La planificación del gas de buceo es el aspecto de la planificación de la inmersión que se ocupa del cálculo o estimación de las cantidades y mezclas de gases que se utilizarán para un perfil de inmersión planificado . Por lo general, se asume que se conoce el perfil de inmersión, incluida la descompresión, pero el proceso puede ser iterativo e implica cambios en el perfil de inmersión como consecuencia del cálculo de los requisitos de gas o cambios en las mezclas de gases elegidas. El uso de reservas calculadas basadas en el perfil de buceo planificado y las tasas de consumo de gas estimadas en lugar de una presión arbitraria a veces se denomina gestión de gas en el fondo de la roca.. El propósito de la planificación del gas es garantizar que para todas las contingencias razonablemente previsibles, los buzos de un equipo tengan suficiente gas respirable para regresar de manera segura a un lugar donde haya más gas respirable disponible. En casi todos los casos esta será la superficie. [1]
La planificación de gas incluye los siguientes aspectos: [2] : Sección 3
- Elección de gases respirables
- Elección de la configuración de buceo
- Estimación del gas requerido para la inmersión planificada, incluido el gas de fondo, el gas de viaje y los gases de descompresión , según corresponda al perfil. [1]
- Estimación de cantidades de gas para contingencias razonablemente previsibles. Bajo estrés, es probable que un buceador aumente la frecuencia respiratoria y disminuya la velocidad de natación. Ambos conducen a un mayor consumo de gas durante una salida de emergencia o un ascenso. [1]
- Elección de cilindros para transportar los gases requeridos. El volumen y la presión de trabajo de cada cilindro deben ser suficientes para contener la cantidad requerida de gas.
- Cálculo de las presiones para cada uno de los gases en cada uno de los cilindros para proporcionar las cantidades requeridas.
- Especificar las presiones críticas de las mezclas de gases relevantes para las etapas apropiadas (puntos de ruta) del perfil de inmersión planificado.
La planificación del gas es una de las etapas de la gestión del gas de buceo. Las otras etapas incluyen: [2] : Sección 3 [1]
- Conocimiento de las tasas de consumo de gas personales y de los miembros del equipo en diversas condiciones.
- consumo básico en superficie por variaciones en la carga de trabajo
- variación en el consumo debido a la variación de profundidad
- variación en el consumo debido a las condiciones de buceo y la condición física y mental personal
- Monitorización del contenido de los cilindros durante una inmersión
- Conciencia de las presiones críticas y su uso para gestionar la inmersión.
- Uso eficiente del gas disponible durante la inmersión planificada y durante una emergencia.
- Limitar el riesgo de mal funcionamiento del equipo que podría causar una pérdida de gas respiratorio.
Elección del gas respirable [ editar ]
La elección del gas respirable para el buceo es de cuatro grupos principales.
Aire [ editar ]
El aire es el gas predeterminado para la mayoría de los buceos recreativos poco profundos y, en algunas partes del mundo, puede ser el único gas fácilmente disponible. Está disponible gratuitamente, es de calidad uniforme y se comprime fácilmente. Si no hubiera problemas asociados con el uso de aire para inmersiones más profundas y más largas, no habría razón para usar nada más.
Las limitaciones en el uso de aire son:
- los efectos de la narcosis por nitrógeno a profundidades superiores a unos 30 m, pero dependiendo del buceador individual.
- limitaciones en la duración del buceo sin descompresión y de la descompresión debido a la solución de nitrógeno en los tejidos corporales.
Estas limitaciones pueden mitigarse mediante el uso de gases mezclados específicamente para respirar bajo presión.
