Nitrox

Un tipo de etiqueta de identificación de cilindros nitrox

Nitrox se refiere a cualquier mezcla de gases compuesta (excepto los gases traza) de nitrógeno y oxígeno. Esto incluye el aire atmosférico, que es aproximadamente un 78 % de nitrógeno, un 21 % de oxígeno y un 1 % de otros gases, principalmente argón. En la aplicación habitual, el buceo submarino, el nitrox normalmente se distingue del aire y se maneja de manera diferente. El uso más común de mezclas de nitrox que contienen oxígeno en proporciones más altas que el aire atmosférico es en el buceo, donde la presión parcial reducida de nitrógeno es ventajosa para reducir la absorción de nitrógeno en los tejidos del cuerpo, extendiendo así el tiempo practicable de buceo bajo el agua por reduciendo el requisito de descompresión o reduciendo el riesgo de enfermedad por descompresión (también conocida como las curvas).

El nitrox se usa en menor medida en el buceo con suministro desde la superficie, ya que estas ventajas se ven reducidas por los requisitos logísticos más complejos del nitrox en comparación con el uso de compresores simples de baja presión para el suministro de gas respirable. Nitrox también se puede usar en el tratamiento hiperbárico de la enfermedad por descompresión, generalmente a presiones en las que el oxígeno puro sería peligroso. Nitrox no es un gas más seguro que el aire comprimido en todos los aspectos; aunque su uso puede reducir el riesgo de enfermedad por descompresión, aumenta los riesgos de toxicidad por oxígeno e incendio.

Aunque generalmente no se conoce como nitrox, una mezcla de aire enriquecida con oxígeno se proporciona de manera rutinaria a una presión ambiental normal en la superficie como oxigenoterapia a pacientes con respiración y circulación comprometidas.

Efectos fisiológicos bajo presión

Beneficios de descompresión

Reducir la proporción de nitrógeno aumentando la proporción de oxígeno reduce el riesgo de enfermedad por descompresión para el mismo perfil de inmersión, o permite tiempos de inmersión prolongados sin aumentar la necesidad de paradas de descompresión para el mismo riesgo. El aspecto significativo del tiempo prolongado sin paradas cuando se usan mezclas de nitrox es el riesgo reducido en una situación en la que el suministro de gas respirable está comprometido, ya que el buzo puede realizar un ascenso directo a la superficie con un riesgo aceptablemente bajo de enfermedad por descompresión. Los valores exactos de los tiempos prolongados sin paradas varían según el modelo de descompresión utilizado para derivar las tablas, pero como una aproximación, se basan en la presión parcial de nitrógeno en la profundidad de la inmersión. Este principio se puede utilizar para calcular una profundidad de aire equivalente (EAD) con la misma presión parcial de nitrógeno que la mezcla a utilizar, y esta profundidad es menor que la profundidad de inmersión real para mezclas enriquecidas con oxígeno. La profundidad de aire equivalente se utiliza con tablas de descompresión de aire para calcular la obligación de descompresión y los tiempos sin paradas. El modelo de descompresión de Goldman predice una reducción significativa del riesgo mediante el uso de nitrox (más de lo que sugieren las tablas PADI).

Narcosis nitrogenada

Las pruebas controladas no han demostrado que respirar nitrox reduzca los efectos de la narcosis por nitrógeno, ya que el oxígeno parece tener propiedades narcóticas similares a las del nitrógeno bajo presión; por lo tanto, no se debe esperar una reducción de los efectos narcóticos debido únicamente al uso de nitrox. No obstante, hay personas en la comunidad de buceo que insisten en que sienten menos efectos narcóticos en las profundidades respirando nitrox. Esto puede deberse a una disociación de los efectos subjetivos y conductuales de la narcosis. Aunque el oxígeno parece químicamente más narcótico en la superficie, los efectos narcóticos relativos en profundidad nunca se han estudiado en detalle, pero se sabe que diferentes gases producen diferentes efectos narcóticos a medida que aumenta la profundidad. El helio no tiene efecto narcótico, pero resulta en HPNS cuando se respira a altas presiones, lo que no sucede con gases que tienen mayor potencia narcótica. Sin embargo, debido a los riesgos asociados con la toxicidad del oxígeno, los buzos no suelen usar nitrox a mayores profundidades, donde es más probable que se presenten síntomas de narcosis más pronunciados. Para el buceo profundo, se suelen utilizar gases trimix o heliox; estos gases contienen helio para reducir la cantidad de gases narcóticos en la mezcla.

Toxicidad por oxígeno

Las inmersiones y la manipulación de nitrox plantean una serie de peligros potencialmente fatales debido a la alta presión parcial de oxígeno (ppO₂). Nitrox no es una mezcla de gases de inmersión profunda debido a la mayor proporción de oxígeno, que se vuelve tóxico cuando se respira a alta presión. Por ejemplo, la profundidad operativa máxima de nitrox con 36 % de oxígeno, una mezcla popular para el buceo recreativo, es de 29 metros (95 pies) para garantizar una ppO₂ máxima de no más de 1,4 bar (140 kPa). El valor exacto de la ppO₂ máxima permitida y la profundidad operativa máxima varían en función de factores como la agencia de formación, el tipo de inmersión, el equipo de respiración y el nivel de soporte de la superficie; permite respirar con una ppO₂ superior a la recomendada para los buceadores recreativos.

