Mezcla de gases para el buceo

Mezclar y llenar cilindros con gases respirables para su uso al bucear

Ver también: Mezcla de gases

Sistema de mezcla de gas a presión parcial de aire, oxígeno y helio

Instalación del compresor de mezcla continua Nitrox

Tubos de mezcla de nitrox y trimix en la entrada del compresor con analizadores de oxígeno

Reguladores que suministran un flujo controlado de oxígeno y helio a un sistema de mezcla continuo para trimix o nitrox.

La mezcla de gases para el buceo (o mezcla de gases) es el llenado de cilindros de buceo con gases que no respiran aire , como nitrox , trimix y heliox . El uso de estos gases generalmente tiene como objetivo mejorar la seguridad general de la inmersión planificada, al reducir el riesgo de enfermedad por descompresión y / o narcosis por nitrógeno , y puede mejorar la facilidad para respirar .

Llenar cilindros con una mezcla de gases tiene peligros tanto para el llenador como para el buceador. Durante el llenado existe riesgo de incendio debido al uso de oxígeno y riesgo de explosión debido al uso de gases a alta presión. La composición de la mezcla debe ser segura para la profundidad y duración de la inmersión planificada. Si la concentración de oxígeno es demasiado pobre, el buceador puede perder el conocimiento debido a la hipoxia y si es demasiado rica, el buceador puede sufrir toxicidad por oxígeno . La concentración de gases inertes, como nitrógeno y helio, se planifica y controla para evitar la narcosis por nitrógeno y la enfermedad por descompresión.

Los métodos utilizados incluyen el mezclado por lotes por presión parcial o por fracción de masa y procesos de mezclado continuo. Las mezclas terminadas se analizan para determinar su composición para la seguridad del usuario. La legislación puede exigir a los mezcladores de gas que demuestren su competencia en caso de que llenen para otras personas.

Aplicación

Para algunos buceos, se pueden usar mezclas de gases distintas del aire atmosférico normal (21% de oxígeno , 78% de nitrógeno , 1% de gases traza), ^{[1] [2]} siempre que el buceador sea competente en su uso. La mezcla más utilizada es el nitrox , también conocido como aire enriquecido Nitrox (EAN), que es aire con oxígeno adicional, a menudo con 32% o 36% de oxígeno y, por lo tanto, menos nitrógeno, lo que reduce el riesgo de enfermedad por descompresión o permite una exposición más prolongada. a la misma presión por igual riesgo. El nitrógeno reducido también puede permitir que no haya paradas o tiempos de parada de descompresión más cortos o un intervalo de superficie más corto entre inmersiones. Un error común es que el nitrox puede reducir la narcosis., pero la investigación ha demostrado que el oxígeno también es narcótico. ^{[3] [4]}

El aumento de la presión parcial de oxígeno debido al mayor contenido de oxígeno de nitrox aumenta el riesgo de toxicidad por oxígeno, que se vuelve inaceptable por debajo de la profundidad máxima operativa de la mezcla. Para desplazar el nitrógeno sin el aumento de la concentración de oxígeno, se pueden usar otros gases diluyentes, generalmente helio , cuando la mezcla de tres gases resultante se llama trimix , y cuando el nitrógeno está completamente sustituido por helio, heliox .

Para inmersiones que requieran paradas de descompresión prolongadas, los buzos pueden llevar cilindros que contengan diferentes mezclas de gases para las diversas fases de la inmersión, normalmente designados como gases de desplazamiento, fondo y descompresión. Estas diferentes mezclas de gases pueden usarse para extender el tiempo de fondo, reducir los efectos narcóticos del gas inerte y reducir los tiempos de descompresión .

