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 un tratamiento médico, un 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 es generalmente para suministrar un gas de tratamiento rico en oxígeno que, si se utiliza como atmósfera de la cámara, constituiría un peligro de incendio inaceptable . [1] [2] En esta aplicación, el gas de escape se ventila fuera de la cámara. [1] En las cámaras de buceo de saturación y la cámara de descompresión de superficie , la aplicación es similar, pero una función adicional 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 la contaminación de la atmósfera interna ambiental o una inundación. En esta aplicación, la ventilación hacia el interior es aceptable y, por lo general, la única opción viable, ya que el exterior suele estar a 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 está 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 permite expulsar el gas exhalado al ambiente externo, pero el flujo debe controlarse de modo que solo el gas exhalado se ventile a través del sistema y no drene el contenido de la cámara al exterior. Esto se logra utilizando 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 esta sobrepresión se disipa por el gas que fluye hacia afuera a través de la manguera de escape, 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 cero sobre el diafragma de escape lo mantendrá cerrado. El diafragma de escape está expuesto a la presión de la cámara en un lado y a la presión del gas exhalado en la máscara oronasal en el otro lado. [ cita requerida ] El suministro de gas para inhalación se realiza a través de una válvula de demanda que funciona según los mismos principios que una válvula de demanda de segunda etapa de buceo normal. Como en cualquier otro equipo de respiración, el espacio muerto debe limitarse para minimizar la acumulación de dióxido de carbono en la máscara.
En algunos casos, la succión de salida debe ser limitada y puede ser necesario un regulador de contrapresión . Este suele ser el caso para el uso en un sistema de saturación. El uso para terapia de oxígeno y descompresión de superficie con oxígeno generalmente no necesitaría un regulador de contrapresión. [3] Cuando se utiliza un BIBS con ventilación externa a baja presión de 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 puede 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 terapia de oxígeno hiperbárico, donde una presión parcial más alta de oxígeno en la cámara constituiría un peligro de incendio inaceptable y requeriría una ventilación frecuente de la cámara para mantener la presión parcial dentro de límites aceptables. La ventilación frecuente es ruidosa y costosa, pero se puede utilizar en una 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 requerida ]
Cuando la contaminación de la atmósfera interna no es importante y la presión ambiental externa es mayor que la del espacio ocupado, el gas exhalado simplemente se descarga en el volumen interno, sin necesidad de un control de flujo especial más allá de una simple válvula antirretorno. El mecanismo de suministro y escape de una válvula de demanda BIBS para esta aplicación es el mismo que el de un regulador de segunda etapa de un equipo de buceo o de respiración autónoma, y estos pueden utilizarse para este propósito con poca o ninguna modificación. Este tipo de equipo de respiración también puede utilizar una máscara facial completa para el suministro. [5]
El tipo tradicional de cámara hiperbárica utilizada para la recompresión terapéutica y la terapia con oxígeno hiperbárico es un recipiente a presión con una carcasa 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 de buceo profesional, los hospitales y las instalaciones de recompresión especializadas suelen utilizarlas. Su tamaño varía desde unidades semiportátiles para un solo paciente hasta unidades del tamaño de una habitación que pueden tratar a ocho o más pacientes. Pueden estar clasificadas para presiones más bajas si no están destinadas principalmente al tratamiento de lesiones por buceo.
En las cámaras multiplaza más grandes, los pacientes dentro de la cámara respiran desde "capuchas de oxígeno" (capuchas de plástico flexibles, transparentes y blandas con un sello alrededor del cuello similar al casco de un traje espacial ) o máscaras de oxígeno ajustadas , que suministran oxígeno puro y pueden estar diseñadas para expulsar directamente el gas exhalado de la cámara. Durante el tratamiento, los pacientes respiran oxígeno al 100% la mayor parte del tiempo para maximizar la eficacia de su tratamiento, pero tienen "pausas de aire" periódicas durante las cuales respiran aire de la cámara (21% de oxígeno) para reducir el riesgo de toxicidad por oxígeno . El gas de tratamiento exhalado debe eliminarse de la cámara para evitar la acumulación de oxígeno, que podría presentar un riesgo de incendio. Los asistentes también pueden respirar oxígeno algunas veces 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 cilindros de almacenamiento , que se llenan con 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 (máximo del 25% en la Marina de los EE. UU.). [2] Si la cámara no tiene un sistema depurador para eliminar el dióxido de carbono del gas de la cámara, la cámara debe estar ventilada isobáricamente para mantener el CO 2 dentro de límites aceptables. [2]
La terapia con oxígeno hiperbárico se desarrolló como un 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 al aumentar la presión, lo que reduce el tamaño de las burbujas de gas y mejora el transporte de sangre a los tejidos aguas abajo. 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 está en los tejidos y acelera aún más la reducción de 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 los bloqueos.
El tratamiento de emergencia para la enfermedad por descompresión sigue los esquemas establecidos en las tablas de tratamiento. La mayoría de los tratamientos 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 los casos graves resultantes de inmersiones muy profundas, el tratamiento puede requerir una cámara capaz de soportar 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 gas respirable. [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 está más controlada, en un entorno más cómodo, y el oxígeno se puede utilizar a mayor presión parcial, ya que no hay riesgo de ahogamiento y un menor riesgo de convulsiones por toxicidad del oxígeno. Otra ventaja operativa es que una vez que los buceadores están en la cámara, se puede suministrar a nuevos buceadores desde el panel de buceo, y las operaciones pueden continuar con menos demora. [8]
En el Manual de Buceo de la Marina de los EE. UU. se describe un procedimiento típico de descompresión en superficie. Si no se requiere una parada de 40 pies en el agua, el buceador sale directamente a la superficie. De lo contrario, toda la descompresión requerida hasta la parada de 40 pies (12 m) inclusive se completa en el agua. Luego, el buceador sale a la superficie y se presuriza en una cámara a 50 fsw (15 msw) dentro de los 5 minutos posteriores a haber dejado la profundidad de 40 pies 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 desarrollar síntomas de DCS, por lo que se requiere una descompresión más prolongada. [8]
En caso de que el buceador se recomprima con éxito dentro del intervalo nominal, se lo descomprimirá de acuerdo con el programa de las tablas de descompresión con aire para la descompresión en superficie, preferiblemente con oxígeno, que se utiliza a partir de 50 fsw (15 msw), una presión parcial de 2,5 bar. La duración de la parada a 50 fsw es de 15 minutos para las tablas de la 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 hacer una parada a 30 fsw (9 msw), para períodos adicionales con oxígeno de acuerdo con el programa. Se realizan pausas de aire de 5 minutos al final de cada 30 minutos de respiración con 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 de riesgo de incendio sería ineficiente para la descompresión. El suministro de gas respirable mediante BIBS con un contenido de oxígeno superior al de la atmósfera de la cámara puede resolver este problema. Si la atmósfera de 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 haya solucionado el problema. [1]
Los sistemas BIBS submarinos están diseñados para proporcionar a la tripulación aire respirable de calidad para buceo o gas nitrox en una situación de escape de emergencia donde el interior puede estar parcial o totalmente inundado y puede estar a una presión significativamente más alta que la atmosférica. [9] [10]
El gas de suministro se suministra desde un banco de almacenamiento de alta presión a una presión compensada automáticamente por la presión ambiental interna y se distribuye alrededor del recipiente hasta los puntos donde se pueden conectar las unidades de respiración según sea necesario. [9] [11] [10]