Para bucear de forma segura con nitrox, el buzo debe aprender un buen control de la flotabilidad, una parte vital del buceo por derecho propio, y un enfoque disciplinado para preparar, planificar y ejecutar una inmersión para garantizar que la ppO₂ es conocido y no se excede la profundidad operativa máxima. Muchas tiendas de buceo, operadores de buceo y mezcladores de gases (individuos capacitados para mezclar gases) requieren que el buzo presente una tarjeta de certificación de nitrox antes de vender nitrox a los buzos.

Algunas agencias de capacitación, como PADI y Technical Diving International, enseñan el uso de dos límites de profundidad para protegerse contra la toxicidad del oxígeno. La menor profundidad se denomina "profundidad operativa máxima" y se alcanza cuando la presión parcial de oxígeno en el gas respirable alcanza 1,4 bar (140 kPa). La profundidad más profunda, denominada "profundidad de contingencia", se alcanza cuando la presión parcial alcanza los 1,6 bar (160 kPa). Bucear a este nivel o más allá expone al buceador a un mayor riesgo de toxicidad por oxígeno en el sistema nervioso central (SNC). Esto puede ser extremadamente peligroso ya que su aparición a menudo es sin previo aviso y puede provocar ahogamiento, ya que el regulador puede escupir durante las convulsiones, que ocurren junto con la pérdida repentina del conocimiento (convulsión general inducida por la toxicidad del oxígeno).

Los buzos entrenados para usar nitrox pueden memorizar el acrónimo VENTID-C o, a veces, ConVENTID (que significa Vision (borrosidad), Ears (sonido de timbre), Nnáuseas, Twitching, Iirritabilidad, Dmareo y Cconvulsiones). Sin embargo, la evidencia de convulsiones de oxígeno no fatales indica que la mayoría de las convulsiones no están precedidas por ningún síntoma de advertencia. Además, muchas de las señales de advertencia sugeridas también son síntomas de narcosis por nitrógeno y, por lo tanto, pueden conducir a un diagnóstico erróneo por parte de un buceador. Una solución para cualquiera de los dos es ascender a una profundidad menor.

Retención de dióxido de carbono

El uso de nitrox puede causar una respuesta ventilatoria reducida, y cuando se respira gas denso en los límites más profundos del rango utilizable, esto puede provocar la retención de dióxido de carbono cuando los niveles de ejercicio son altos, con un mayor riesgo de pérdida del conocimiento.

Otros efectos

Existe evidencia anecdótica de que el uso de nitrox reduce la fatiga posterior a la inmersión, particularmente en buzos mayores u obesos; sin embargo, un estudio doble ciego para probar esto no encontró una reducción estadísticamente significativa en la fatiga informada. Sin embargo, hubo alguna sugerencia de que la fatiga posterior a la inmersión se debe a la enfermedad por descompresión subclínica (DCS) (es decir, microburbujas en la sangre insuficientes para causar síntomas de DCS); el hecho de que el estudio mencionado se haya realizado en una cámara seca con un perfil de descompresión ideal puede haber sido suficiente para reducir la EDC subclínica y prevenir la fatiga tanto en los buceadores con nitrox como con aire. En 2008, se publicó un estudio con buzos húmedos a la misma profundidad y no se observó una reducción estadísticamente significativa en la fatiga informada.

Sería necesario realizar más estudios con varios perfiles de buceo diferentes y también diferentes niveles de esfuerzo para investigar a fondo este problema. Por ejemplo, hay evidencia científica mucho mejor de que respirar gases con alto contenido de oxígeno aumenta la tolerancia al ejercicio durante el esfuerzo aeróbico. Aunque incluso el esfuerzo moderado mientras se respira con el regulador es algo relativamente poco frecuente en el buceo recreativo, ya que los buceadores suelen tratar de minimizarlo para conservar el gas, ocasionalmente se producen episodios de esfuerzo mientras se respira con el regulador en el buceo recreativo. Algunos ejemplos son nadar en la superficie una distancia hasta un bote o una playa después de salir a la superficie, donde la "seguridad" residual; el gas del cilindro a menudo se usa libremente, ya que el resto se desperdiciará de todos modos cuando se complete la inmersión y contingencias no planificadas debido a corrientes o problemas de flotabilidad. Es posible que estas situaciones no estudiadas hasta ahora hayan contribuido a la reputación positiva del nitrox.

Un estudio de 2010 que utilizó la frecuencia crítica de fusión del parpadeo y los criterios de fatiga percibida descubrió que el estado de alerta de los buceadores después de una inmersión con nitrox era significativamente mejor que después de una inmersión con aire.

Usos

Mesas de buceo Air Nitrox enriquecidas, mostrando tiempos de no descompresión ajustados.