Peligros

Existen varios peligros asociados con la mezcla de gases:

• Los cilindros están llenos de gas a alta presión . Si hay algún daño o corrosión en el recipiente a presión o en las válvulas del cilindro, esta es la ocasión en la que es más probable que fallen estructuralmente. ^{[5] [6]}
• el oxígeno favorece la combustión ; si entra en contacto con combustible y se calienta, existen los tres ingredientes para un incendio . Los incendios en presencia de altas concentraciones de oxígeno arden con más fuerza que los que se producen en el aire. Un incendio en presencia de gas a alta presión puede hacer que los cilindros fallen.
• Se utilizan otros equipos de alta presión como látigos, compresores, bancos de gas y válvulas, que pueden causar lesiones si se libera la presión o hay una falla mecánica mientras se está bajo presión.
• existen peligros de incendio por el combustible y las fuentes de alimentación eléctrica del compresor
• existen peligros de lesiones por las partes móviles del compresor
• Existe la posibilidad de asfixia debido a la presencia, en un espacio confinado, de grandes concentraciones de gases que no contienen oxígeno, como el helio.

Es posible que los mezcladores de gases creen mezclas de gases tóxicas y peligrosas para los buceadores. ^{[5] [6]} Demasiado o muy poco oxígeno en la mezcla puede ser fatal para el buceador. Los analizadores de oxígeno se utilizan para medir el contenido de oxígeno de la mezcla después de la mezcla. Una mezcla inadecuada puede causar un análisis inexacto. Para garantizar que el usuario final conozca la composición del gas, el contenido se analiza en presencia del buceador, que reconoce el contenido firmando un registro.

Es posible que los contaminantes tóxicos, como el monóxido de carbono o los lubricantes de hidrocarburos , ingresen a los cilindros desde el compresor de aire de buceo . ^{[5] [6]} Esto es generalmente un problema con el mantenimiento del compresor o la ubicación de la entrada de aire al compresor, aunque puede provenir de otras fuentes. ^[5]

Los contaminantes tóxicos también pueden ingresar a la mezcla respiratoria si se quema cualquier material dentro de las válvulas de mezcla o las tuberías, por ejemplo, cuando se produce un calentamiento adiabático al decantar o aumentar el oxígeno. ^{[5] [6]}

Precauciones de oxígeno

En presencia de grandes volúmenes de oxígeno a alta presión, existe una esquina del triángulo de fuego en buena medida. Es vital que no se permita que existan las otras dos esquinas.

Internamente, el equipo de mezcla y los cilindros de buceo deben estar limpios con oxígeno; Se deben eliminar todos los combustibles y partículas que puedan ser fuentes de ignición . ^{[6] [7] [8]} Los materiales elegidos para usar en las válvulas, juntas y compresores deben ser compatibles con el oxígeno: no deben quemarse ni degradarse fácilmente en entornos con alto contenido de oxígeno. ^[8]

En la mezcla de gases, las altas temperaturas se producen fácilmente, mediante calentamiento adiabático, simplemente decantando el gas a alta presión en tuberías o cilindros de menor presión. ^[6] La presión cae cuando el gas sale de la válvula abierta, pero luego aumenta cuando el gas encuentra obstrucciones como un cilindro o una curva, constricción o partícula en la tubería.

Una forma sencilla de reducir el calor de la decantación es abrir las válvulas lentamente. ^[6] Con válvulas sensibles, como las válvulas de aguja , se puede permitir que el gas pase lentamente a través de la válvula de modo que el aumento de presión sea lento en el lado de baja presión. Las tuberías, las juntas y las válvulas del sistema de mezcla deben diseñarse para minimizar las curvas cerradas y las constricciones repentinas. A veces, hay bucles de 360 ​​grados en la tubería para reducir la vibración .

Los espacios donde se mezcla el gas o se almacena el oxígeno deben estar bien ventilados para evitar altas concentraciones de oxígeno y el riesgo de incendio.