Nitrox [ editar ]
En un esfuerzo por reducir los problemas de descompresión que resultan de las altas presiones parciales de nitrógeno a las que está expuesto el buzo cuando respira aire en profundidad, se puede agregar oxígeno como sustituto de parte del nitrógeno. La mezcla resultante de nitrógeno y oxígeno se conoce como nitrox. Se considera que las trazas de argón y otros gases atmosféricos no son importantes. [3] [4] : Cap. 3
Nitrox es una mezcla de nitrógeno y oxígeno. Técnicamente, esto puede incluir mezclas de nitrox hipóxicas, donde la fracción gaseosa de oxígeno es menor que en el aire (21%), [4] : Cap. 3, pero estos no se utilizan generalmente. Por nitrox se entiende generalmente aire enriquecido con oxígeno adicional. La fracción gaseosa del oxígeno puede oscilar entre el 22% y el 99%, pero suele oscilar entre el 25% y el 40% para el gas del fondo (respirado durante la parte principal de la inmersión) y entre el 32 y el 80% para las mezclas de descompresión. [2]
Mezclas a base de helio [ editar ]
El helio es un gas inerte que se utiliza en mezclas respiratorias para bucear para reducir o eliminar los efectos narcóticos de otros gases en profundidad. Es un gas relativamente caro y tiene algunos efectos secundarios indeseables y, como resultado, se usa donde mejora significativamente la seguridad. Otra característica deseable del helio es la baja densidad y la baja viscosidad en comparación con el nitrógeno. Estas propiedades reducen el trabajo respiratorio, [5] [6] que puede convertirse en un factor limitante para el buceador en profundidades extremas. [2] : Sección 1 [7] [6] [8]
Las propiedades indeseables del helio como componente del gas respirable incluyen una transferencia de calor altamente efectiva , [9] que puede enfriar rápidamente al buceador, [10] y una tendencia a filtrarse más fácil y rápidamente que otros gases. No se deben utilizar mezclas a base de helio para inflar el traje seco. [2] : Sección 1 [6]
El helio es menos soluble que el nitrógeno en los tejidos corporales, pero como consecuencia de su muy pequeño peso molecular de 4, en comparación con 28 para el nitrógeno, se difunde más rápido como lo describe la ley de Graham . En consecuencia, los tejidos se saturan más rápido con helio, pero también se desaturan más rápido, siempre que se pueda evitar la formación de burbujas. La descompresión de los tejidos saturados será más rápida para el helio, pero los tejidos insaturados pueden tardar más o menos que con nitrógeno, dependiendo del perfil de inmersión. [6]
El helio generalmente se mezcla con oxígeno y aire para producir una gama de mezclas de gases de tres componentes conocidas como Trimixes . El oxígeno está limitado por restricciones de toxicidad y el nitrógeno está limitado por efectos narcóticos aceptables. El helio se utiliza para preparar el resto de la mezcla, [2] : Sección 2 y también se puede utilizar para reducir la densidad y reducir el trabajo respiratorio. [8]
Oxígeno [ editar ]
El oxígeno puro elimina por completo el problema de la descompresión, pero es tóxico a presiones parciales elevadas , lo que limita su uso en el buceo a poca profundidad y como gas de descompresión . [4] : Sec. 16-2
El oxígeno al 100% también se utiliza para reponer el oxígeno utilizado por el buceador en los rebreathers de circuito cerrado , para mantener el punto de ajuste: la presión parcial de oxígeno en el circuito que la electrónica o el buceador mantienen durante la inmersión. En este caso, la mezcla de respiración real varía con la profundidad y se compone de una mezcla de diluyente mezclada con oxígeno. El diluyente suele ser una mezcla de gases que se puede utilizar para el rescate si es necesario. Se utilizan cantidades relativamente pequeñas de diluyente en un rebreather, ya que los componentes inertes no se metabolizan ni se agotan al medio ambiente mientras el buceador permanece en profundidad, sino que se vuelven a respirar repetidamente y solo se pierden durante el ascenso, cuando el gas se expande en proporción inversa a la presión y debe ventilarse para mantener el volumen correcto en el circuito. [3] :Sección 17-2
Elección de una mezcla de gas respirable adecuada [ editar ]
La composición de una mezcla de gases respirables dependerá de su uso previsto. La mezcla debe elegirse para proporcionar una presión parcial segura de oxígeno (PO 2 ) a la profundidad de trabajo. La mayoría de las inmersiones utilizarán la misma mezcla para toda la inmersión, por lo que la composición se seleccionará para que sea transpirable en todas las profundidades planificadas. Puede haber consideraciones de descompresión. La cantidad de gas inerte que se disolverá en los tejidos depende de la presión parcial del gas, su solubilidad y el tiempo que se respira a presión, por lo que el gas puede enriquecerse con oxígeno para reducir los requisitos de descompresión.
Calculando la composición [ editar ]
La ley de Henry establece:
A una temperatura dada, la cantidad de gas que se puede disolver en un fluido es directamente proporcional a la presión parcial del gas.
En inmersiones de corta duración, la PO 2 se puede aumentar de 1,2 a 1,6 bar. Esto reduce la PN 2 y / o PHe, y acortará la descompresión requerida para un perfil dado.
Respirar aire a más de 30 metros (100 pies) (presión> 4 bar) tiene un efecto narcótico significativo en el buceador. Como el helio no tiene ningún efecto narcótico, esto se puede evitar agregando helio a la mezcla para que la presión parcial de los gases narcóticos permanezca por debajo de un nivel debilitante. Esto varía según el buceador, y hay un costo significativo en las mezclas de helio, pero la mayor seguridad y eficiencia del trabajo resultante del uso de helio puede valer el costo. La otra desventaja de las mezclas a base de helio es el mayor enfriamiento del buceador. Los trajes secos no deben inflarse con mezclas ricas en helio.
