce el tiempo que el buceador pasa en el agua, expuesto a peligros ambientales como agua fría o corrientes, lo que mejorará la seguridad del buceador. La descompresión en la cámara es más controlada, en un ambiente más confortable, y se puede utilizar oxígeno a mayor presión parcial ya que no hay riesgo de ahogamiento y menor riesgo de convulsiones por toxicidad del oxígeno. Otra ventaja operativa es que una vez que los buzos están en la cámara, se pueden suministrar nuevos buzos desde el panel de buceo y las operaciones pueden continuar con menos demora. [8]
En el Manual de buceo de la Armada de EE. UU. se describe un procedimiento típico de descompresión en superficie. Si no se requiere una parada de 40 pies dentro del agua, el buzo sale a la superficie directamente. De lo contrario, toda la descompresión requerida hasta la parada de 40 pies (12 m) incluida se completa en el agua. Luego, el buzo sale a la superficie y se presuriza en una cámara a 50 fsw (15 msw) dentro de los 5 minutos de dejar 40 pies de profundidad en el agua. Si este "intervalo de superficie" desde 40 pies en el agua hasta 50 fsw en la cámara excede los 5 minutos, se incurre en una penalización, ya que esto indica un mayor riesgo de que se desarrollen síntomas de DCS, por lo que se requiere una descompresión más prolongada. [8]
En el caso de que el buceador sea recomprimido exitosamente dentro del intervalo nominal, será descomprimido de acuerdo con el cronograma de las tablas de descompresión de aire para descompresión en superficie, preferiblemente con oxígeno, que se utiliza a partir de 50 fsw (15 msw), una presión parcial de 2,5 barras. La duración de la parada a 50 fsw es de 15 minutos para las mesas de Revisión 6. Luego, la cámara se descomprime a 40 fsw (12 msw) para la siguiente etapa de hasta 4 períodos de 30 minutos cada uno con oxígeno. También se puede realizar una parada a 30 fsw (9 msw), para períodos adicionales con oxígeno según el cronograma. Se toman descansos de 5 minutos al final de cada 30 minutos de respiración de oxígeno. [8]
Durante la descompresión desde la saturación, se alcanzará una presión en la que aumentar aún más la concentración de oxígeno provocaría un riesgo de incendio inaceptable, mientras que mantenerla en un nivel aceptable para el riesgo de incendio sería ineficiente para la descompresión. El suministro BIBS de gas respirable con mayor contenido de oxígeno que la atmósfera de la cámara puede resolver este problema. Si la atmósfera en un hábitat de saturación está contaminada, los habitantes pueden utilizar las máscaras BIBS disponibles durante la emergencia y recibir gas respirable no contaminado hasta que se resuelva el problema. [1]
Los sistemas BIBS submarinos están destinados a proporcionar a la tripulación aire de calidad para buceo o gas respirable nitrox en una situación de escape de emergencia donde el interior puede estar parcial o completamente inundado y puede estar a una presión significativamente más alta que la atmosférica. [9] [10]
El gas de suministro se proporciona desde un banco de almacenamiento de alta presión a una presión compensada automáticamente según la profundidad y se distribuye alrededor del recipiente hasta puntos donde las unidades de respiración se pueden conectar según sea necesario. [9] [11] [10]