Mezcla de nitrox

Con nitrox existen varios métodos de mezcla de gases: ^{[5] [6] [9]}

• Mezcla por presión parcial: se decanta una presión medida de oxígeno en el cilindro y el cilindro se "llena" con aire del compresor de aire de buceo . Para mezclas con una fracción de oxígeno del 40% o más, la calidad del aire suministrado debe ser adecuada para el servicio de oxígeno. Por lo general, esto se logra mediante el uso de un grado de aceite adecuado y un filtro en línea adicional para reducir la contaminación de aceite residual en el aire comprimido a los requisitos más estrictos para la mezcla con gases de alta presión parcial de oxígeno. En algunos países, los cilindros que se utilizan para mezclar a presión parcial y para mezclas con una fracción de oxígeno superior al 40% son obligatorios por ley ^{[ ¿cuál? ]} a limpiar para el servicio de oxígeno. ^{[ cita requerida ]}
• Decantación de premezclas: el proveedor de gas proporciona cilindros grandes con mezclas populares como 32% y 36%.
• Mezcla por mezcla continua: se introducen cantidades medidas de oxígeno en la entrada del compresor. El compresor y en particular el aceite del compresor, deben ser adecuados para este servicio. Si la fracción de oxígeno es inferior al 40%, algunos países no requieren que el cilindro y la válvula se limpien para el servicio de oxígeno.
• Mezcla por fracción de masa: se agrega oxígeno a un cilindro parcialmente lleno que se pesa con precisión hasta lograr la mezcla requerida.
• Mezcla por separación de gas : se utiliza una membrana permeable al nitrógeno para eliminar algunas de las moléculas de nitrógeno más pequeñas del aire a baja presión hasta que se logre la mezcla requerida. El nitrox de baja presión resultante se bombea a los cilindros mediante un compresor.

Mezcla de mezclas de helio

Las mezclas de helio se pueden preparar mediante mezcla a presión parcial, mezcla de fracción de masa o compresión de una premezcla mezclada a presión atmosférica (mezcla continua).

Mezcla de presión parcial

El gas se mezcla decantando o comprimiendo los gases componentes en un cilindro de alta presión, se mide por presión parcial, se agrega en secuencia y se corrige por temperatura. ^[6]

Con trimix , las presiones medidas de oxígeno y helio se decantan en un cilindro, que se "llena" con aire del compresor de gas de buceo, lo que da como resultado una mezcla de tres gases de oxígeno, helio y nitrógeno. ^[6] Una alternativa es decantar primero el helio en un cilindro y luego llenarlo hasta la presión de trabajo con una mezcla de nitrox conocida . Tanto NAUI como TDI ofrecen cursos que utilizan un trimix al que llaman "helitrox", mezclado por el último método, que limita la fracción de helio a aproximadamente un 17-20%. Las mezclas elaboradas mediante la combinación de helio con nitrox que contienen alrededor de un tercio de oxígeno, como EAN32 (un nitrox premezclado común) tienen la propiedad deseable de que en su máxima profundidad operativapara una presión parcial de oxígeno de 1,4 bar, su profundidad narcótica equivalente es siempre de aproximadamente 32 metros (105 pies), un límite seguro.

Con heliox , las presiones medidas de oxígeno y helio se decantan o bombean a un cilindro, lo que da como resultado una mezcla de dos gases de oxígeno y helio. ^[6]

Con heliair , una presión medida de helio se decanta en un cilindro, que se "llena" con aire del compresor de gas de buceo, lo que da como resultado una mezcla de tres gases de oxígeno, helio y nitrógeno, con la relación nitrógeno: oxígeno fijada en 4 : 1. ^[6]

Mezcla de fracción de masa

La mezcla de fracciones de masa requiere una escala precisa que, preferiblemente, debería poder ajustarse a cero con el cilindro vacío conectado al látigo de llenado sobre la escala.

Las masas de los gases a mezclar deben calcularse con base en la relación de presión parcial final y la presión total, y el cilindro se llena hasta el peso apropiado correspondiente al peso agregado de cada componente. La ventaja de este sistema es que la temperatura no afecta la precisión, ya que la presión no se mide durante el proceso. La desventaja es que el helio tiene una densidad mucho más baja que los otros componentes, y un pequeño error en la masa medida de helio resultará en un error relativamente grande en la composición.

Fusión y compresión continuas

Principio

La mezcla continua es el proceso de agregar los gases componentes de la mezcla como un proceso continuo y luego comprimir la mezcla en un cilindro de almacenamiento. La intención es suministrar los gases componentes a la entrada del compresor en un flujo continuo a una presión adecuada al diseño del compresor, ya mezclados con la especificación correcta. Esto generalmente requiere equipo para monitorear y controlar el flujo de los gases de entrada, que generalmente se suministran desde cilindros de almacenamiento de alta presión, ^[6] excepto el aire que normalmente se toma del entorno ambiental.