Aparte del helio, y probablemente el neón, todos los gases que se pueden respirar tienen un efecto narcótico que aumenta con la presión parcial elevada, [13] y se sabe que el oxígeno tiene un efecto narcótico comparable al del nitrógeno. [14]
Ejemplo: elija una mezcla de gases adecuada para una inmersión con rebote a 50 metros, donde la PO 2 debe limitarse a 1,4 bar y una profundidad narcótica equivalente a 30 metros:
- Presión a 50 m de profundidad = 6 bar
- PO 2 requerido = 1,4 bar: fracción de oxígeno FO 2 = 1,4 / 6 = 0,23 = 23%
- Profundidad de narcótico equivalente requerida (FIN) = 30 m
- Presión de aire equivalente a 30 m = 4 bar
- Por lo tanto, PHe a 50 m en la mezcla debe ser (6 - 4) bar = 2 bar, por lo que FHe es 2/6 = 0.333 = 33%
- El restante (100– (33 + 23)) = 44% sería nitrógeno
- La mezcla resultante es un trimix 23/33 (23% de oxígeno, 33% de helio, balance de nitrógeno)
Estos son valores óptimos para minimizar la descompresión y el costo del helio. Una fracción menor de oxígeno sería aceptable, pero sería una desventaja para la descompresión, y una fracción mayor de helio sería aceptable pero costaría más.
Se puede verificar la densidad del gas a la profundidad máxima, ya que esto puede tener un efecto significativo en el trabajo respiratorio. Un trabajo de respiración excesivo reducirá la capacidad de reserva del buzo para hacer frente a una posible emergencia si se requiere un esfuerzo físico. Anthony y Mitchell recomiendan una densidad máxima de gas preferida de 5,2 gramos / litro y una densidad máxima de gas de 6,2 gramos / litro. [8]
El cálculo es similar al cálculo de la masa de gas en los cilindros .
Elección de la configuración de buceo [ editar ]
Circuito abierto vs. rebreather [ editar ]
La cantidad de gas necesaria en una inmersión depende de si el equipo de buceo que se utilizará es de circuito abierto, semicerrado o cerrado. El buceo en circuito abierto agota todo el gas respirado al entorno, independientemente de cuánto haya sido útil para el buceador, mientras que un sistema de circuito cerrado o semicerrado retiene la mayor parte del gas respirado y lo restaura a una condición respirable al eliminar el producto de desecho. dióxido de carbono, y completar el contenido de oxígeno a una presión parcial adecuada. Los equipos de buceo de circuito cerrado y semicerrado también se conocen como rebreathers . [15] [2]
Montaje trasero frente a montaje lateral [ editar ]
Otro aspecto de la configuración del equipo de buceo es cómo el buceador lleva los cilindros primarios. Las dos disposiciones básicas son montaje posterior y montaje lateral. [15]
El montaje trasero es el sistema en el que uno o más cilindros están firmemente sujetos a un arnés, generalmente con una chaqueta o ala compensadora de flotabilidad, y se llevan en la espalda del buceador. El soporte trasero permite que los cilindros se junten como gemelos o, para circunstancias especiales, viajes o cuatriciclos. Es una disposición de alto perfil y puede no ser adecuada para algunos sitios donde el buceador necesita pasar por aberturas bajas. Esta es la configuración estándar para el buceo recreativo de uno o dos cilindros y para la mayor parte del buceo técnico en aguas abiertas. [15] [2]
El montaje lateral suspende los cilindros primarios del arnés a los lados del buceador: generalmente se utilizarían dos cilindros de aproximadamente el mismo tamaño. Se pueden acoplar cilindros de descompresión adicionales de forma similar. El método de transporte de cilindros suspendidos a los lados del arnés conocido como montaje de eslingas es similar y difiere en detalles. [15]
Llevar cilindros adicionales para descompresión o rescate [ editar ]
Las configuraciones comúnmente utilizadas para múltiples cilindros son transportar el gas del fondo en cilindros montados en la parte posterior de suficiente volumen total, ya sea múltiple o independiente, y las otras mezclas en monturas de eslingas recortadas a los lados del arnés del buzo en anillos en D , o para transportar todos los gases en cilindros de montaje lateral. El gas de descompresión, cuando es diferente del gas utilizado para la parte principal de la inmersión, se transporta comúnmente en uno o más cilindros suspendidos del costado del arnés del buzo mediante clips. Se pueden transportar varios cilindros de esta manera para inmersiones extremas. [15] [2]
Los arneses de montaje lateral requieren que los cilindros se carguen individualmente sujetos al arnés a los lados del buzo. Los expertos en montaje lateral pueden transportar 6 cilindros de aluminio de 80 de esta manera, 3 de cada lado. [15]
El buceador debe ser capaz de identificar positivamente el gas suministrado por cualquiera de las varias válvulas de demanda que requieren estas configuraciones, para evitar problemas potencialmente fatales de toxicidad por oxígeno, hipoxia, narcosis por nitrógeno o divergencia del plan de descompresión que puede ocurrir si un gas inadecuado se utiliza. [15] Una de las convenciones coloca los gases ricos en oxígeno a la derecha, [16] Otros métodos incluyen el etiquetado por contenido y / o profundidad operativa máxima (MOD), y la identificación por contacto. A menudo, varios o todos estos métodos se utilizan juntos. [15]
El gas de rescate para una configuración montada en la parte trasera puede transportarse de diversas formas en un cilindro de rescate . El más popular es como un cilindro de eslinga, un cilindro de pony atado al cilindro primario montado en la parte posterior, o en un cilindro pequeño (aire de repuesto) sostenido por un bolsillo unido al compensador de flotabilidad. [15] Cuando más de un cilindro de la misma mezcla están montados lateralmente, los cilindros que no se usan funcionan como conjuntos de rescate, siempre que contengan suficiente gas para llevar al buceador a la superficie de manera segura.
