Un ordenador de buceo , ordenador personal de descompresión o medidor de descompresión es un dispositivo utilizado por un buceador submarino para medir el tiempo transcurrido y la profundidad durante una inmersión y utilizar estos datos para calcular y mostrar un perfil de ascenso que, según el algoritmo de descompresión programado , le dará un riesgo bajo de enfermedad de descompresión . [1] [2]
La mayoría de las computadoras de buceo utilizan la entrada de presión ambiental en tiempo real a un algoritmo de descompresión para indicar el tiempo restante hasta el límite sin paradas y, una vez transcurrido ese tiempo, la descompresión mínima requerida para salir a la superficie con un riesgo aceptable de enfermedad por descompresión. Se han utilizado varios algoritmos y pueden estar disponibles varios factores de conservadurismo personal. Algunas computadoras de buceo permiten el cambio de gas durante la inmersión. Es posible que haya alarmas audibles disponibles para advertir al buceador cuando se excede el límite sin paradas, la profundidad operativa máxima para la mezcla de gases, la velocidad de ascenso recomendada u otro límite más allá del cual el riesgo aumenta significativamente.
La pantalla proporciona datos que permiten al buceador evitar la descompresión o descomprimirla con relativa seguridad, e incluye la profundidad y la duración de la inmersión. Varias funciones y pantallas adicionales pueden estar disponibles para interés y conveniencia, como la temperatura del agua y la dirección de la brújula, y es posible descargar los datos de las inmersiones a una computadora personal mediante cable o conexión inalámbrica. Los datos registrados por una computadora de buceo pueden ser de gran valor para los investigadores en un accidente de buceo y pueden permitir descubrir la causa de un accidente.
Las computadoras de buceo pueden montarse en la muñeca o instalarse en una consola con el manómetro sumergible . Los buceadores recreativos y los proveedores de servicios consideran que un ordenador de buceo es uno de los elementos más importantes del equipo de seguridad. [3] El uso por parte de buceadores profesionales también es común, pero el uso por parte de buzos con suministro de superficie está menos extendido, ya que la profundidad del buceador se controla en la superficie mediante un neumofatómetro y la descompresión la controla el supervisor de buceo .
El objetivo principal de una computadora de descompresión es facilitar la descompresión segura por parte de un buceador submarino que respira un gas adecuado a presión ambiental, proporcionando información basada en el historial reciente de exposición a la presión del buceador que permite un ascenso con un riesgo aceptablemente bajo de desarrollar enfermedad por descompresión . Los ordenadores de buceo abordan el mismo problema que las tablas de descompresión , pero son capaces de realizar un cálculo continuo de la presión parcial de los gases inertes en el cuerpo en función de la profundidad real y el perfil temporal del buceador. [1] Como la computadora de buceo mide automáticamente la profundidad y el tiempo, puede advertir sobre velocidades de ascenso excesivas y paradas de descompresión perdidas , y el buceador tiene menos motivos para llevar un reloj de buceo y un medidor de profundidad separados . Muchas computadoras de buceo también brindan información adicional al buceador, incluida la temperatura del aire y del agua, datos utilizados para ayudar a prevenir la toxicidad del oxígeno , un registro de inmersión legible por computadora y la presión del gas respirable restante en el cilindro de buceo . Esta información registrada se puede utilizar para el registro personal del buceador de sus actividades o como información importante en revisiones médicas o casos legales después de accidentes de buceo . [4] [5] [2]
Debido a la capacidad de la computadora para volver a calcular continuamente basándose en datos cambiantes, el buceador se beneficia al poder permanecer bajo el agua durante períodos más prolongados con un riesgo aceptable. Por ejemplo, un buceador recreativo que planea permanecer dentro de los límites de "sin descompresión" puede en muchos casos simplemente ascender unos pocos pies por minuto, mientras continúa la inmersión, y aun así permanecer dentro de límites razonablemente seguros, en lugar de adherirse a un plan previamente planificado. tiempo de fondo y ascendiendo directamente. Las inmersiones en varios niveles se pueden planificar previamente con tablas de buceo tradicionales o aplicaciones de computadora personal y teléfono inteligente, o sobre la marcha usando tablas de buceo impermeables, pero los cálculos adicionales se vuelven complejos y el plan puede ser engorroso de seguir, y aumenta el riesgo de errores. con complejidad de perfil. Los ordenadores permiten cierta espontaneidad durante la inmersión y tienen en cuenta automáticamente las desviaciones del plan de inmersión.
Las computadoras de buceo se utilizan para calcular de forma segura los programas de descompresión en operaciones de buceo recreativo, científico y militar. No hay razón para suponer que no puedan ser herramientas valiosas para las operaciones de buceo comercial, especialmente en inmersiones de varios niveles. [6]
Los ordenadores de buceo funcionan con baterías y se encuentran dentro de una carcasa hermética y resistente a la presión. Estas computadoras rastrean el perfil de inmersión midiendo el tiempo y la presión . Todos los ordenadores de buceo miden la presión ambiental para modelar la concentración de gases en los tejidos del buceador. Los ordenadores de buceo más avanzados proporcionan datos medidos adicionales y aportaciones del usuario a los cálculos, por ejemplo, la temperatura del agua, la composición del gas, la altitud de la superficie del agua [6] o la presión restante en la botella de buceo. Los ordenadores de buceo adecuados para calcular la descompresión en el buceo con rebreather necesitan medir la presión parcial de oxígeno en el circuito respiratorio. Se puede utilizar una computadora de buceo como unidad de control para un rebreather de circuito cerrado controlado electrónicamente, en cuyo caso calculará la presión parcial de oxígeno en el circuito utilizando la salida de más de un sensor de oxígeno.