Mezclar los gases

Diagrama esquemático de un tubo de mezcla con sensores de oxígeno para una mezcla de trimix continua. Una mezcla Tx16 / 50 en este ejemplo

La mayoría de los compresores de gas respirable de alta presión están diseñados para aceptar el gas de admisión a presión atmosférica normal. y uno de los componentes habituales para respirar mezclas de gases para buceo es el aire atmosférico, por lo que es conveniente mezclar los gases a presión atmosférica en un accesorio del compresor llamado tubo mezclador o varilla mezcladora . El tubo de mezcla puede construirse de diversas formas, siempre que no restrinja indebidamente el flujo y mezcle adecuadamente los gases antes del análisis y antes de la entrada al compresor. Se ha utilizado con éxito una amplia gama de tubos de mezcla caseros y producidos comercialmente. ^[6]

Una configuración popular para el tubo de mezcla es un tubo de gran calibre con una serie de deflectores internos que crean turbulencias en la mezcla después del punto de inyección, lo que provoca una mezcla bastante rápida para obtener una mezcla homogénea, que luego puede ser analizada continuamente por un instrumento de monitoreo antes. procesamiento adicional, o puede procesarse y analizarse directamente más tarde desde el cilindro de almacenamiento. El análisis continuo permite el ajuste del caudal de los gases añadidos para corregir la mezcla si se desvía de la especificación. El posanálisis dificulta la corrección. La adición de componentes se puede realizar en secuencia o juntos. Sumarlos significa que la mezcla se realiza una vez, y esto reduce la pérdida de presión en el sistema de admisión. Es importante que los gases se mezclen completamente antes del análisis, ya que entonces el análisis será más confiable.También es muy deseable asegurarse de que el contenido de oxígeno de los gases de entrada no varíe significativamente en el tiempo por razones de seguridad, ya que el compresor probablemente solo sea seguro para una fracción de oxígeno limitada.

La mezcla continua mediante la adición de oxígeno y helio en serie permite que el cambio en la presión parcial de oxígeno se utilice como un sustituto para la medición del contenido de helio. Primero se agrega el oxígeno y se mide el PO ₂ después de mezclar, luego se agrega helio en un segundo tubo de mezcla y se mide el PO ₂ en la salida después de mezclar. La diferencia en la PO ₂ se puede usar para calcular el PHe o, a la inversa, se pueden usar las presiones parciales del producto trimix deseadas para calcular la PO ₂ para las etapas de nitrox y trimix de la mezcla.

Ejemplo:

Producto deseado 50% helio, 16% oxígeno, resto nitrógeno (34%). La PO ₂ después de la adición de helio debe ser de 0,16 bar si la pérdida de presión es insignificante.

La relación de oxígeno a nitrógeno debe ser 16:34, lo que da 16 / (16 + 34) = 32% de oxígeno, o 0,32 bar de PO ₂ para el nitrox.

Estos valores se verán afectados por las pérdidas de presión en los tubos de mezcla, por lo que es posible que se requiera alguna calibración empírica.

Los caudales de gas generalmente se controlan mediante un regulador de gas industrial en el cilindro y se pueden medir con un medidor de flujo industrial . La medición del caudal puede ser un sustituto del análisis del gas mezclado, pero generalmente es menos precisa para predecir la mezcla suministrada debido a variaciones en la temperatura y la eficiencia de suministro de gas del compresor, que pueden variar a medida que cambia la presión de suministro.