Cilindros de caída [ editar ]
Si la ruta de la inmersión está restringida o se puede planificar de manera confiable, los cilindros para el rescate del gas de descompresión se pueden dejar caer a lo largo de la ruta en los puntos donde se necesitarán en el regreso o el ascenso. Los cilindros generalmente se sujetan a una línea de distancia o línea de disparo, para garantizar que sean fáciles de encontrar y es poco probable que se pierdan. Estos cilindros normalmente contienen una mezcla de gases cercana a la óptima para el sector de la inmersión en el que están destinados a ser utilizados. Este procedimiento también se conoce como escalonamiento , y los cilindros entonces se conocen como cilindros escalonados , pero el término cilindro escalonado se ha vuelto genérico para cualquier cilindro transportado en el lado del buceador además del gas del fondo. [15] [2]
Cálculos de cantidad de gas (sistema métrico) [ editar ]
El consumo de gas depende de la presión ambiental, la frecuencia respiratoria y la duración del sector de buceo en esas condiciones. [17] La presión ambiental es una función directa de la profundidad. Es la presión atmosférica en la superficie, más la presión hidrostática, a 1 bar por 10 m de profundidad.
Volumen minuto respiratorio [ editar ]
El volumen minuto respiratorio (RMV) es el volumen de gas que respira un buceador en un minuto. Para un buzo comercial que trabaja, IMCA sugiere RMV = 35 l / min. Para emergencias, IMCA sugiere RMV = 40 l / min [10] El RMV de descompresión suele ser menor ya que el buceador generalmente no está trabajando duro. Se pueden usar valores más pequeños para estimar los tiempos de inmersión.El buceador puede usar valores medidos por sí mismo, pero los valores del peor de los casos deben usarse para calcular las presiones críticas para el giro o ascenso y para el rescate, ya que el RMV de un buceador generalmente aumentará con estrés o esfuerzo. [4]
Tasa de consumo de gas [ editar ]
La tasa de consumo de gas (Q) en circuito abierto depende de la presión ambiental absoluta (P a ) y el RMV.
Tasa de consumo de gas: Q = P a × RMV (litros por minuto)
Gas disponible [ editar ]
El volumen de gas disponible en un cilindro es el volumen que se puede utilizar antes de alcanzar una presión crítica, generalmente conocida como reserva. El valor elegido para la reserva debe ser suficiente para que el buceador realice un ascenso seguro en condiciones subóptimas. Puede requerir el suministro de gas a un segundo buceador (compañero de respiración). El gas disponible puede corregirse a la presión de la superficie o especificarse a una presión de profundidad determinada.
Gas disponible a presión ambiente:
- V disponible = V establecido × (P inicio - P reserva ) / P ambiente
Dónde:
- V set = volumen del juego de cilindros = suma de los volúmenes de los cilindros colectores
- P start = Presión de arranque del juego de cilindros
- P reserva = presión de reserva
- P ambiente = presión ambiental
En el caso de la presión superficial: P ambiente = 1 bar y la fórmula se simplifica a:
- Gas disponible a presión superficial: V disponible = V establecido × (P inicio - P reserva )
Tiempo disponible [ editar ]
El tiempo que un buceador puede trabajar con el gas disponible (también llamado resistencia) es:
Tiempo disponible = Gas disponible / RMV
El gas disponible y el RMV deben ser ambos correctos para la profundidad, o ambos corregidos a la presión de la superficie.