Buceo submarino

Enriched Air Nitrox, nitrox con un contenido de oxígeno superior al 21 %, se utiliza principalmente en el buceo para reducir la proporción de nitrógeno en la mezcla de gases respirables. El principal beneficio es la reducción del riesgo de descompresión. En una medida considerablemente menor, también se usa en el buceo con suministro desde la superficie, donde la logística es relativamente compleja, similar al uso de otras mezclas de gases de buceo como heliox y trimix.

Recompresión terapéutica

Nitrox50 se utiliza como una de las opciones en las primeras etapas de la recompresión terapéutica utilizando la mesa Comex CX 30 para el tratamiento de la enfermedad por descompresión vestibular o general. Se respira Nitrox a 30 msw y 24 msw y los ascensos desde estas profundidades hasta la siguiente parada. A los 18 m, el gas se cambia a oxígeno para el resto del tratamiento.

Medicina, montañismo y aviones no presurizados

El uso de oxígeno en altitudes elevadas o como terapia de oxígeno puede ser como oxígeno suplementario, agregado al aire inspirado, lo que técnicamente sería un uso de nitrox, mezclado en el sitio, pero esto normalmente no se denomina como tal, como el gas proporcionado para este propósito es oxígeno.

Terminología

Nitrox es conocido por muchos nombres: Nitrox de aire enriquecido, aire enriquecido con oxígeno, Nitrox, EANx o aire seguro. Dado que la palabra es una contracción compuesta o una palabra acuñada y no un acrónimo, no debe escribirse en mayúsculas como "NITROX", pero puede escribirse inicialmente con mayúscula cuando se refiere a mezclas específicas como Nitrox32, que contiene 68% de nitrógeno y 32% de oxígeno. Cuando se indica una cifra, se refiere al porcentaje de oxígeno, no al porcentaje de nitrógeno. La convención original, Nitrox68/32, se acortó porque la primera figura es redundante.

El término "nitrox" se usó originalmente para referirse al gas respirable en un hábitat del fondo marino donde el oxígeno debe mantenerse en una fracción más baja que en el aire para evitar problemas de toxicidad por oxígeno a largo plazo. Más tarde fue utilizado por el Dr. Morgan Wells de la NOAA para mezclas con una fracción de oxígeno superior a la del aire, y se ha convertido en un término genérico para mezclas binarias de nitrógeno y oxígeno con cualquier fracción de oxígeno, y en el contexto del buceo recreativo y técnico, ahora generalmente se refiere a una mezcla de nitrógeno y oxígeno con más del 21% de oxígeno. "Aire enriquecido Nitrox" o "EAN", y "Aire enriquecido con oxígeno" Se utilizan para enfatizar mezclas más ricas que el aire. En "EANx", la "x" originalmente era la x de nitrox, pero ha pasado a indicar el porcentaje de oxígeno en la mezcla y se reemplaza por un número cuando se conoce el porcentaje; por ejemplo, una mezcla de oxígeno al 40% se llama EAN40. Las dos mezclas más populares son EAN32 y EAN36, desarrolladas por NOAA para el buceo científico, y también denominadas Nitrox I y Nitrox II, respectivamente, o Nitrox68/32 y Nitrox64/36. Estas dos mezclas se utilizaron por primera vez hasta los límites de profundidad y oxígeno para el buceo científico designados por la NOAA en ese momento.

El término Aire enriquecido con oxígeno (OEN) fue aceptado por la comunidad de buceo científico (estadounidense), pero aunque es probablemente el término más inequívoco y simplemente descriptivo propuesto hasta ahora, la comunidad de buceo recreativo se resistió, a veces a favor de terminología menos adecuada.

En sus primeros días de introducción a los buceadores no técnicos, los detractores también conocían ocasionalmente el nitrox con términos menos elogiosos, como "gas del diablo" o "gas vudú" (un término que ahora se usa a veces con orgullo).

American Nitrox Divers International (ANDI) utiliza el término "SafeAir", que definen como cualquier mezcla de aire enriquecida con oxígeno con concentraciones de O₂ entre 22% y 50% que cumplir con sus especificaciones de manejo y calidad del gas, y afirmar específicamente que estas mezclas son más seguras que el aire respirable producido normalmente para el usuario final que no está involucrado en la producción de la mezcla. Teniendo en cuenta las complejidades y los peligros de mezclar, manipular, analizar y usar aire enriquecido con oxígeno, este nombre es considerado inapropiado por aquellos que consideran que no es intrínsecamente "seguro", sino que simplemente tiene ventajas de descompresión.

Los porcentajes de gas constituyente son lo que busca el mezclador de gas, pero la mezcla real final puede variar de la especificación, por lo que se debe medir un pequeño flujo de gas del cilindro con un analizador de oxígeno, antes de usar el cilindro bajo el agua..