Los gases mezclados en la entrada del compresor estarán a una presión ligeramente inferior a la ambiente, debido a las pérdidas en el tubo de mezcla. Esto puede hacer que sea impracticable el uso de algunos tipos de instrumentos de análisis, que dependen de un flujo de gas a través del instrumento impulsado por la presión del gas medido. Las celdas de oxígeno también son sensibles a una caída de presión, ya que miden directamente la presión parcial, y esto puede conducir a una mezcla más rica de lo previsto, ya que el flujo de oxígeno puede ajustarse a la presión parcial apropiada para la presión atmosférica, mientras que la mezcla medida está una presión más baja. Esto se puede compensar utilizando una pequeña bomba de muestreo extrayendo gas del tubo de mezcla y entregándolo a los instrumentos, o permitiendo la reducción de la presión de entrada para el análisis de oxígeno con una celda de sensor en línea.Esto requeriría un manómetro de vacío que mida la caída de presión o la presión absoluta en el sensor. La presión parcial de oxígeno debe ser correcta como una fracción de la presión absoluta en el punto de medición.

Compresión

Muchos compresores de alta presión utilizados para respirar gases son adecuados para comprimir mezclas de gases respirables que contienen fracciones moderadas de oxígeno y helio, pero se debe consultar al fabricante sobre los límites de ambos gases. La compresión de mezclas con una alta fracción de oxígeno representa un mayor riesgo de incendio y el lubricante del compresor debe ser compatible para minimizar este riesgo. El helio plantea un problema muy diferente, ya que es totalmente inerte y no crea ningún peligro de incendio directamente, pero su temperatura aumenta más que el oxígeno y el nitrógeno cuando se comprime, lo que puede hacer que un compresor diseñado para el aire se sobrecaliente. Esto eventualmente puede ocasionar problemas con el lubricante del compresor y los cojinetes, y si la fracción de oxígeno también es alta, aumentará el riesgo de incendio.Afortunadamente, la mayoría de las mezclas de Trimix tienen una fracción de oxígeno inversamente relacionada con la fracción de helio, lo que reduce la probabilidad de este problema.^[6]

Análisis de la mezcla

El gas mezclado debe analizarse antes de su uso, ya que una suposición inexacta de la composición puede provocar problemas de hipoxia o toxicidad por oxígeno en el caso del análisis de oxígeno, y enfermedad por descompresión si los componentes del gas inerte difieren de la composición planificada. El análisis de la fracción de oxígeno generalmente se realiza utilizando un sensor de oxígeno electrogalvánico , mientras que la fracción de helio generalmente se realiza mediante una comparación de transferencia de calor entre el gas analizado y una muestra estándar. ^[6]

Cantidades y precisión

Para evitar la toxicidad del oxígeno y la narcosis , el buceador debe planificar la mezcla requerida para mezclar y verificar las proporciones de oxígeno y gases inertes en la mezcla combinada antes de bucear. ^{[6] [9]} Generalmente, la tolerancia de cada fracción de gas del componente final debe estar dentro de +/- 1% de la fracción requerida. Los instrumentos de análisis comúnmente utilizados por los mezcladores de gases de buceo recreativo / técnico suelen tener una resolución del 0,1% tanto para oxígeno como para helio.

Calculando la composición

Cuando se mezclan mezclas con presiones de hasta aproximadamente 230 bar (3300 psi), la ley del gas ideal proporciona una aproximación razonable y se pueden usar ecuaciones simples para calcular las presiones de cada gas componente necesarias para crear la mezcla. A esta presión y temperaturas normales, el aire se aparta de la linealidad en aproximadamente un 5%, por ejemplo, un cilindro de 10 litros lleno a 230 bar con aire solo contiene aproximadamente el 95% de los 2.300 litros de aire libre esperados. Por encima de esta presión, la composición de la mezcla final es difícil de predecir usando ecuaciones simples, pero necesita la ecuación de Van der Waals más compleja .

Cálculos de gas ideal

La mezcla de presión parcial utilizando cálculos de gas ideal es bastante sencilla. Se elige la mezcla requerida, ya sea como la mejor mezcla que optimiza las ventajas de descompresión para una exposición aceptable al oxígeno en función del perfil de buceo planificado, o se selecciona de una gama de mezclas estandarizadas adecuadas para un rango de profundidades y tiempos, o se optimiza para adaptarse al gas disponible. existencias u otras limitaciones. La mezcla se especifica en términos de fracciones de gas de los gases componentes, y la convención es especificar el tipo (nitrox, trimix o heliox) y composición como porcentaje en volumen de oxígeno, helio si está presente y nitrógeno. El resto de nitrógeno no siempre se indica específicamente y se supone que es el resto.