Estimación del requerimiento de gas para un sector de buceo [ editar ]
El cálculo del requerimiento de gas para una inmersión puede dividirse en estimaciones más simples para el requerimiento de gas para los sectores de la inmersión, y luego sumarse para indicar el requerimiento para toda la inmersión.
Un sector de buceo debe estar a una profundidad constante, o se puede estimar una profundidad promedio. Esto se utiliza para obtener la presión ambiental del sector ( sector P ). La duración del sector (T sector ) y RMV del buzo para el (RMV sector de sector ) también debe ser estimada. Si los requisitos de volumen de gas del sector ( sector V ) se calculan todos a la presión superficial, se pueden agregar más tarde directamente. Esto reduce el riesgo de confusión y error.
Una vez elegidos estos valores se sustituyen en la fórmula:
V sector = RMV sector × P sector T × sector
Este es el volumen libre del gas a presión atmosférica. El cambio de presión (δP cyl ) en el cilindro utilizado para almacenar este gas depende del volumen interno del cilindro (V cyl ) y se calcula utilizando la ley de Boyle :
δP cyl = sector V × P atm / V cyl (P atm - 1 bar)
Presión funcional mínima [ editar ]
Los reguladores de gas respiratorio funcionarán de manera eficiente hasta una presión de cilindro ligeramente por encima de la presión entre etapas diseñada. Esta presión puede denominarse presión mínima funcional del cilindro. Variará con la profundidad ya que la presión nominal entre etapas es adicional a la presión ambiental.
Esto no significa que todo el gas restante sea imposible de obtener de un cilindro; en lugar de eso, el regulador entregará una parte de ella de manera menos eficiente que el trabajo de respiración diseñado, y el resto solo cuando se reduzca la presión ambiental. En la mayoría de los diseños de reguladores, el buzo tendrá que superar una presión de apertura mayor para abrir la válvula de demanda y se reducirá el caudal. Estos efectos aumentan a medida que disminuye la presión entre etapas. Esto puede proporcionar al buceador una advertencia de que el suministro de gas de ese cilindro cesará de forma inmanente. Sin embargo, en al menos un diseño de regulador, una vez que la presión entre etapas se ha reducido lo suficiente, la servoválvula de segunda etapa inflable se desinflará y bloqueará efectivamente la válvula de demanda para abrirla.permitiendo que el gas residual escape hasta que la presión del cilindro haya caído a aproximadamente igual a la presión ambiental, momento en el cual el flujo se detendrá hasta que la presión ambiental se reduzca al ascender a una profundidad menor.
Un valor de 10 bar de presión entre etapas más la presión ambiental es una estimación adecuada para la presión funcional mínima para la mayoría de los propósitos de planificación. Este valor variará con la profundidad, y un regulador que ha dejado de suministrar gas respirable puede suministrar un poco más de gas a medida que la presión ambiental disminuye, permitiendo algunas respiraciones más del cilindro durante el ascenso si el gas se agota durante la inmersión. La cantidad de gas disponible de esta manera depende del volumen interno del cilindro.
Presiones críticas [ editar ]
Las presiones críticas (P crítica o Pcrítica ) son presiones que no deben descender durante una parte determinada de una inmersión planificada, ya que proporcionan gas para emergencias.
Presión de reserva [ editar ]
La presión de reserva es un ejemplo de presión crítica. Esto también se conoce como Presión Crítica de Ascenso , ya que indica la cantidad de gas necesaria para ascender de forma segura con tolerancias para contingencias específicas enumeradas en el plan de buceo.
Otras presiones críticas [ editar ]
También se pueden especificar presiones críticas para el inicio de la inmersión y para el cambio de rumbo cuando el ascenso directo no es posible o no es deseable. Estos pueden denominarse Presión crítica de descenso o Presión crítica para el perfil de inmersión y Presión crítica de salida o Presión crítica de giro .
Cálculo de presiones críticas [ editar ]
Las presiones críticas se calculan sumando todos los volúmenes de gas necesarios para las partes de la inmersión después del punto crítico y para otras funciones como el inflado del traje y el control de flotabilidad si se suministran desde el mismo conjunto de cilindros, y dividiendo este total. volumen por el volumen del conjunto de cilindros. A este valor se le suma una presión funcional mínima para dar la presión crítica.