MOD

La profundidad operativa máxima (MOD) es la profundidad segura máxima a la que se puede usar una mezcla de nitrox determinada. La MOD depende de la presión parcial de oxígeno permitida, que está relacionada con el tiempo de exposición y el riesgo aceptable asumido de toxicidad por oxígeno en el sistema nervioso central. La ppO₂ máxima aceptable varía según la aplicación:

• 1.2 se utiliza a menudo en los reductores de circuito cerrado.
• 1.4 es recomendado por varias agencias de formación recreativa para el buceo ordinario.
• 1.5 se permite el buceo comercial en algunas jurisdicciones.
• 1.6 se permite parar la descompresión de buceo técnico, y es el máximo recomendado según NOAA

Los buzos comerciales y militares usan valores más altos en circunstancias especiales, a menudo cuando el buzo usa un aparato de respiración suministrado desde la superficie, o para tratamiento en una cámara, donde la vía aérea es relativamente segura.

Equipo

Elección de la mezcla

Diversos técnicos que se preparan para una inmersión de descompresión de gas mixto en Bohol, Filipinas. Tenga en cuenta la configuración de la placa trasera y el ala con tanques de etapa montados laterales que contienen EAN50 (lado izquierdo) y oxígeno puro (lado derecho).

Las dos mezclas de nitrox para buceo recreativo más comunes contienen un 32 % y un 36 % de oxígeno, que tienen profundidades operativas máximas (MOD) de 34 metros (112 ft) y 29 metros (95 ft) respectivamente cuando se limitan a una presión parcial máxima de oxígeno de 1,4 bar (140 kPa). Los buzos pueden calcular una profundidad de aire equivalente para determinar sus requisitos de descompresión o pueden usar tablas de nitrox o una computadora de buceo con capacidad de nitrox.

Nitrox con más del 40 % de oxígeno es poco común en el buceo recreativo. Esto se debe principalmente a dos razones: la primera es que todas las piezas del equipo de buceo que entran en contacto con mezclas que contienen proporciones más altas de oxígeno, especialmente a alta presión, necesitan una limpieza y un mantenimiento especiales para reducir el riesgo de incendio. La segunda razón es que las mezclas más ricas prolongan el tiempo que el buzo puede permanecer bajo el agua sin necesidad de paradas de descompresión mucho más allá de la duración permitida por la capacidad de los cilindros de buceo típicos. Por ejemplo, según las recomendaciones de nitrox de PADI, la profundidad operativa máxima para EAN45 sería de 21 metros (69 pies) y el tiempo máximo de inmersión disponible a esta profundidad incluso con EAN36 es de casi 1 hora y 15 minutos: un buceador con una frecuencia respiratoria de 20 litros por minuto usando cilindros gemelos de 10 litros, 230 bar (alrededor del doble de 85 pies cúbicos) habrían vaciado completamente los cilindros después de 1 hora y 14 minutos a esta profundidad.

El uso de mezclas de nitrox que contienen 50 % a 80 % de oxígeno es común en el buceo técnico como gas de descompresión, que en virtud de su menor presión parcial de gases inertes como el nitrógeno y el helio, permite una eliminación más eficiente (más rápida) de estos gases de los tejidos que las mezclas de oxígeno más pobres.

En el buceo técnico de circuito abierto profundo, donde se respiran gases hipóxicos durante la parte inferior de la inmersión, se utiliza una mezcla de Nitrox con un 50 % o menos de oxígeno llamada "mezcla de viaje" a veces se respira durante el comienzo del descenso para evitar la hipoxia. Normalmente, sin embargo, el gas de descompresión del buzo más pobre en oxígeno se usaría para este propósito, ya que el tiempo de descenso empleado para llegar a una profundidad donde la mezcla del fondo ya no es hipóxica es normalmente pequeño, y la distancia entre esta profundidad y es probable que la MOD de cualquier gas de descompresión nitrox sea muy corta, si es que ocurre.

La mejor mezcla

La composición de una mezcla de nitrox se puede optimizar para un perfil de buceo planificado determinado. Esto se denomina "Mejor combinación" para la inmersión y proporciona el tiempo máximo sin descompresión compatible con una exposición aceptable al oxígeno. Se selecciona una presión parcial máxima aceptable de oxígeno en función de la profundidad y el tiempo de fondo planificado, y este valor se utiliza para calcular el contenido de oxígeno de la mejor mezcla para la inmersión:

fO2,max=pO2,maxp=Presión parcial máxima aceptable de oxígenoPresión ambiente máxima de la inmersión{displaystyle ¿Qué? {p_{text{O}} {text{text{max}}}}{p}={frac {text{Maximum acceptable partial pressure of oxígeno}}}{text{Maximum ambient pressure of the dive}}}}}}}}}}} {f}}

Producción

Hay varios métodos de producción:

• Mezcla por presión parcial: una presión medida de oxígeno se decanta en el cilindro y el cilindro está "rematado" con aire del compresor de aire de buceo. Este método es muy versátil y requiere relativamente poco equipo adicional si se dispone de un compresor adecuado, pero es intensivo en mano de obra, y las altas presiones parciales de oxígeno son relativamente peligrosas.
• Decantación pre-mix: el proveedor de gas proporciona grandes cilindros con mezclas populares como el 32% y el 36%. Estos pueden diluirse aún más con el aire para proporcionar una mayor gama de mezclas.
• Mezcla mediante mezcla continua: se introducen en el aire cantidades medidas de oxígeno y se mezclan con él antes de llegar a la entrada del compresor. La concentración de oxígeno se controla comúnmente como presión parcial usando una célula de oxígeno. El compresor y especialmente el aceite de compresor, deben ser adecuados para este servicio. Si la fracción de oxígeno resultante es inferior al 40%, el cilindro y la válvula no pueden ser necesarios para ser limpiados para el servicio de oxígeno. Relativamente eficiente y rápido en comparación con la mezcla de presión parcial, pero requiere un compresor adecuado, y el rango de mezclas puede ser limitado por la especificación del compresor.
• Mezcla por fracción de masa: oxígeno y aire o nitrógeno se añaden a un cilindro que se pesa con precisión hasta que se alcance la mezcla necesaria. Este método requiere escalas bastante grandes y muy precisas, de lo contrario es similar a la mezcla de presión parcial, pero insensible a variaciones de temperatura.
• Mezcla por separación de gas: una membrana permeable de nitrógeno se utiliza para eliminar algunas de las moléculas de nitrógeno del aire hasta que se alcance la mezcla necesaria. El nitrox de baja presión resultante es bombeado en cilindros por un compresor.
  Una gama limitada de mezclas es posible, pero el equipo es rápido y fácil de operar y relativamente seguro, ya que nunca hay oxígeno parcial de alta presión involucrado. Se requiere un suministro de aire limpio de baja presión a una temperatura constante para resultados consistentes. Esto puede ser suministrado desde un compresor de baja presión o un suministro regulado desde el almacenamiento de alta presión o el compresor. El aire debe estar libre de contaminantes que puedan obstruir la membrana, y a una temperatura y presión de entrada constantes para producir una presión parcial constante entregada de oxígeno. El aire debe ser de calidad respiratoria, otros contaminantes deben ser filtrados independientemente. La presión de aire de entrada está regulada y la presión sobre la membrana controlada para ajustar la fracción de oxígeno del producto. CGA Grado La calidad del aire D o E es adecuada para el suministro de gas, y se calienta comúnmente a una temperatura de entrada constante. La calefacción también reduce la posibilidad de una alta humedad causando el humedecimiento de la membrana. En un sistema típico el aire de suministro entra en las miles de fibras huecas de la membrana en un extremo, y el oxígeno permea preferentemente las paredes de fibra, dejando sobre todo el nitrógeno en el extremo de descarga, que se ventila del sistema como desperdicios.
• La adsorción oscilante de presión requiere un equipo relativamente complejo, de lo contrario las ventajas son similares a la separación de membrana. PSA es una tecnología utilizada para separar gases de una mezcla bajo presión según las características moleculares y afinidad para un material adsorbente de los gases a temperaturas cercanas a los ambientes. Los materiales adsorbentes específicos se utilizan como trampa, adsorbiendo preferencialmente los gases de destino a alta presión. El proceso entonces oscila a baja presión para desorbar el material adsorbido y deslizar el contenedor adsorbente para que pueda ser reutilizado.

Marcas de cilindros para identificar contenidos

La mayoría de las organizaciones de formación de buzos y algunos gobiernos nacionales exigen que cualquier botella de buceo que contenga una mezcla de gases distinta del aire estándar esté claramente marcada para indicar la mezcla de gases actual. En la práctica es común utilizar una etiqueta adhesiva impresa para indicar el tipo de gas (en este caso nitrox), y agregar una etiqueta temporal para especificar el análisis de la mezcla actual.

Los estándares de capacitación para la certificación de nitrox sugieren que el buceador debe verificar la composición mediante el uso de un analizador de oxígeno antes de su uso.

Estándares y convenciones regionales

Unión Europea

Dentro de la UE, se recomiendan válvulas con rosca de salida M26x2 para cilindros con mayor contenido de oxígeno. Los reguladores para usar con estos cilindros requieren conectores compatibles y no se pueden conectar directamente con cilindros para aire comprimido.

Alemania

Una norma alemana especifica que cualquier mezcla con un contenido de oxígeno mayor que el aire atmosférico debe tratarse como oxígeno puro. Un cilindro de nitrox se limpia e identifica especialmente. El color del cilindro es blanco en general con la letra N en los lados opuestos del cilindro. La fracción de oxígeno en la botella se verifica después del llenado y se marca en el cilindro.

Sudáfrica

La norma nacional sudafricana 10019:2008 especifica el color de todas las botellas de buceo como amarillo dorado con hombro gris francés. Esto se aplica a todos los gases que se respiran bajo el agua, excepto el oxígeno médico, que debe transportarse en cilindros negros con un hombro blanco. Los cilindros de Nitrox deben identificarse mediante una etiqueta autoadhesiva transparente con letras verdes, colocada debajo del hombro. En efecto, se trata de letras verdes sobre un cilindro amarillo, con un hombro gris. La composición del gas también debe especificarse en la etiqueta. En la práctica, esto se hace mediante una pequeña etiqueta autoadhesiva adicional marcada con la fracción de oxígeno medida, que se cambia cuando se llena una nueva mezcla.