La computadora utiliza la presión y el tiempo ingresados en un algoritmo de descompresión para estimar la presión parcial de los gases inertes que se han disuelto en los tejidos del buceador. [10] Basándose en estos cálculos, el ordenador estima cuándo ya no es posible un ascenso directo a la superficie sin riesgos y qué paradas de descompresión serían necesarias en función del perfil de la inmersión hasta ese momento y de las recientes exposiciones hiperbáricas que pueden han dejado gases residuales disueltos en el buzo. [10]
Muchos ordenadores de buceo son capaces de producir un programa de descompresión de bajo riesgo para inmersiones que se realizan en altitud, lo que requiere una descompresión más larga que para el mismo perfil al nivel del mar, porque los ordenadores miden la presión atmosférica antes de la inmersión y la tienen en cuenta en el algoritmo. Cuando los buceadores viajan antes o después de bucear y especialmente cuando vuelan, deben transportar consigo su ordenador de buceo en el mismo régimen de presión para que el ordenador pueda medir el perfil de presión que ha sufrido su cuerpo. [ cita necesaria ]
Muchas computadoras tienen alguna forma para que el usuario ajuste el conservadurismo de descompresión . Esto puede ser a través de un factor personal , que realiza un cambio no revelado en el algoritmo decidido arbitrariamente por el fabricante, o el establecimiento de factores de gradiente , una forma de reducir la sobresaturación permitida de los compartimentos tisulares en proporciones específicas, que está bien definida en la literatura, dejando la responsabilidad de tomar decisiones informadas sobre seguridad personal al buceador. [11] [12]
Los algoritmos de descompresión utilizados en los ordenadores de buceo varían según el fabricante y el modelo de ordenador. Ejemplos de algoritmos de descompresión son los algoritmos de Bühlmann y sus variantes, el modelo exponencial/lineal Thalmann VVAL18 , el modelo de permeabilidad variable y el modelo de burbuja de gradiente reducido . [2] Los nombres propietarios de los algoritmos no siempre describen claramente el modelo de descompresión real. El algoritmo puede ser una variación de uno de los algoritmos estándar; por ejemplo, se utilizan varias versiones del algoritmo de descompresión de Bühlmann . El algoritmo utilizado puede ser una consideración importante a la hora de elegir un ordenador de buceo. Las computadoras de buceo que utilizan la misma electrónica interna pueden comercializarse bajo diversas marcas. [13]
El algoritmo utilizado tiene como objetivo informar al buceador sobre un perfil de descompresión que mantendrá el riesgo de enfermedad por descompresión (EDS) a un nivel aceptable. Los investigadores utilizan programas de buceo experimentales o datos registrados de inmersiones anteriores para validar un algoritmo. La computadora de buceo mide la profundidad y el tiempo, luego usa el algoritmo para determinar los requisitos de descompresión o estimar los tiempos restantes sin paradas a la profundidad actual. Un algoritmo tiene en cuenta la magnitud de la reducción de la presión, los cambios en el gas respirable, las exposiciones repetitivas, la velocidad de ascenso y el tiempo en altitud. Los algoritmos no pueden tener en cuenta de manera confiable la edad, lesiones previas, temperatura ambiente, tipo de cuerpo, consumo de alcohol, deshidratación y otros factores como el foramen oval permeable , porque los efectos de estos factores no se han cuantificado experimentalmente, aunque algunos pueden intentar determinarlo. compense estos teniendo en cuenta la entrada del usuario y la temperatura periférica y la carga de trabajo del buzo al tener sensores que monitorean la temperatura ambiente y los cambios de presión del cilindro como proxy. [14] Se sabe que la temperatura del agua es un mal indicador de la temperatura corporal, ya que no tiene en cuenta la eficacia del traje de buceo ni el calor generado por el trabajo o los sistemas de calefacción activos. [15]
A partir de 2009 [actualizar], las computadoras de buceo más nuevas del mercado utilizaban:
A partir de 2012 [actualizar]:
A partir de 2019 [actualizar]:
A partir de 2021 [actualizar]:
Las computadoras de buceo brindan al buceador una variedad de información visual sobre la inmersión.
La mayoría de las computadoras de buceo muestran la siguiente información durante la inmersión en una pantalla LCD u OLED : [23]
Muchas computadoras de buceo también muestran información adicional: [24]
Algunas computadoras están diseñadas para mostrar información de un sensor de presión de un cilindro de buceo , como por ejemplo:
Algunas computadoras pueden proporcionar una visualización en tiempo real de la presión parcial de oxígeno en el rebreather. Esto requiere una entrada de una celda de oxígeno. Estas computadoras también calcularán la exposición acumulada a la toxicidad del oxígeno en función de la presión parcial medida. [24]
Algunas computadoras pueden mostrar un gráfico de la saturación tisular actual para varios compartimentos tisulares, según el algoritmo utilizado. [26] [25]
Parte de la información, que no tiene ningún uso práctico durante una inmersión, sólo se muestra en la superficie para evitar una sobrecarga de información del buceador durante la inmersión: [24]
Las advertencias y alarmas pueden incluir: [12] [11]
Muchas computadoras de buceo tienen zumbadores de advertencia que advierten al buceador de eventos como:
Algunos timbres se pueden desactivar para evitar el ruido.
Las tasas de muestreo de datos generalmente varían de una vez por segundo a una vez cada 30 segundos, aunque ha habido casos en los que se ha utilizado una tasa de muestreo tan baja como una vez cada 180 segundos. Esta tarifa puede ser seleccionable por el usuario. La resolución de profundidad de la pantalla generalmente oscila entre 1 my 0,1 m. El formato de registro de la profundidad durante el intervalo de muestreo podría ser la profundidad máxima, la profundidad en el momento del muestreo o la profundidad promedio durante el intervalo. Durante un breve intervalo, estos no supondrán una diferencia significativa en el estado de descompresión calculado del buceador, y son los valores en el punto donde el buceador lleva la computadora, que generalmente es una muñeca o está suspendido de una consola, y puede variar. en profundidad de manera diferente a la profundidad de la válvula de demanda, que determina la presión del gas respirable, que es la presión relevante para el cálculo de la descompresión. [2]
La resolución de temperatura de los registros de datos varía entre 0,1 °C y 1 °C. Por lo general, la precisión no se especifica y, a menudo, hay un retraso de minutos a medida que la temperatura del sensor cambia para seguir la temperatura del agua. La temperatura se mide en el sensor de presión y es necesaria principalmente para proporcionar datos de presión correctos, por lo que no es una alta prioridad para el monitoreo de descompresión proporcionar la temperatura ambiente precisa en tiempo real. [2]
El almacenamiento de datos está limitado por la memoria interna y la cantidad de datos generados depende de la frecuencia de muestreo. La capacidad se puede especificar en horas de funcionamiento, número de inmersiones registradas o ambos. En 2010 estaban disponibles valores de hasta 100 horas. [2] Esto puede verse influenciado por la frecuencia de muestreo seleccionada por el buceador.