Ejemplo: presión crítica de descenso:
Gas requerido para el descenso 175 litros Gas necesario para el control de la flotabilidad + 50 litros Gas requerido para el sector inferior + 2625 litros Gas necesario para el ascenso + 350 litros Gas necesario para las paradas de descompresión + 525 litros Gas necesario para inflar el BC en la superficie + 20 litros Uso total de gas planificado para la inmersión 3745 litros ÷ Volumen del juego (2 x 12 litros) ÷ 24 litros Presión requerida para suministrar gas 156 bar + Presión funcional mínima + 20 bar Presión crítica de descenso 176 bar Esta inmersión no debe intentarse si hay menos de 176 bar disponibles. Tenga en cuenta que no se han hecho provisiones para contingencias.
Efecto del cambio de temperatura sobre la presión [ editar ]
Se debe tener en cuenta la temperatura del gas al verificar las presiones críticas.
Las presiones críticas para el ascenso o el retorno se medirán a temperatura ambiente y no requieren compensación, pero la presión crítica para el descenso puede medirse a una temperatura considerablemente más alta que la temperatura en profundidad.
La presión debe corregirse a la temperatura esperada del agua utilizando la ley de Gay-Lussac .
P 2 = P 1 × (T 2 / T 1 )
Ejemplo: Corrección de presión por temperatura: Los cilindros están a unos 30 ° C, la temperatura del agua es de 10 ° C, la presión crítica para el descenso (P 1 ) es de 176 bar a 10 ° C
Temperatura del cilindro (T 1 ) = 30 + 273 = 303 K (convertir temperaturas a absolutas: T (K) = T (° C) +273) Temperatura del agua (T 2 ) = 10 + 273 = 283 K Presión crítica a 30 ° C (P 2 ) = 176 x (303/283) = 188 bares
Estimación de cantidades de gas para contingencias [ editar ]
El problema básico con la estimación de una reserva de gas para contingencias es decidir qué contingencias permitir. Esto se aborda en la evaluación de riesgos para la inmersión planificada. Una contingencia comúnmente considerada es compartir gas con otro buceador desde el punto de la inmersión donde se necesita el tiempo máximo para llegar a la superficie u otro lugar donde haya más gas disponible. Es probable que ambos buceadores tengan un RMV más alto de lo normal durante un ascenso asistido, ya que es una situación estresante. [1]Es prudente tener esto en cuenta. Los valores deben elegirse de acuerdo con las recomendaciones del código de prácticas en uso o de la agencia de capacitación, pero si se elige un valor más alto, es poco probable que alguien se oponga. Los buceadores recreativos pueden tener la discreción de utilizar los valores de RMV de su propia elección, según su experiencia personal y la aceptación informada del riesgo.
El procedimiento es idéntico al de cualquier otro cálculo de consumo de gas multisectorial, excepto que participan dos buzos, duplicando el RMV efectivo.
Para comprobar si el cilindro de rescate tiene gas adecuado (para un buceador) en caso de una emergencia a la profundidad planificada, la presión crítica debe calcularse en función del perfil planificado y debe permitir el cambio, el ascenso y toda la descompresión planificada.
Ejemplo: suministro de gas de emergencia:
Se planea una inmersión a 30 m que requiere 6 minutos de descompresión a 3 m. Para emergencias, IMCA recomienda asumir RMV = 40 l / min [10]
Permitir el tiempo de cambio a la profundidad de trabajo = 2 minutos Presión durante el cambio = 30/10 + 1 = 4 bar Consumo de gas durante el cambio = 40 x 4 x 2 = 320 litros Tiempo de ascenso de 30 ma 10 m / min = 3 minutos Presión media durante el ascenso = 15/10 + 1 = 2.5 bar Consumo de gas durante el ascenso = 40 x 2,5 x 3 = 300 litros Parada de descompresión durante 6 minutos a 3 m Presión durante la parada = 3/10 + 1 = 1.3 bar Consumo de gas en parada = 40 x 1,3 x 6 = 312 litros Consumo total de gas = 320 + 300 + 312 = 932 litros Está disponible un cilindro de 10 litros: Presión de 932 litros de gas en cilindro de 10 litros = 93,2 bar Permita una presión funcional mínima de 10 bar para el regulador: Presión crítica para el gas de rescate = 93,2 + 10 = 103 bar
Selección de cilindros apropiados [ editar ]
La decisión fundamental en la elección de los cilindros es si todo el suministro de gas para la inmersión se transportará en un solo juego o si se dividirá en más de un juego para diferentes partes de la inmersión. Bucear con un solo cilindro es logísticamente simple y hace que todo el gas esté disponible para respirar durante toda la inmersión, pero no puede aprovechar la optimización del gas respirable para la descompresión, o tener un suministro de emergencia independiente que no dependa de la presencia de una inmersión. amigo donde y cuando sea necesario. Un solo cilindro coloca al buceador en una posición de dependencia del compañero para el gas de respiración alternativo en caso de una emergencia cortando el suministro de aire principal, a menos que la opción de un ascenso libre sea aceptable.