La revisión de 2021 de SANS 10019 cambió la especificación de color a gris marino claro para el hombro y una especificación de etiqueta diferente que incluye símbolos de peligro para materiales oxidantes y de alta presión.

Estados Unidos

Cilindro mostrando banda Nitrox y pegatina marcada con máxima profundidad de operación (MOD) y fracción de oxígeno (%O₂)

Cada cilindro de nitrox también debe tener una etiqueta que indique si el cilindro está o no limpio con oxígeno y es adecuado para la mezcla a presión parcial. Cualquier cilindro limpio de oxígeno puede tener una mezcla de hasta 100 % de oxígeno en su interior. Si por algún accidente se llena un cilindro de oxígeno limpio en una estación que no suministra gas según los estándares de oxígeno limpio, entonces se considera contaminado y debe volver a limpiarse antes de que se pueda volver a agregar un gas que contenga más del 40% de oxígeno. Cilindros marcados como 'no limpios con oxígeno' solo se pueden llenar con mezclas de aire enriquecidas con oxígeno de sistemas de mezcla de membrana o barra donde el gas se mezcla antes de agregarse al cilindro, y con una fracción de oxígeno que no exceda el 40% por volumen.

Peligros

Nitrox puede ser un peligro para la licuadora y para el usuario, por diferentes razones.

Incendio y contaminación de cilindros tóxicos por reacciones de oxígeno

La mezcla a presión parcial utilizando oxígeno puro decantado en el cilindro antes de rellenar con aire puede implicar fracciones de oxígeno muy altas y presiones parciales de oxígeno durante el proceso de decantación, lo que constituye un riesgo de incendio relativamente alto. Este procedimiento requiere cuidado y precauciones por parte del operador, y equipo de decantación y cilindros que estén limpios para el servicio de oxígeno, pero el equipo es relativamente simple y económico. La mezcla de presión parcial con oxígeno puro se usa a menudo para proporcionar nitrox en barcos de buceo con vida a bordo, pero también se usa en algunas tiendas y clubes de buceo.

Cualquier gas que contenga un porcentaje significativamente mayor de oxígeno que el aire es un riesgo de incendio, y dichos gases pueden reaccionar con hidrocarburos o lubricantes y materiales de sellado dentro del sistema de llenado para producir gases tóxicos, incluso si un incendio no es aparente. Algunas organizaciones eximen a los equipos de los estándares de limpieza con oxígeno si la fracción de oxígeno se limita al 40 % o menos.

Entre las agencias de formación recreativa, solo ANDI suscribe la directriz de exigir limpieza con oxígeno para equipos utilizados con más de 23% de fracción de oxígeno. La USCG, la NOAA, la Marina de los EE. UU., la OSHA y otras agencias de capacitación recreativa aceptan el límite en un 40 %, ya que no se sabe que haya ocurrido ningún accidente o incidente cuando esta guía se ha aplicado correctamente. Decenas de miles de buceadores recreativos reciben formación cada año y a la gran mayoría de estos buceadores se les enseña la "regla de más del 40 %". La mayoría de las estaciones de llenado de nitrox que suministran nitrox premezclado llenarán cilindros con mezclas por debajo del 40 % sin certificación de limpieza para el servicio de oxígeno. Los cilindros de Luxfer especifican la limpieza con oxígeno para todas las mezclas que excedan el 23,5 % de oxígeno.

Las siguientes referencias para la limpieza con oxígeno citan específicamente el "más del 40 %" pauta que se ha utilizado ampliamente desde la década de 1960, y el consenso en el taller de aire enriquecido de 1992 fue aceptar esa pauta y continuar con el statu quo.

• Code of Federal Regulations, Part 1910.430 (i) - Commercial Diving Operations
• OSHA Oxygen Especificaciones 1910.420 (1)
• Especificaciones de oxígeno NOAA (apéndice D)
• U.S. Navy Oxygen Especificaciones U.S. MIL-STD-777E (SH) Note K-6-4, Cat. K.6
• Especificaciones de oxígeno de la Guardia Costera Título 46: Envío, revisiones hasta 10-1-92. 197.452 Limpieza de oxígeno 46 CFR 197.451

Gran parte de la confusión parece ser el resultado de la aplicación incorrecta de las pautas de PVHO (recipiente a presión para ocupación humana) que prescriben un contenido máximo de oxígeno ambiental del 25 % cuando una persona está sellada en un recipiente a presión (cámara). La preocupación aquí es por un peligro de incendio para una persona viva que podría quedar atrapada en un ambiente en llamas rico en oxígeno.