En 2010, la mayoría de las computadoras de buceo tenían la capacidad de cargar los datos a una PC o teléfono inteligente, mediante conexión inalámbrica por cable, infrarrojos o Bluetooth . [2] [11]
Algunos ordenadores de buceo son capaces de calcular programas de descompresión para gases respirables distintos del aire, como nitrox , oxígeno puro , trimix o heliox . Los ordenadores de buceo con nitrox más básicos sólo admiten una o dos mezclas de gases para cada inmersión. Otros admiten muchas mezclas diferentes. [28] Cuando se admiten varios gases, puede haber una opción para configurar aquellos que se llevarán durante la inmersión como activos, lo que configura la computadora para calcular el programa de descompresión y el tiempo de salida a la superficie basándose en la suposición de que los gases activos serán Se utilizan cuando son óptimos para la descompresión. El cálculo de las cargas de gas tisular generalmente seguirá el gas realmente seleccionado por el buceador, [11] a menos que exista un monitoreo de presión de múltiples cilindros para permitir la selección automática de gas por parte de la computadora. [26]
La mayoría de las computadoras de buceo calculan la descompresión para el buceo en circuito abierto donde las proporciones de los gases respirables son constantes para cada mezcla: estas son computadoras de buceo de "fracción constante". Otros ordenadores de buceo están diseñados para modelar los gases en circuitos cerrados de buceo ( rebreathers de buceo ), que mantienen presiones parciales constantes de los gases variando las proporciones de los gases en la mezcla: se trata de ordenadores de buceo de "presión parcial constante". Estos pueden cambiarse al modo de fracción constante si el buzo sale al circuito abierto. [11] También hay computadoras de buceo que monitorean la presión parcial de oxígeno en tiempo real en combinación con una mezcla de diluyente designada por el usuario para proporcionar un análisis de mezcla actualizado en tiempo real que luego se utiliza en el algoritmo de descompresión para proporcionar información de descompresión. [27] [24]
Algunas computadoras de buceo brindan funciones adicionales, generalmente un subconjunto de las que se enumeran a continuación:
Características y accesorios:
La facilidad de uso de las computadoras de buceo puede permitir a los buceadores realizar inmersiones complejas con poca planificación. Los buzos pueden confiar en la computadora en lugar de planificar y monitorear la inmersión. Los ordenadores de buceo están destinados a reducir el riesgo de enfermedad por descompresión y permitir un seguimiento más sencillo del perfil de inmersión. Cuando está presente, la integración del gas respirable permite un seguimiento más sencillo del suministro de gas restante y las advertencias pueden alertar al buceador sobre algunas situaciones de alto riesgo, pero el buceador sigue siendo responsable de la planificación y ejecución segura del plan de buceo. La computadora no puede garantizar la seguridad y solo monitorea una fracción de la situación. El buceador debe permanecer consciente del resto mediante la observación personal y la atención a la situación en curso. Un ordenador de buceo también puede fallar durante una inmersión, debido a un mal funcionamiento o mal uso.
Es posible que un ordenador de buceo no funcione correctamente durante una inmersión. Los fabricantes no están obligados a publicar estadísticas de confiabilidad y, por lo general, solo incluyen una advertencia en el manual del usuario de que se utilizan bajo el propio riesgo del buceador. La confiabilidad ha mejorado notablemente con el tiempo, particularmente para el hardware. [35]
Fallas mecánicas y eléctricas:
El principal problema a la hora de establecer algoritmos de descompresión tanto para los ordenadores de buceo como para la producción de tablas de descompresión es que todavía no se comprende completamente la absorción y liberación de gases bajo presión en el cuerpo humano. Además, el riesgo de enfermedad por descompresión también depende de la fisiología , la condición física, la condición y la salud de cada buceador. El historial de seguridad de la mayoría de las computadoras de buceo indica que cuando se usan de acuerdo con las instrucciones del fabricante y dentro del rango de profundidad recomendado, el riesgo de enfermedad por descompresión es bajo. [6]
La mayoría de los ordenadores de buceo disponen de ajustes personales para ajustar el conservadurismo del algoritmo. Pueden ingresarse como factores personales no revelados, como reducciones a valores M mediante una proporción fija, mediante un factor de gradiente o seleccionando un límite de tamaño de burbuja en los modelos VPM y RGBM. La configuración personal de los ordenadores recreativos tiende a ser adicional a los factores de conservadurismo programados en el algoritmo por el fabricante. Las computadoras de buceo técnico tienden a permitir una gama más amplia de opciones a discreción del usuario y brindan advertencias de que el buzo debe asegurarse de comprender lo que está haciendo y el riesgo asociado antes de realizar ajustes desde la configuración de fábrica moderadamente conservadora. [11] [27]
Muchos ordenadores de buceo tienen menús, varias opciones seleccionables y varios modos de visualización, que se controlan mediante un pequeño número de botones. El control de la pantalla del ordenador difiere entre fabricantes y, en algunos casos, entre modelos del mismo fabricante. Es posible que el buceador necesite información que no se muestra en la pantalla predeterminada durante una inmersión, y la secuencia de botones para acceder a la información puede no ser inmediatamente obvia. Si el buceador se familiariza con el control del ordenador en inmersiones en las que la información no es crítica antes de confiar en él para inmersiones más difíciles, hay menos riesgo de confusión que pueda provocar un accidente.
La mayoría de los ordenadores de buceo se suministran con ajustes predeterminados de fábrica para el conservadurismo del algoritmo y la presión parcial máxima de oxígeno, que son aceptablemente seguros en opinión de los asesores legales del fabricante. Algunos de estos pueden cambiarse según las preferencias del usuario, lo que afectará el riesgo. El manual del usuario generalmente proporcionará instrucciones para ajustar y restablecer los valores predeterminados de fábrica, con información sobre cómo elegir la configuración de usuario adecuada. La responsabilidad del uso adecuado de la configuración del usuario recae en el usuario que realiza o autoriza la configuración. Existe el riesgo de que el usuario tome decisiones inapropiadas debido a una falta de comprensión o un error de entrada.
Los mensajes de confirmación durante los cambios de gas pueden reducir el riesgo de error del usuario a costa de presionar un botón adicional.