El buceo con varios cilindros se realiza por tres razones básicas, o una combinación de las tres.
- Se proporciona un suministro totalmente independiente de gas respirable para emergencias en las que se interrumpe el suministro de gas primario. Esto generalmente se denomina gas de rescate y puede transportarse en un cilindro de rescate , que puede ser un cilindro de pony , o el suministro de gas primario puede dividirse y transportarse en dos (o más) cilindros primarios independientes de tamaño similar.
- Se pueden transportar mezclas de gases optimizadas para descompresión acelerada . Por lo general, estos gases no son adecuados para respirar a la profundidad máxima de inmersión debido a la fracción de oxígeno excesiva para la profundidad, por lo que no son ideales para el rescate desde la profundidad máxima.
- El gas del fondo puede ser hipóxico e inadecuado para respirar en la superficie. Se puede usar un gas de viaje para transitar el rango hipóxico. Puede ser posible utilizar una de las mezclas de descompresión como gas de viaje, lo que reduciría el número de cilindros transportados. [1]
Las inmersiones técnicas de circuito abierto profundo pueden requerir una combinación de gas de fondo, gas de viaje y dos o más gases de descompresión diferentes, lo que plantea un desafío para el buceador de cómo transportarlos todos y usarlos correctamente, como mal uso de un gas a una profundidad inadecuada. rango puede provocar hipoxia o toxicidad por oxígeno, y también afectará las obligaciones de descompresión. [15] [2]
Cada gas debe proporcionarse en cantidad suficiente para abastecer adecuadamente al buceador en todos los sectores relevantes de la inmersión. Esto se hace seleccionando un cilindro que, cuando se llena, puede contener al menos la cantidad requerida de gas, incluida cualquier reserva relevante y asignación de contingencia, por encima de la presión funcional mínima en la profundidad donde se utilizará el gas por última vez. Se deben considerar las consecuencias de la flotabilidad y el asiento de la elección del tanque, tanto como consecuencia de las características de flotabilidad inherentes del cilindro completo con regulador y otros accesorios, como debido al uso del contenido durante la inmersión. [1]
Variaciones de flotabilidad durante la inmersión [ editar ]
El buceador debe llevar suficiente peso para permanecer neutral en la parada de descompresión menos profunda después de que se haya usado todo el gas. Esto dará como resultado que el buceador sea algo negativo al inicio de la inmersión, y el compensador de flotabilidad debe tener suficiente volumen para neutralizar este exceso. Se puede calcular el peso y el volumen de flotabilidad requeridos si se conoce la masa del gas almacenado. [1]
Cálculo de la masa de gas en los cilindros [ editar ]
Un método simple para calcular la masa de un volumen de gas es calcular la masa en STP, a la que están disponibles las densidades de gases. La masa de cada gas componente se calcula para el volumen de ese componente calculado utilizando la fracción de gas para ese componente.
Gas Densidad Condición Aire 1.2754 kg / m 3 0 ° C, 1,01325 bares Helio 0,1786 kg / m 3 0 ° C, 1,01325 bares Nitrógeno 1,251 kg / m 3 0 ° C, 1,01325 bares Oxígeno 1.429 kg / m 3 0 ° C, 1,01325 bares
Ejemplo: cilindros gemelos de 12 l llenos de Trimix 20/30/50 a 232bar a 20 ° C (293K)
Calcule el volumen a 1.013 bar, 0% deg; C (273K)
V 1 = 12 litros por cilindro × 2 cilindros = 24 litros V 2 = (24 litros × 232 bar × 273K) / (1.013 bar × 293K) = 5121 litros De esta,
20% es oxígeno = 0,2 × 5496 = 1024 litros = 1.024 m 3 Masa de oxigeno = 1.429 kg / m 3 × 1.024 m 3 = 1,464 kilogramos 30% es helio = 0,3 × 5121 = 1536 litros = 1.536 m 3 Masa de helio = 0,1786 kg / m 3 × 1.536 m 3 = 0,274 kilogramos 50% es nitrógeno = 0,5 × 5121 = 2561 litros = 2.561 m 3 Masa de nitrógeno = 1,251 kg / m 3 × 2.561 m 3 = 3,203 kilogramos Masa total de gas mezcla = 4.941 kilogramos
La masa del helio es una pequeña parte del total. y la densidad del oxígeno y el nitrógeno son bastante similares. Una aproximación razonable es usar el volumen a 20 ° C, ignorar la masa de helio y tomar todos los componentes de nitrox y aire como 1.3 kg / m 3 .