Ejemplos:

• "Tx 20/40" (o Tx 20/40/40) sería una mezcla de trimix con 20% de oxígeno, 40% de helio y el 40% restante de nitrógeno. Esto sería adecuado para profundidades de hasta 60 metros (200 pies) si la presión parcial de oxígeno se limita a 1,4 bar. Esta es una mezcla normóxica y es segura de usar en la superficie.
• "He / O ₂ 12/88" sería una mezcla de heliox con 12% de oxígeno y 88% de helio. Este gas se usaría en el buceo comercial a profundidades de hasta aproximadamente 100 metros (330 pies), según la duración, pero no se puede usar a menos de aproximadamente 7 metros (23 pies) sin riesgo de hipoxia.
• "Nitrox 32", o EAN 32, sería una mezcla de Nitrox con 32% de oxígeno y 68% de nitrógeno. Esta es una mezcla recreativa popular para inmersiones a profundidades de hasta 33 metros (108 pies).

El nitrógeno de la mezcla casi siempre se obtiene llenando el cilindro con aire hasta la presión de llenado. Todo el helio y parte del oxígeno se obtienen decantando o reforzando desde cilindros a granel.

La cantidad de helio que se debe decantar es muy simple de calcular: multiplique la fracción de gas deseada de helio (F _He ) por la presión de llenado total (P _tot ) para obtener la presión parcial de helio (P _He ). En el caso del Tx 20/40, en un cilindro de 230 bar, esto sería 230 bar x 40% = 92 bar (o para un llenado de 3,000 psi, requeriría 3,000 x 40% = 1,200 psi de helio).

La cantidad de oxígeno es más difícil de calcular, ya que se deriva de dos fuentes, el oxígeno agregado y la recarga de aire. Sin embargo, todo el nitrógeno es proporcionado por la recarga de aire, por lo que la presión parcial del nitrógeno se calcula de manera similar a la del helio, lo que permite calcular la presión del aire, asumiendo que el nitrógeno es el 79% de El aire. En el ejemplo de Tx 20/40, la fracción de nitrógeno es 100% - (20% + 40%) = 40%. Por lo tanto, la presión parcial de nitrógeno requerida es 230 bar x 40% = 92 bar, por lo que la presión de llenado de aire es 92 bar / 79% = 116 bar (para un llenado de 3.000 psi, sería 3.000 x 40% / 79% = 1,500 psi de aire). La presión restante de 230 bar - 92 bar - 116 bar = 22 bar es la presión de oxígeno adicional requerida para la mezcla (para un llenado de 3000 psi, esto sería 3000 - 1200 - 1500 = 300 psi de oxígeno).

Efectos reales del gas

Más información: Constantes de Van der Waals (página de datos) y factor de compresibilidad § Compresibilidad del aire

Comparación de la compresibilidad frente a la presión de los gases típicos de respiración para bucear a 293 K (20 ° C)

A presiones superiores a unos 200 bar, la compresión de los gases comienza a desviarse de las leyes de los gases ideales y, en consecuencia, la mezcla de presión parcial debe tener en cuenta que los gases añadidos a mayor presión proporcionarán una menor proporción volumétrica que los gases añadidos a menor presión, y estas desviaciones de linealidad variará según el gas. Los cálculos para mezclas de presión parcial de alta presión pueden requerir el uso de la ecuación de Van der Waals . Esto no afecta a los gases premezclados, que conservarán su proporción de mezcla a cualquier presión, por lo que la mezcla continua no se ve afectada por este problema.

Tanto el nitrógeno como el oxígeno se comprimen de forma relativamente lineal y se aproximarán al gas ideal a presiones mucho más altas que el helio, que se desvía significativamente incluso por debajo de 200 bar. Las mezclas de aire y nitrox se pueden aproximar como ideales sin un error significativo hasta aproximadamente 230 bar a temperaturas normales.