Algunas organizaciones, como la Academia Estadounidense de Ciencias Subacuáticas, han recomendado que se establezca un plan de buceo antes de la inmersión y luego se siga durante toda la inmersión, a menos que se cancele la inmersión. Este plan de buceo debe estar dentro de los límites de las tablas de descompresión [ se necesita aclaración ] para aumentar el margen de seguridad y para proporcionar un programa de descompresión de respaldo basado en las tablas de buceo en caso de que la computadora falle bajo el agua. [1] [38] [39] La desventaja de este uso extremadamente conservador de las computadoras de buceo es que cuando se usan de esta manera, la computadora de buceo se utiliza simplemente como un cronómetro de fondo, y las ventajas del cálculo en tiempo real del estado de descompresión (el original propósito de los ordenadores de buceo – se sacrifican. [6] Esta recomendación no se encuentra en la versión 2018 de los Estándares AAUS para buceo científico: Manual . [40]
Un buceador que desee reducir aún más el riesgo de enfermedad por descompresión puede tomar medidas de precaución adicionales, como una o más de las siguientes:
Las violaciones de los límites de seguridad indicados por la pantalla de la computadora pueden ocurrir durante una inmersión por varias razones, incluido el error del usuario y circunstancias fuera del control del buceador. La forma en que se maneja esto depende del modelo de descompresión, de cómo el algoritmo implementa el modelo y de cómo el fabricante elige interpretar y aplicar los criterios de violación.
Muchas computadoras entran en un "modo de bloqueo" durante 24 a 48 horas si el buceador viola los límites de seguridad de la computadora, para disuadir de continuar buceando después de una inmersión insegura. Una vez que estén en modo de bloqueo, estas computadoras no funcionarán hasta que finalice el período de bloqueo. [42] Esta es una respuesta razonable si el bloqueo se inicia después de la inmersión, ya que el algoritmo se habrá utilizado fuera de alcance y el fabricante preferirá razonablemente evitar una mayor responsabilidad por su uso hasta que los tejidos puedan considerarse desaturados. Cuando el bloqueo ocurre bajo el agua, dejará al buceador sin ninguna información de descompresión en el momento en que más la necesita. Por ejemplo, el Apeks Quantum dejará de mostrar la profundidad si se excede el límite de profundidad de 100 m, pero se bloqueará 5 minutos después de salir a la superficie por una parada de descompresión omitida. La computadora técnica trimix de Scubapro/Uwatec Galileo cambiará al modo de medición a 155 m después de una advertencia, después de lo cual el buceador no recibirá información de descompresión. [43] Otras computadoras, por ejemplo VR3 de Delta P, Cochran NAVY y la gama Shearwater seguirán funcionando, proporcionando la funcionalidad de "mejor estimación" al tiempo que advierten al buceador que se ha saltado una parada o se ha violado un techo. [11] [44]
Algunas computadoras de buceo son extremadamente sensibles a las violaciones de la profundidad de parada de descompresión indicada. El HS Explorer está programado para acreditar el tiempo transcurrido incluso ligeramente (0,1 metros) por encima de la profundidad de parada indicada a sólo 1/60 de la tasa nominal. No existe ninguna base teórica o experimental que justifique este límite estricto. Otros, como el Shearwater Perdix, acreditarán completamente cualquier descompresión realizada por debajo del límite de descompresión calculado, que puede mostrarse como una opción seleccionable por el usuario, y siempre es igual o menor que la profundidad de parada indicada. Esta estrategia está respaldada por las matemáticas del modelo, pero hay poca evidencia experimental disponible sobre las consecuencias prácticas, por lo que se proporciona una advertencia. Una violación del techo de descompresión calculado provoca una alarma, que se cancela automáticamente si el buceador desciende inmediatamente por debajo del techo. El Ratio iX3M proporcionará una advertencia si la profundidad de parada indicada se viola en 0,1 mo más, pero no está claro cómo se ve afectado el algoritmo. En muchos casos, el manual del usuario no proporciona información sobre qué tan sensible es el algoritmo a la profundidad precisa, en qué penalizaciones se pueden incurrir por discrepancias menores o qué base teórica justifica la penalización. [11] [27] [42] La reacción excesiva para detener la violación de profundidad pone al buceador en una desventaja innecesaria si hay una necesidad urgente de salir a la superficie.
Una funcionalidad más compleja va acompañada de un código más complejo, que es más probable que incluya errores no descubiertos, especialmente en funciones no críticas, donde las pruebas pueden no ser tan rigurosas. La tendencia es poder descargar actualizaciones de firmware en línea para eliminar errores a medida que se encuentran y corrigen. [11] En computadoras anteriores, algunos errores requerían una recuperación de fábrica. [37]
Una sola computadora compartida entre buceadores no puede registrar con precisión el perfil de inmersión del segundo buceador y, por lo tanto, su estado de descompresión será poco confiable y probablemente inexacto. En caso de un mal funcionamiento de la computadora durante una inmersión, el registro de la computadora del compañero puede ser la mejor estimación disponible del estado de descompresión y se ha utilizado como guía para la descompresión en emergencias. Continuar buceando después de un ascenso en estas condiciones expone al buceador a un riesgo adicional desconocido. Algunos buceadores llevan una computadora de respaldo para permitir esta posibilidad. La computadora de respaldo llevará el historial completo de exposición a la presión reciente, y continuar buceando después de un mal funcionamiento de una computadora no afectará el riesgo. También es posible configurar el conservadurismo en la computadora de respaldo para permitir el ascenso más rápido aceptable en caso de una emergencia, con la computadora principal configurada para el nivel de riesgo preferido del buceador si esta función no está disponible en la computadora. En circunstancias normales, la computadora principal se utilizará para controlar la velocidad de ascenso. [7]