De los tres métodos comúnmente aplicados para producir mezclas de aire enriquecido (mezcla continua, mezcla de presión parcial y sistemas de separación por membrana), solo la mezcla de presión parcial requeriría que los componentes de la válvula y el cilindro se limpien con oxígeno para mezclas con menos del 40 % de oxígeno. Los otros dos métodos aseguran que el equipo nunca esté sujeto a un contenido de oxígeno superior al 40%.

En un incendio, la presión en un cilindro de gas aumenta en proporción directa a su temperatura absoluta. Si la presión interna excede las limitaciones mecánicas del cilindro y no hay medios para ventilar de manera segura el gas presurizado a la atmósfera, el recipiente fallará mecánicamente. Si el contenido del recipiente es inflamable o hay un contaminante presente, este evento puede resultar en una "bola de fuego".

Mezcla de gases incorrecta

El uso de una mezcla de gases que difiere de la mezcla planificada presenta un mayor riesgo de enfermedad por descompresión o un mayor riesgo de toxicidad por oxígeno, según el error. Puede ser posible simplemente volver a calcular el plan de buceo o configurar el ordenador de buceo en consecuencia, pero en algunos casos la inmersión planificada puede no ser practicable.

Muchas agencias de capacitación como PADI, CMAS, SSI y NAUI capacitan a sus buzos para que verifiquen personalmente el contenido porcentual de oxígeno de cada cilindro de nitrox antes de cada inmersión. Si el porcentaje de oxígeno se desvía en más del 1 % de la mezcla planificada, el buzo debe recalcular el plan de buceo con la mezcla real o cancelar la inmersión para evitar un mayor riesgo de toxicidad por oxígeno o enfermedad por descompresión. Según las normas de la IANTD y la ANDI para el uso de nitrox, que siguen los centros de buceo de todo el mundo, los cilindros de nitrox llenos se firman personalmente en un libro de registro de gases mezclados, que contiene, para cada cilindro y llenado, el número del cilindro, el oxígeno medido fracción por porcentaje, la profundidad operativa máxima calculada para esa mezcla y la firma del buzo receptor, quien debería haber medido personalmente la fracción de oxígeno antes de recibir la entrega. Todos estos pasos reducen el riesgo pero aumentan la complejidad de las operaciones ya que cada buzo debe usar el cilindro específico que ha revisado. En Sudáfrica, el estándar nacional para el manejo y llenado de cilindros portátiles con gases presurizados (SANS 10019) exige que el cilindro esté etiquetado con una etiqueta que identifique el contenido como nitrox y especifique la fracción de oxígeno. Es posible que se apliquen requisitos similares en otros países.

Historia

En 1874, Henry Fleuss realizó lo que posiblemente fue la primera inmersión con Nitrox utilizando un rebreather.

En 1911, Draeger de Alemania probó una mochila de rebreather operada por inyector para un traje de buceo estándar. Este concepto se produjo y comercializó como el sistema de rebreather de oxígeno DM20 y el sistema de rebreather de nitrox DM40, en los que el aire de un cilindro y el oxígeno de un segundo cilindro se mezclaban durante la inyección a través de una boquilla que hacía circular el gas respirable a través del depurador y el resto del el lazo. El DM40 fue clasificado para profundidades de hasta 40 m.

Christian J. Lambertsen propuso cálculos para la adición de nitrógeno para prevenir la toxicidad del oxígeno en buzos que utilizan el buceo con rebreather de nitrógeno y oxígeno.

En la Segunda Guerra Mundial o poco después, los buzos de limpieza y los hombres rana comando británicos comenzaron a bucear ocasionalmente con respiradores de oxígeno adaptados para el buceo con nitrox de circuito semicerrado (al que llamaron "mixto") colocando cilindros más grandes y ajustando cuidadosamente el caudal de gas usando un medidor de flujo. Estos desarrollos se mantuvieron en secreto hasta que los civiles los duplicaron de forma independiente en la década de 1960.

Lambertson publicó un artículo sobre nitrox en 1947.

En la década de 1950, la Marina de los Estados Unidos (USN) documentó los procedimientos de gas oxígeno enriquecido para uso militar de lo que hoy llamamos nitrox, en el Manual de buceo de la Marina de los EE. UU.

En 1955, E. Lanphier describió el uso de mezclas de buceo de nitrógeno y oxígeno y el método de profundidad de aire equivalente para calcular la descompresión a partir de tablas de aire.

En la década de 1960, A. Galerne utilizó la mezcla en línea para el buceo comercial.

En 1970, Morgan Wells, quien fue el primer director del Centro de Buceo de la Administración Nacional Oceanográfica y Atmosférica (NOAA), comenzó a instituir procedimientos de buceo para aire enriquecido con oxígeno. Introdujo el concepto de profundidad de aire equivalente (EAD). También desarrolló un proceso para mezclar oxígeno y aire al que llamó sistema de mezcla continua. Durante muchos años Wells' invención fue la única alternativa práctica a la mezcla de presión parcial. En 1979 NOAA publicó Wells' procedimientos para el uso científico de nitrox en el Manual de Buceo de la NOAA.