Efectos del calentamiento adiabático

Los aumentos de temperatura durante el llenado hacen que sea difícil decantar o bombear con precisión una cantidad medida de gas basada en la medición de la presión. ^{[5] [6]} Cuando los cilindros se llenan de gas rápidamente, por lo general en 10 a 60 minutos en una estación de llenado de buceo, el gas en el interior se calienta, lo que aumenta la presión del gas en relación con su masa. Cuando el cilindro se enfría, la presión del gas cae dando como resultado un volumen reducido de gas respirable disponible para el buceador.

Hay varias soluciones a este problema:

• Llene el cilindro a la presión requerida, deje que el cilindro se enfríe y mida la presión del gas y luego repita el proceso hasta lograr la presión correcta. El intervalo de enfriamiento necesario depende de la temperatura ambiente. Este paso debe seguirse para cada componente de la mezcla.
• Llene los cilindros en un baño de agua. La mayor conductividad térmica del agua en comparación con el aire significa que el calor del cilindro se elimina más rápidamente del cilindro a medida que se llena. Para que esto produzca resultados precisos, el llenado debe ser lo suficientemente lento como para evitar un aumento significativo de temperatura. Esto es muy lento.
• Llene los cilindros con 5 a 20% más de gas (como lecturas de presión) del requerido. Si el sobrellenado (en presión mientras está caliente) está bien calculado, cuando el cilindro se enfríe, la presión final estará dentro de la tolerancia de la presión requerida. Esto es relativamente rápido, pero requiere un buen juicio basado en la experiencia o la medición de la temperatura de los gases en el cilindro después de cada etapa de la mezcla, y se deben hacer correcciones para tener en cuenta la influencia de la temperatura.

Análisis de gases

Análisis de una mezcla de trimix con un analizador de helio portátil

Dos celdas de oxígeno que utilizan los anilizadores de oxígeno para el gas de buceo

Analizador de oxígeno y helio para gas respirable para buceo

Antes de que una mezcla de gas salga de la estación de mezcla y antes de que el buceador respire de ella, se debe verificar la fracción de oxígeno en la mezcla. Por lo general , se utilizan sensores de oxígeno electrogalvánicos para medir la fracción de oxígeno. ^{[6] [9]} También existen analizadores de helio , aunque son caros en la actualidad, que permiten al buceador Trimix averiguar la proporción de helio en la mezcla. ^{[6] [10]}

Es importante que la mezcla de gas en un cilindro se mezcle completamente antes de analizar o los resultados serán inexactos. Cuando la presión parcial o la mezcla de masa se realiza a velocidades de flujo bajas, los gases que ingresan al cilindro no se mueven lo suficientemente rápido para garantizar una buena mezcla y, en particular, cuando las mezclas contienen helio, pueden tender a permanecer en capas debido a las diferencias de densidad. Esto se denomina estratificación y, si se deja el tiempo suficiente, la difusión asegurará una mezcla completa. Sin embargo, si se va a analizar el gas poco después de la mezcla, se recomienda la agitación mecánica. Esto puede ser colocando un solo cilindro sobre una superficie plana y haciéndolo rodar por un período corto, pero los gemelos generalmente se invierten unas cuantas veces. La estratificación es más pronunciada con mezclas que contienen helio, pero también puede conducir a un análisis inexacto de las mezclas de Nitrox.^[6]

No se dispone de especificaciones confiables para la cantidad de agitación requerida para una mezcla completa, pero si el análisis sigue siendo el mismo antes y después de la agitación, es probable que el gas esté completamente mezclado. Una vez mezclado, el gas no se estratificará con el tiempo.

Suministros de gas

En el Reino Unido y Sudáfrica , el oxígeno y el helio se compran a proveedores comerciales de gases medicinales e industriales y, por lo general, se entregan en cilindros "J" de 50 litros a un máximo de 200 bar. Además del costo del gas, se pueden cobrar cargos por el alquiler y la entrega del cilindro.

El "sistema de cascada" se utiliza para decantar económicamente de los bancos de cilindros de almacenamiento de modo que se extraiga el máximo de gas posible del banco. ^[6] Esto implica llenar un cilindro de buceo decantando desde el cilindro de banco con la presión más baja que sea mayor que la presión del cilindro de buceo y luego desde el siguiente cilindro de banco de presión más alta en sucesión hasta que el cilindro de buceo esté lleno. El sistema maximiza el uso de gas de banco de baja presión y minimiza el uso de gas de banco de alta presión.