En 1951, la Oficina de Investigación Naval financió un proyecto con el Instituto Scripps de Oceanografía para el diseño teórico de un prototipo de computadora de descompresión. Dos años más tarde, dos investigadores de Scripps, Groves y Monk, publicaron un artículo que especifica las funcionalidades requeridas para que el buceador lleve consigo un dispositivo de descompresión: debe calcular la descompresión durante una inmersión multinivel; debe tener en cuenta la carga de nitrógeno residual de inmersiones anteriores; y, en base a esta información, especificar un perfil de ascenso seguro y con mejor resolución que las tablas de descompresión. Sugirieron utilizar una computadora analógica eléctrica para medir la descompresión y el consumo de aire. [45]
El prototipo mecánico analógico Foxboro Decomputer Mark I fue producido por Foxboro Company en 1955 y evaluado por la Unidad de Buceo Experimental de la Marina de los EE. UU. en 1957. [46] El Mark 1 simuló dos tejidos utilizando cinco resistencias de flujo de cerámica porosa calibradas y cinco actuadores de fuelle. para impulsar una aguja que indicaba riesgo de descompresión durante un ascenso moviéndose hacia una zona roja en el dial de la pantalla. La Marina de los EE. UU. consideró que el dispositivo era demasiado inconsistente. [45]
El primer ordenador de buceo analógico mecánico recreativo , el "medidor de descompresión", fue diseñado por los italianos De Sanctis & Alinari en 1959 y construido por su empresa SOS, que también fabricaba profundímetros. El medidor de descompresión fue distribuido directamente por SOS y también por firmas de equipos de buceo como Scubapro y Cressi. En principio, era muy simple: una vejiga impermeable llena de gas dentro de la carcasa se purgaba en una cámara más pequeña a través de una resistencia de flujo de cerámica semiporosa para simular la entrada y salida de gas de un solo tejido. La presión de la cámara se midió con un manómetro de tubo Bourdon , calibrado para indicar el estado de descompresión. El dispositivo funcionó tan mal que finalmente se le apodó "bendomático". [47]
En 1965, RA Stubbs y DJ Kidd aplicaron su modelo de descompresión a una computadora de descompresión neumática analógica, [48] [49] y en 1967 Brian Hills informó sobre el desarrollo de una computadora de descompresión neumática analógica que modelaba el modelo de descompresión termodinámica. Modeló el equilibrio de fase en lugar de los criterios de sobresaturación limitada más comúnmente utilizados y fue concebido como un instrumento para el control in situ de la descompresión de un buceador basado en la salida en tiempo real del dispositivo. Hills consideró que el modelo era conservador. [50]
Posteriormente se fabricaron varios descompresores mecánicos analógicos, algunos con varias vejigas para simular el efecto sobre diversos tejidos corporales, pero quedaron de lado con la llegada de los ordenadores electrónicos.
La computadora analógica neumática canadiense DCIEM de 1962 simuló cuatro tejidos, acercándose a las tablas DCIEM de la época. [35]
El Decometer GE de 1973 de General Electric utilizó membranas de silicona semipermeables en lugar de resistencias de flujo de cerámica, lo que permitió inmersiones más profundas. [35]
El Farallon Decomputer de 1975 de Farallon Industries, California, simuló dos tejidos, pero produjo resultados muy diferentes a las tablas de la Marina de los EE. UU. de la época, y fue retirado un año después. [35]
Al mismo tiempo que los simuladores mecánicos, se desarrollaron simuladores eléctricos analógicos, en los que los tejidos se simulaban mediante una red de resistencias y condensadores, pero se descubrió que eran inestables con las fluctuaciones de temperatura y requerían calibración antes de su uso. También eran voluminosos y pesados debido al tamaño de las baterías necesarias. El primer medidor de descompresión electrónico analógico fue el Tracor, completado en 1963 por Texas Research Associates. [45] [35]
La primera computadora de buceo digital fue un modelo de laboratorio, la XDC-1, basada en una calculadora electrónica de escritorio, convertida para ejecutar un algoritmo DCIEM de cuatro tejidos por Kidd y Stubbs en 1975. Utilizaba datos de profundidad de neumofatómetro de buzos provistos de superficie . [35]
A partir de 1976, la empresa de equipos de buceo Dacor desarrolló y comercializó una computadora de buceo digital que utilizaba una búsqueda de tablas basada en tablas almacenadas de la Marina de los EE. UU. en lugar de un modelo de saturación de gas tisular en tiempo real. La computadora de buceo Dacor (DDC) muestra resultados en diodos emisores de luz para: profundidad actual; tiempo de inmersión transcurrido; intervalo de superficie; profundidad máxima de la inmersión; datos de buceo repetitivos; velocidad de ascenso, con aviso por superar los 20 metros por minuto; advertencia cuando se alcanza el límite sin descompresión; luz de advertencia de batería baja; y requirió descompresión. [35]
Luego, la empresa canadiense CTF Systems Inc. desarrolló el XDC-2 o CyberDiver II (1980), que también utilizaba la búsqueda en tablas, y el XDC-3, también conocido como CyberDiverIII, que utilizaba microprocesadores y medía la presión del cilindro mediante una manguera de alta presión. , calcularon las cargas de tejido utilizando el modelo de Kidd-Stubbs y el tiempo restante sin parar. Tenía una pantalla matricial de LED, pero estaba limitado por el suministro de energía, ya que las cuatro baterías de 9 V solo duraban 4 horas y pesaba 1,2 kg. Aproximadamente 700 de los modelos XDC se vendieron entre 1979 y 1982. [35]
En 1979 el XDC-4 ya podía utilizarse con mezclas de gases y diferentes modelos de descompresión mediante un sistema multiprocesador, pero era demasiado caro para tener impacto en el mercado. [35]
En 1982/1983, [35] el Hans Hass - DecoBrain I , diseñado por Divetronic AG , una start-up suiza, se convirtió en el primer ordenador de buceo con descompresión, capaz de mostrar la información que muestran los ordenadores de buceo actuales. Funcionó con una tabla de descompresión almacenada. El DecoBrain II se basó en el modelo de tejido de 16 compartimentos (ZH-L12) de Albert A. Bühlmann , [51] que Jürg Hermann, un ingeniero electrónico, implementó en 1981 en uno de los primeros microcontroladores de un solo chip de Intel como parte de su tesis. en el Instituto Federal Suizo de Tecnología .
El Orca Edge de 1984 fue uno de los primeros ejemplos de computadora de buceo. [51] Diseñado por Craig Barshinger , Karl Huggins y Paul Heinmiller, el EDGE no mostraba un plan de descompresión, sino que mostraba el techo o la llamada "profundidad de ascenso seguro". Un inconveniente era que si el buzo se encontraba frente a un techo, no sabía cuánto tiempo tendría que descomprimir. Sin embargo, la pantalla grande y única del Edge, que presenta 12 barras de pañuelos, permitió a un usuario experimentado hacer una estimación razonable de su obligación de descompresión.