Utilizando estas aproximaciones, la estimación para el ejemplo anterior es:
Masa de la mezcla = 0,7 × 0,024 m 3 / bar × 232 bar × 1,3 kg / m 3 = 5,1 kg
Este método raras veces se perderá tanto como un kg, lo que está cerca suficiente para estimaciones de flotabilidad para la mayoría de mezclas de buceo de circuito abierto.
Cálculo de la densidad de la mezcla de fondo [ editar ]
El cálculo de la densidad es bastante sencillo. La fracción de gas se multiplica por la densidad del gas libre para cada gas, se suma y luego se multiplica por la presión absoluta.
Ejemplo: Trimix 20/30/50 a 0 ° C
- Oxígeno: 0,2 × 1,429 kg / m 3 = 0,2858
- Helio: 0,3 × 0,1786 kg / m 3 = 0,05358
- Nitrógeno: 0,5 × 1,251 kg / m 3 = 0,6255
- Mezcla: 0,96488 kg / m 3
Si se va a utilizar a 50 msw, la presión absoluta se puede tomar como 6 bar y la densidad será 6 × 0,96488 = 5,78 kg / m 3 Esto es menor que el límite superior de 6,2 kg / m 3 recomendado por Anthony y Mitchell , pero más que su límite preferido de 5,2 kg / m 3 [8]
Ver también [ editar ]
- Fuente de aire alternativa : suministro de emergencia de gas respirable para un buceador subacuático
- Cilindro de rescate: cilindro de suministro de gas de emergencia transportado por un buzo
- Regla de los tercios (buceo) : regla general para la gestión del gas de buceo
Referencias [ editar ]
- ↑ a b c d e f g h Mount, Tom (agosto de 2008). "11: Planificación de la inmersión". En Mount, Tom; Dituri, Joseph (eds.). Enciclopedia de exploración y buceo con mezcla de gases (1ª ed.). Miami Shores, Florida: Asociación Internacional de Buzos Nitrox. págs. 113-158. ISBN 978-0-915539-10-9.
- ↑ a b c d e f g h i j k Beresford, Michael (2001). Trimix Diver: una guía para el uso de Trimix para buceo técnico . Pretoria, Sudáfrica: CMAS Instructors South Africa.
- ↑ a b US Navy (2006). Manual de buceo de la Marina de los EE. UU., 6ª revisión . Washington, DC: Comando de Sistemas Marítimos Navales de EE . UU . Consultado el 15 de septiembre de 2016 .
- ^ a b c d Programa de buceo NOAA (EE. UU.) (28 de febrero de 2001). Joiner, James T. (ed.). Manual de buceo NOAA, Buceo para la ciencia y la tecnología (4ª ed.). Silver Spring, Maryland: Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, Oficina de Investigación Oceánica y Atmosférica, Programa Nacional de Investigación Submarina. ISBN 978-0-941332-70-5. CD-ROM preparado y distribuido por el Servicio Nacional de Información Técnica (NTIS) en asociación con NOAA y Best Publishing Company
- ^ "Heliox21" . Linde Gas Therapeutics. 27 de enero de 2009 . Consultado el 14 de noviembre de 2011 .
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- ^ "Física del buceo y" Fizzyology " " . Museo del Obispo. 1997 . Consultado el 28 de agosto de 2008 .
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- ↑ a b Menduno, Michael (verano de 2018). "Anatomía de una inmersión comercial con mezcla de gases" . Alert Diver Online . Red de alerta de buzos . Consultado el 30 de octubre de 2019 .
- ^ Ange, Michael (19 de octubre de 2006). "La búsqueda del gas perfecto" . www.scubadiving.com . Consultado el 21 de noviembre de 2019 .
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[16.3.1.2.4] ... dado que el oxígeno tiene algunas propiedades narcóticas, es apropiado incluir el oxígeno en el cálculo de END cuando se utilizan trimixes (Lambersten et al. 1977,1978).
Se debe considerar que la parte que no es helio (es decir, la suma del oxígeno y el nitrógeno) tiene la misma potencia narcótica que una presión parcial equivalente de nitrógeno en el aire, independientemente de las proporciones de oxígeno y nitrógeno.
- ^ a b c d e f g h i j k Mount, Tom (agosto de 2008). "9: Configuración del equipo". En Mount, Tom; Dituri, Joseph (eds.). Enciclopedia de exploración y buceo con mezcla de gases (1ª ed.). Miami Shores, Florida: Asociación Internacional de Buzos Nitrox. págs. 91-106. ISBN 978-0-915539-10-9.
- ^ Jablonski, Jarrod (2006). Haciéndolo bien: los fundamentos de un mejor buceo . High Springs, Florida: Exploradores submarinos globales. ISBN 0-9713267-0-3.
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