Bomba de refuerzo de gas respirable de alta presión portátil pequeña

Las bombas de refuerzo , como la bomba Haskel, se pueden utilizar para eliminar los restos de gases costosos en cilindros casi vacíos, lo que permite que los gases de baja presión se bombeen de manera segura a cilindros que ya contienen gas a una presión más alta. ^[6]

Formación y competencia en mezcladores de gas

Tarjeta de certificación CMAS-ISA Gas Blender

Tarjeta de certificación CMAS-ISA Compressor Operator

Algunas agencias de formación de buzos proporcionan formación y certificación para la mezcla de gases de buceo, ^[11] y pueden ser necesarias en términos de la legislación o las normas nacionales. ^[12] ISO 13293 proporciona normas mínimas de formación para mezcladores de gas para servicios de buceo recreativo en dos niveles. ^[13]

Referencias

1. Manual de buceo de la Marina de los Estados Unidos, sexta revisión . Estados Unidos: Mando de Sistemas Marítimos Navales de EE. UU. 2006 . Consultado el 24 de abril de 2008 .
2. Brubakk, Alf O; Neuman, Tom S (2003). Fisiología y medicina del buceo de Bennett y Elliott, 5th Rev ed . Estados Unidos: Saunders Ltd. p. 800. ISBN 0-7020-2571-2.
3. Hesser, CM; Fagraeus, L .; Adolfson, J. (1978). "Funciones del nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono en la narcosis por aire comprimido" . Biomedicina submarina. Res . 5 (4): 391–400. ISSN 0093-5387 . OCLC 2068005 . PMID 734806 . Consultado el 8 de abril de 2008 .   
4. Brubakk, Alf O; Neuman, Tom S (2003). Fisiología y medicina del buceo de Bennett y Elliott, 5th Rev ed . Estados Unidos: Saunders Ltd. p. 304. ISBN 0-7020-2571-2.
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6. Harlow, Vance (2002). Compañero del hacker de oxígeno . Prensa de velocidad aérea. ISBN 0-9678873-2-1.
7. NAVSEA (2005). "Manual de limpieza y análisis de gases para aplicaciones de buceo" . Manual técnico NAVSEA . Comando de Sistemas Marítimos Navales. SS521-AK-HBK-010 . Consultado el 28 de septiembre de 2009 .
8. Rosales, KR; Shoffstall, MS; Stoltzfus, JM (2007). "Guía para evaluaciones de compatibilidad de oxígeno en componentes y sistemas de oxígeno" . NASA, Informe técnico del Centro Espacial Johnson . NASA / TM-2007-213740 . Consultado el 28 de febrero de 2009 .
9. Lang, MA (2001). Actas del taller de DAN Nitrox . Durham, NC: Divers Alert Network . pag. 197 . Consultado el 28 de febrero de 2009 .
10. ANALOX 8000 - Manual de usuario de análisis de helio , Analox Sensor Technology Ltd, 15 Ellerbeck Court, Stokesley Business Park, North Yorkshire, TS9 5PT, "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 25 de abril de 2012 . Consultado el 6 de noviembre de 2011 .
11. Personal (2012). "Programa de formación de licuadoras de gas Trimix" . Estándares de formación CMAS . Federación Mundial de Subacuáticos (CMAS) . Consultado el 3 de julio de 2016 .
12. Norma nacional sudafricana SANS 10019: 2008 Contenedores transportables para gases comprimidos, disueltos y licuados - Diseño básico, fabricación, uso y mantenimiento (6ª ed.). Pretoria, Sudáfrica: Normas de Sudáfrica. 2008. ISBN 978-0-626-19228-0.
13. Personal (2012). "Servicios de buceo recreativo - Requisitos para los programas de formación de mezcladores de gas" . ISO 13293: 2012 . Organización Internacional de Estándares . Consultado el 3 de julio de 2016 .

Enlaces externos

• Medios relacionados con la mezcla de gases para el buceo en Wikimedia Commons