En la década de 1980 la tecnología mejoró rápidamente. En 1983, el Orca Edge estuvo disponible como el primer ordenador de buceo comercialmente viable. El modelo se basó en las tablas de buceo de la Marina de los EE. UU. pero no calculó un plan de descompresión. Sin embargo, la capacidad de producción era sólo de una unidad por día. [52]
En 1984 se creó la computadora de buceo de la Marina de los EE. UU. (UDC), que se basó en un modelo de 9 tejidos de Edward D. Thalmann de la Unidad Naval Experimental de Buceo (NEDU), Ciudad de Panamá, quien desarrolló las tablas de la Marina de los EE. UU. Divetronic AG completó el desarrollo del UDC, tal como lo habían iniciado el ingeniero jefe Kirk Jennings del Naval Ocean System Center de Hawái y Thalmann del NEDU, adaptando el Deco Brain para su uso en la guerra de la Marina de los EE. UU. y para su MK de 9 tejidos. -15 modelo mixto de gas bajo contrato de I+D de la Marina de EE.UU. [ cita necesaria ]
Orca Industries continuó perfeccionando su tecnología con el lanzamiento del Skinny-dipper en 1987 para realizar cálculos para buceos repetitivos. [53] Posteriormente lanzaron la computadora Delphi en 1989 que incluía cálculos para bucear en altitud, así como registro de perfiles. [53]
En 1986, la empresa finlandesa Suunto lanzó el SME-ML. [52] Esta computadora tenía un diseño simple, con toda la información en pantalla. Era fácil de usar y podía almacenar 10 horas de inmersiones, a las que se podía acceder en cualquier momento. [45] El SME-ML utilizó un algoritmo de 9 compartimentos utilizado para las tablas de la Marina de los EE. UU., con tiempos medios de tejidos de 2,5 a 480 minutos. La duración de la batería fue de hasta 1500 horas, profundidad máxima de 60 m. [52]
En 1987, la empresa suiza UWATEC entró en el mercado con el Aladin, que era un dispositivo gris voluminoso y bastante resistente con una pantalla bastante pequeña, una profundidad máxima de 100 metros y una velocidad de ascenso de 10 metros por minuto. Almacenaba datos para 5 inmersiones y tenía una batería de 3,6 V reemplazable por el usuario, que duraba alrededor de 800 inmersiones. Durante algún tiempo fue el ordenador de buceo más común, sobre todo en Europa. Las versiones posteriores tenían una batería que el fabricante debía cambiar y un indicador de carga de batería inexacto, pero la marca siguió siendo popular. [35] [52]
El Dacor Microbrain Pro Plus c1989 afirmó tener la primera función de planificación de inmersiones integrada, la primera EEPROM que almacena datos de inmersión completos para las últimas tres inmersiones, datos básicos para 9999 inmersiones y la profundidad máxima alcanzada registrada, el tiempo total acumulado de inmersión y el número total de inmersiones. La pantalla LCD proporciona una indicación gráfica del tiempo restante sin descompresión. [54]
Incluso en 1989, la llegada de los ordenadores de buceo no había tenido lo que podría considerarse una aceptación generalizada. [1] Combinado con la desconfianza general, en ese momento, de llevar un dispositivo electrónico del que su vida podría depender bajo el agua, también se expresaron objeciones que van desde centros de buceo que sintieron que el aumento del tiempo en el fondo alteraría sus horarios de embarcaciones y comidas, A eso, los buceadores experimentados sintieron que el aumento del tiempo en el fondo, independientemente de las reclamaciones, resultaría en muchos más casos de enfermedad por descompresión . [ cita necesaria ] Al comprender la necesidad de una comunicación y un debate claros, Michael Lang de la Universidad Estatal de California en San Diego y Bill Hamilton de Hamilton Research Ltd. reunieron, bajo los auspicios de la Academia Estadounidense de Ciencias Subacuáticas , un grupo diverso que incluía a la mayoría de los diseñadores y fabricantes de computadoras de buceo, algunos de los teóricos y profesionales de la medicina hiperbárica más conocidos, representantes de las agencias de buceo recreativo, la comunidad de buceo en cuevas y la comunidad de buceo científico. [1]
Andrew A. Pilmanis dejó clara la cuestión básica en sus comentarios introductorios: "Es evidente que los ordenadores de buceo llegaron para quedarse, pero aún se encuentran en las primeras etapas de desarrollo. Desde esta perspectiva, este taller puede iniciar el proceso de establecimiento Procedimientos de evaluación estándar para garantizar la utilización segura y eficaz de las computadoras de buceo en el buceo científico". [1]
Después de reunirse durante dos días, los conferenciantes todavía estaban en "las primeras etapas de desarrollo" y el "proceso de establecer procedimientos de evaluación estándar para garantizar la utilización segura y eficaz de las computadoras de buceo en el buceo científico" realmente no había comenzado. Phillip Sharkey , oficial de seguridad de buceo de la Universidad de Rhode Island, y Paul Heinmiller, director de investigación y desarrollo de Orca Edge, prepararon una propuesta de 12 puntos que invitaron a los oficiales de seguridad de buceo presentes a discutir en una reunión cerrada por la noche. Entre los asistentes se encontraban Jim Stewart ( Instituto Scripps de Oceanografía ), Lee Somers ( Universidad de Michigan ), Mark Flahan ( Universidad Estatal de San Diego ), Woody Southerland ( Universidad de Duke ), John Heine ( Laboratorios Marinos Moss Landing ), Glen Egstrom ( Universidad de California, Los Ángeles ), John Duffy ( Departamento de Pesca y Caza de California ) y James Corry ( Servicio Secreto de los Estados Unidos ). En el transcurso de varias horas, la sugerencia preparada por Sharkey y Heinmiller fue editada y convertida en las siguientes 13 recomendaciones:
Según consta en la "Sesión 9: Discusión general y observaciones finales":
A continuación, Mike Lang dirigió la discusión del grupo para llegar a un consenso sobre las pautas para el uso de computadoras de buceo. Estos 13 puntos habían sido discutidos y compilados exhaustivamente la noche anterior, por lo que la mayoría de los comentarios adicionales fueron para aclaración y precisión. Los siguientes elementos son las pautas para el uso de computadoras de buceo por parte de la comunidad de buceo científico. Se reforzó nuevamente que casi todas estas pautas también eran aplicables a la comunidad de buceo en general. [1]
Después de que el taller de AAUS se disipó la mayor parte de la oposición a las computadoras de buceo, se introdujeron numerosos modelos nuevos, la tecnología mejoró dramáticamente y las computadoras de buceo pronto se convirtieron en equipos de buceo estándar. Con el tiempo, algunas de las 13 recomendaciones se volvieron irrelevantes, ya que las computadoras de buceo más recientes continúan funcionando mientras tienen batería y al apagarlas se apaga principalmente la pantalla.