En 1985, Dick Rutkowski, un ex oficial de seguridad de buceo de la NOAA, formó IAND (Asociación Internacional de Buceadores Nitrox) y comenzó a enseñar el uso de nitrox para el buceo recreativo. Esto fue considerado peligroso por algunos y se encontró con un gran escepticismo por parte de la comunidad de buceo.

En 1989, el taller de la institución oceanográfica Harbor Branch abordó problemas de mezcla, límites de oxígeno y descompresión.

En 1991, Bove, Bennett y la revista Skindiver se pronunciaron en contra del uso de nitrox para el buceo recreativo. El programa anual DEMA (que se llevó a cabo en Houston, Texas ese año) prohibió la participación de los proveedores de capacitación en nitrox. Esto provocó una reacción violenta, y cuando DEMA cedió, varias organizaciones aprovecharon la oportunidad para presentar talleres de nitrox fuera de la feria.

En 1992, el Scuba Diving Resources Group organizó un taller donde se establecieron algunas pautas y se abordaron algunos conceptos erróneos.

En 1992, BSAC prohibió a sus miembros usar nitrox durante las actividades de BSAC. El nombre de IAND se cambió a Asociación Internacional de Nitrox y Buceadores Técnicos (IANTD), y se agregó la T cuando la Asociación Europea de Buceadores Técnicos (EATD) se fusionó con IAND. A principios de la década de 1990, estas agencias enseñaban nitrox, pero las principales agencias de buceo no. Nuevas organizaciones adicionales, incluida la American Nitrox Divers International (ANDI), que inventó el término "Safe Air" con fines de marketing, y Technical Diving International (TDI). NAUI se convirtió en la primera agencia importante de formación de buceadores recreativos existente en sancionar el nitrox.

En 1993, la Asociación Sub-Aqua fue la primera agencia de formación de buceo recreativo del Reino Unido en reconocer y respaldar la formación de Nitrox que sus miembros habían realizado con una de las agencias tecnológicas. La primera calificación recreativa de Nitrox de la SAA se emitió en abril de 1993. El primer instructor de Nitrox de la SAA fue Vic Bonfante y fue certificado en septiembre de 1993.

Mientras tanto, las tiendas de buceo estaban encontrando una razón puramente económica para ofrecer nitrox: no solo se necesitaba un curso completamente nuevo y una certificación para usarlo, sino que, en lugar de llenar el tanque con aire comprimido barato o gratis, las tiendas de buceo descubrieron que podían cobrar una prima. cantidades de dinero para la mezcla de gas personalizado de nitrox a sus buzos ordinarios, moderadamente experimentados. Con las nuevas computadoras de buceo que podían programarse para permitir los tiempos de fondo más largos y los tiempos de nitrógeno residual más cortos que brindaba el nitrox, aumentó el incentivo para que el buzo deportivo use el gas.

En 1993, la revista Skin Diver, la principal publicación de buceo recreativo de la época, publicó una serie de tres partes en la que se argumentaba que el nitrox no era seguro para los buceadores deportivos. DiveRite fabricó el primer ordenador de buceo compatible con nitrox, llamado Bridge, la conferencia aquaCorps TEK93 se celebró en San Francisco y se estableció un límite de aceite practicable de 0,1 mg/m³ para aire compatible con oxígeno. Las fuerzas armadas canadienses emitieron tablas de EAD con un PO₂ superior de 1,5 ATA.

En 1994, John Lamb y Vandagraph lanzaron el primer analizador de oxígeno construido específicamente para buceadores con Nitrox y gases mixtos, en el Birmingham Dive Show.

En 1994, BSAC revirtió su política sobre Nitrox y anunció que la capacitación sobre nitrox de BSAC comenzaría en 1995.

En 1996, la Asociación Profesional de Instructores de Buceo (PADI) anunció el apoyo educativo completo para nitrox. Si bien otras organizaciones principales de buceo habían anunciado anteriormente su apoyo al nitrox, fue el respaldo de PADI lo que estableció al nitrox como una opción estándar de buceo recreativo.

En 1997, ProTec comenzó con Nitrox 1 (recreativo) y Nitrox 2 (técnico). Se ha publicado un manual de ProTec Nitrox en alemán (ref. a la 6.ª edición).

En 1999, una encuesta realizada por R.W. Hamilton mostró que en cientos de miles de inmersiones con nitrox, el récord de DCS es bueno. Nitrox se había vuelto popular entre los buceadores recreativos, pero no lo usaban mucho los buceadores comerciales que tienden a usar aparatos de respiración suministrados desde la superficie. La OSHA aceptó una petición de variación de las reglamentaciones de buceo comercial para instructores de buceo recreativo.

La edición de 2001 del Manual de buceo de la NOAA incluía un capítulo destinado al entrenamiento con Nitrox.

En la naturaleza

En ocasiones, en el pasado geológico, la atmósfera de la Tierra contenía mucho más del 20 % de oxígeno: p. hasta un 35% en el Carbonífero Superior. Esto permitió que los animales absorbieran oxígeno más fácilmente e influyó en sus patrones evolutivos.