Hacia 1996, Mares comercializó un ordenador de buceo con salida de audio hablado, producido por Benemec Oy de Finlandia. [55]
En 2000, HydroSpace Engineering desarrolló HS Explorer, una computadora Trimix con monitoreo de P O 2 opcional y algoritmos de descompresión gemelos, Bühlmann y la primera implementación RGBM completa. [27]
En 2001, la Marina de los EE. UU. aprobó el uso de la computadora de descompresión Cochran NAVY con el algoritmo VVAL 18 Thalmann para operaciones de Guerra Especial. [56] [57]
En 2008, se lanzó al mercado la interfaz digital submarina (UDI). Esta computadora de buceo, basada en el modelo RGBM, incluye una brújula digital, un sistema de comunicación subacuático que permite a los buceadores transmitir mensajes de texto preestablecidos y una señal de socorro con capacidad de localización. [58]
En 2010, el uso de ordenadores de buceo para el seguimiento del estado de descompresión era prácticamente omnipresente entre los buceadores recreativos y estaba muy extendido en el buceo científico. En el Reino Unido estaban disponibles 50 modelos de 14 fabricantes. [2]
La variedad y el número de funciones adicionales disponibles ha aumentado con los años. [11] [26]
La verificación es la determinación de que una computadora de buceo funciona correctamente, en el sentido de que ejecuta correctamente su algoritmo programado, y este sería un procedimiento estándar de garantía de calidad por parte del fabricante, mientras que la validación confirma que el algoritmo proporciona el nivel de riesgo aceptado. [59] El riesgo de los algoritmos de descompresión programados en las computadoras de buceo se puede evaluar de varias maneras, incluidas pruebas en sujetos humanos, programas piloto monitoreados, comparación con perfiles de buceo con riesgo conocido de enfermedad por descompresión y comparación con modelos de riesgo. [6]
Estudios (2004) en la cámara hiperbárica Catalina de la Universidad del Sur de California compararon computadoras de buceo con un grupo de perfiles de inmersión que han sido probados con sujetos humanos o que tienen una gran cantidad de inmersiones operativas registradas. [60]
Las computadoras de buceo se sumergieron en agua dentro de la cámara y se ejecutaron los perfiles. Los tiempos restantes sin descompresión, o los tiempos de descompresión total requeridos, se registraron desde cada computadora 1 minuto antes de la salida de cada profundidad en el perfil. Los resultados de una inmersión sin descompresión multinivel de "bajo riesgo" de 40 msw de la serie de pruebas PADI/DSAT RDP [61] proporcionaron un rango de 26 min de tiempo sin descompresión restante a 15 min de tiempo de descompresión requerido para las computadoras. probado. Las computadoras que indicaron la descompresión requerida pueden considerarse conservadoras: seguir el perfil de descompresión de un algoritmo o configuración conservador expondrá al buceador a un riesgo reducido de descompresión, pero se desconoce la magnitud de la reducción. Por el contrario, las indicaciones más agresivas de las computadoras que muestran una cantidad considerable de tiempo restante sin descompresión expondrán al buceador a un riesgo mayor que el programa bastante conservador PADI/DSAT, de magnitud desconocida. [60]
La evaluación de los algoritmos de descompresión podría realizarse sin necesidad de realizar pruebas en seres humanos estableciendo un conjunto de perfiles de inmersión previamente probados con un riesgo conocido de enfermedad por descompresión. Esto podría proporcionar una base rudimentaria para las comparaciones con ordenadores de buceo. [6] A partir de 2012, la precisión de las mediciones de temperatura y profundidad de las computadoras puede carecer de coherencia entre los modelos, lo que dificulta este tipo de investigación. [62]
La norma europea "EN13319:2000 Accesorios de buceo - Profundímetros y dispositivos combinados de medición de profundidad y tiempo - Requisitos funcionales y de seguridad, métodos de prueba", especifica requisitos funcionales y de seguridad y estándares de precisión para la medición de profundidad y tiempo en computadoras de buceo y otros instrumentos que miden la profundidad del agua. por la presión ambiental. No se aplica a ningún otro dato que pueda ser mostrado o utilizado por el instrumento. [63] [64]
Los datos de temperatura se utilizan para corregir la salida del sensor de presión, que no es lineal con la temperatura y no son tan importantes como la presión para el algoritmo de descompresión, por lo que se requiere un menor nivel de precisión. Un estudio publicado en 2021 examinó el tiempo de respuesta, la exactitud y la precisión de las computadoras de medición de la temperatura del agua y descubrió que 9 de 12 modelos tenían una precisión de 0,5 °C si se daba tiempo suficiente para que la temperatura se estabilizara, utilizando datos descargados de inmersiones en aguas abiertas y en cámara húmeda. en agua dulce y de mar. Se sabe que la alta temperatura del aire ambiente afecta los perfiles de temperatura durante varios minutos después de una inmersión, dependiendo de la ubicación del sensor de presión, ya que la transferencia de calor desde el cuerpo de la computadora al agua se ralentiza por factores como la mala conductividad térmica de una carcasa de plástico, generación de calor interno, y montaje del orificio del sensor en contacto con el aislamiento del traje de buceo. Un sensor montado en el borde en una pequeña carcasa de metal seguirá los cambios de temperatura ambiente mucho más rápido que un sensor montado en la base en una carcasa de plástico grande y de paredes gruesas, mientras que ambos proporcionan señales de presión precisas. [sesenta y cinco]
Un estudio anterior de 49 modelos de computadora de descompresión publicado en 2012 mostró una amplia gama de errores en la profundidad y la temperatura mostradas. La medición de temperatura se utiliza principalmente para garantizar el procesamiento correcto de la señal del transductor de profundidad, por lo que medir la temperatura del transductor de presión es apropiado y la respuesta lenta a la temperatura ambiente externa no es relevante para esta función, siempre que la señal de presión se procese correctamente. [62]
Casi todas las computadoras probadas registraron profundidades mayores que las que indicaría la presión real, y fueron marcadamente inexactas (hasta un 5%) en algunas de las computadoras. Hubo una variabilidad considerable en los tiempos de fondo sin paradas permitidos, pero para exposiciones de perfil cuadrado, los valores generados por computadora tendieron a ser más conservadores que las tablas a profundidades menores a 30 m, pero menos conservadores a 30–50 m. Los límites sin paradas generados por las computadoras se compararon con los límites sin paradas de las tablas DCIEM y RNPL. [62] La variación de la presión de profundidad aplicada medida en una cámara de descompresión, donde la precisión de los instrumentos de medición de presión se calibra periódicamente con una precisión bastante alta (±0,25%), mostró errores de -0,5 a +2 m, con una tendencia a aumentar con la profundidad. [62]
Parecía haber una tendencia en los modelos de computadora del mismo fabricante a mostrar una variación similar en la presión mostrada, lo que los investigadores interpretaron como una sugerencia de que la compensación podría ser un criterio de diseño deliberado, pero también podría ser un artefacto del uso de componentes similares y software por parte del fabricante. Se desconoce la importancia de estos errores a efectos de descompresión, ya que para los cálculos de descompresión se utiliza la presión ambiental, que se mide directamente, pero no se muestra. La profundidad se calcula en función de la presión y no tiene en cuenta las variaciones de densidad en la columna de agua. La distancia lineal real debajo de la superficie es más relevante para la medición científica, mientras que la profundidad mostrada es más relevante para los exámenes forenses de las computadoras de buceo y para los buceadores que usan la computadora en modo medidor con tablas de descompresión estándar, que generalmente están configuradas para la presión en pies o metros de columna de agua . [62]
Si el buceador no puede utilizar eficazmente el ordenador de buceo durante una inmersión, éste no tendrá ningún valor excepto como registrador de perfil de buceo . Para utilizar eficazmente el dispositivo, los aspectos ergonómicos de la pantalla y el sistema de entrada de control ( interfaz de usuario ) son importantes. La mala comprensión de los datos mostrados y la imposibilidad de realizar las entradas necesarias pueden provocar problemas potencialmente mortales bajo el agua. El manual de funcionamiento no está disponible como referencia durante la inmersión, por lo que o el buceador debe aprender y practicar el uso de la unidad específica antes de utilizarla en situaciones complejas, o el funcionamiento debe ser lo suficientemente intuitivo como para poder resolverlo en el acto. por un buzo que pueda estar bajo estrés en ese momento. Aunque varios fabricantes afirman que sus unidades son simples e intuitivas de operar, el número de funciones, el diseño de la pantalla y la secuencia de pulsación de botones es marcadamente diferente entre diferentes fabricantes, e incluso entre diferentes modelos del mismo fabricante. El número de botones que es posible que sea necesario presionar durante una inmersión generalmente varía entre dos y cuatro, y el diseño y la secuencia de presionar los botones pueden volverse complicados. La experiencia en el uso de un modelo puede ser de poca utilidad para preparar al buzo para usar un modelo diferente, y puede ser necesaria una etapa importante de reaprendizaje. Tanto los aspectos técnicos como los ergonómicos del ordenador de buceo son importantes para la seguridad del buceador. La legibilidad submarina de la pantalla puede variar significativamente según las condiciones submarinas y la agudeza visual del buceador individual. Si las etiquetas que identifican los datos de salida y las opciones del menú no son legibles en el momento en que se necesitan, no sirven de nada. [13] La legibilidad está fuertemente influenciada por el tamaño del texto, la fuente , el brillo y el contraste. El color puede ayudar a reconocer el significado, como distinguir entre condiciones normales y anormales, pero puede restar legibilidad, especialmente para las personas daltónicas , y una pantalla parpadeante exige atención a una advertencia o alarma, pero distrae la atención de otra información. [66]
Se han identificado varios criterios como consideraciones ergonómicas importantes: [13]
Normas relevantes en la Unión Europea: [59]
La aceptación de los ordenadores de buceo para su uso en el buceo comercial varía según los países y los sectores industriales. Los criterios de validación han sido un obstáculo importante para la aceptación de las computadoras de buceo para el buceo comercial. Millones de inmersiones recreativas y científicas cada año son exitosas y sin incidentes, pero el uso de computadoras de buceo sigue prohibido para operaciones de buceo comercial en varias jurisdicciones porque no se puede garantizar que los algoritmos utilizados sean seguros y los órganos legislativos que pueden autorizar su uso tienen un deber de cuidado hacia los trabajadores. Los fabricantes no quieren invertir en el costoso y tedioso proceso de validación oficial, mientras que los organismos reguladores no aceptarán computadoras de buceo hasta que se haya documentado un proceso de validación. [59]
La verificación es la determinación de que una computadora de buceo funciona correctamente, en el sentido de que ejecuta correctamente su algoritmo programado, mientras que la validación confirma que el algoritmo proporciona el nivel de riesgo aceptado. [59]
Si el algoritmo de descompresión utilizado en una serie de computadoras de buceo se considera aceptable para operaciones de buceo comercial, con o sin pautas de uso adicionales, entonces hay cuestiones operativas que deben considerarse: [6]
Los requisitos funcionales de un rebreather de circuito cerrado controlado electrónicamente son muy similares a las funciones y la capacidad de las computadoras de descompresión de buceo técnico para el buceo con rebreather, y algunos fabricantes de rebreather utilizan hardware de computadora de buceo reempaquetado por los fabricantes de computadoras de buceo como unidades de control y monitoreo de rebreather. El software puede modificarse para proporcionar la visualización de múltiples lecturas de celdas de oxígeno, advertencias, alarmas y lógica de votación, y el hardware de la computadora de buceo puede estar cableado al hardware de control del rebreather.
Un cronómetro de fondo, o cronómetro de inmersión, es un dispositivo electrónico que registra la profundidad en intervalos de tiempo específicos durante una inmersión y muestra la profundidad actual, la profundidad máxima, el tiempo transcurrido y también puede mostrar la temperatura del agua y la profundidad promedio. No calcula ningún dato de descompresión y es equivalente al modo medidor en muchos ordenadores de buceo.
Junto con las boyas marcadoras de superficie retrasadas , las computadoras de buceo se destacaron en una encuesta de 2018 entre buceadores recreativos y proveedores de servicios de buceo europeos como equipos de seguridad de gran importancia. [3] [86]
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Medios relacionados con computadoras de buceo en Wikimedia Commons