Nitrox

Um tipo de etiqueta de identificação do cilindro de nitrox

Nitrox refere-se a qualquer mistura gasosa composta (exceto gases traço) de nitrogênio e oxigênio. Isso inclui o ar atmosférico, que é aproximadamente 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio e 1% de outros gases, principalmente argônio. Na aplicação usual, mergulho subaquático, o nitrox é normalmente diferenciado do ar e manuseado de forma diferente. O uso mais comum de misturas de nitrox contendo oxigênio em proporções maiores do que o ar atmosférico é no mergulho, onde a pressão parcial reduzida de nitrogênio é vantajosa na redução da absorção de nitrogênio nos tecidos do corpo, estendendo assim o tempo de mergulho subaquático praticável por reduzindo o requisito de descompressão ou reduzindo o risco de doença descompressiva (também conhecida como as curvas).

O nitrox é usado em menor escala no mergulho com suprimento de superfície, pois essas vantagens são reduzidas pelos requisitos logísticos mais complexos do nitrox em comparação com o uso de compressores simples de baixa pressão para o suprimento de gás respiratório. Nitrox também pode ser usado no tratamento hiperbárico da doença de descompressão, geralmente em pressões em que o oxigênio puro seria perigoso. Nitrox não é um gás mais seguro que o ar comprimido em todos os aspectos; embora seu uso possa reduzir o risco de doença descompressiva, aumenta os riscos de intoxicação por oxigênio e incêndio.

Embora não seja geralmente referido como nitrox, uma mistura de ar enriquecido com oxigênio é rotineiramente fornecida em pressão ambiente de superfície normal como oxigenoterapia para pacientes com respiração e circulação comprometidas.

Efeitos fisiológicos sob pressão

Benefícios da descompressão

Reduzir a proporção de nitrogênio aumentando a proporção de oxigênio reduz o risco de doença descompressiva para o mesmo perfil de mergulho ou permite tempos de mergulho prolongados sem aumentar a necessidade de paradas de descompressão para o mesmo risco. O aspecto significativo do tempo sem parada estendido ao usar misturas de nitrox é o risco reduzido em uma situação em que o suprimento de gás respiratório é comprometido, pois o mergulhador pode fazer uma subida direta à superfície com um risco aceitavelmente baixo de doença descompressiva. Os valores exatos dos tempos estendidos sem parada variam dependendo do modelo de descompressão usado para derivar as tabelas, mas como uma aproximação, é baseado na pressão parcial de nitrogênio na profundidade do mergulho. Este princípio pode ser usado para calcular uma profundidade de ar equivalente (EAD) com a mesma pressão parcial de nitrogênio que a mistura a ser usada, e esta profundidade é menor que a profundidade de mergulho real para misturas enriquecidas com oxigênio. A profundidade de ar equivalente é usada com tabelas de descompressão de ar para calcular a obrigação de descompressão e os tempos sem parada. O modelo de descompressão de Goldman prevê uma redução de risco significativa usando nitrox (mais do que sugerem as tabelas PADI).

Narcose por nitrogênio

Testes controlados não mostraram que respirar nitrox reduz os efeitos da narcose por nitrogênio, pois o oxigênio parece ter propriedades narcóticas semelhantes sob pressão ao nitrogênio; portanto, não se deve esperar uma redução dos efeitos narcóticos devido apenas ao uso de nitrox. No entanto, há pessoas na comunidade do mergulho que insistem em sentir efeitos narcóticos reduzidos em profundidades respirando nitrox. Isso pode ser devido a uma dissociação dos efeitos subjetivos e comportamentais da narcose. Embora o oxigênio pareça quimicamente mais narcótico na superfície, os efeitos narcóticos relativos em profundidade nunca foram estudados em detalhes, mas sabe-se que diferentes gases produzem diferentes efeitos narcóticos à medida que a profundidade aumenta. O hélio não tem efeito narcótico, mas resulta em HPNS quando respirado em altas pressões, o que não acontece com gases de maior potência narcótica. No entanto, devido aos riscos associados à toxicidade do oxigênio, os mergulhadores geralmente não usam nitrox em profundidades maiores, onde é mais provável que ocorram sintomas de narcose mais pronunciados. Para mergulho profundo, normalmente são usados gases trimix ou heliox; esses gases contêm hélio para reduzir a quantidade de gases narcóticos na mistura.

Toxicidade de oxigênio

Mergulhar e manusear nitrox aumenta uma série de perigos potencialmente fatais devido à alta pressão parcial de oxigênio (ppO₂). Nitrox não é uma mistura gasosa para mergulho profundo devido ao aumento da proporção de oxigênio, que se torna tóxico quando respirado em alta pressão. Por exemplo, a profundidade operacional máxima do nitrox com 36% de oxigênio, uma mistura popular de mergulho recreativo, é de 29 metros (95 pés) para garantir um ppO máximo₂ de não mais que 1,4 bar (140 kPa). O valor exato do ppO₂ máximo permitido e da profundidade operacional máxima varia dependendo de fatores como a agência de treinamento, o tipo de mergulho, o equipamento respiratório e o nível de suporte de superfície, com mergulhadores profissionais às vezes sendo permitido respirar mais ppO₂ do que os recomendados para mergulhadores recreativos.

Para mergulhar com segurança com nitrox, o mergulhador deve aprender um bom controle de flutuabilidade, uma parte vital do mergulho autônomo por si só, e uma abordagem disciplinada para preparar, planejar e executar um mergulho para garantir que o ppO₂ é conhecido e a profundidade operacional máxima não é excedida. Muitas lojas de mergulho, operadoras de mergulho e misturadores de gás (indivíduos treinados para misturar gases) exigem que o mergulhador apresente um cartão de certificação nitrox antes de vender nitrox para mergulhadores.

Algumas agências de treinamento, como PADI e Technical Diving International, ensinam o uso de dois limites de profundidade para proteger contra a toxicidade do oxigênio. A profundidade mais rasa é chamada de "profundidade operacional máxima" e é atingido quando a pressão parcial de oxigênio no gás respiratório atinge 1,4 bar (140 kPa). A profundidade mais profunda, chamada de "profundidade de contingência", é alcançada quando a pressão parcial atinge 1,6 bar (160 kPa). Mergulhar neste nível ou além dele expõe o mergulhador a um risco maior de intoxicação por oxigênio no sistema nervoso central (SNC). Isso pode ser extremamente perigoso, pois seu início geralmente ocorre sem aviso e pode levar ao afogamento, pois o regulador pode ser cuspido durante as convulsões, que ocorrem em conjunto com inconsciência súbita (convulsão geral induzida pela toxicidade do oxigênio).

Os mergulhadores treinados para usar nitrox podem memorizar o acrônimo VENTID-C ou às vezes ConVENTID, (que significa Visão (desfoque), Ears (som de toque), Náusea, Tbruxa, Irritabilidade, Dtontura e Convulsões). No entanto, evidências de convulsões de oxigênio não fatais indicam que a maioria das convulsões não é precedida por nenhum sintoma de alerta. Além disso, muitos dos sinais de alerta sugeridos também são sintomas de narcose por nitrogênio e, portanto, podem levar a um diagnóstico incorreto por um mergulhador. Uma solução para qualquer um deles é subir a uma profundidade menor.

Retenção de dióxido de carbono

O uso de nitrox pode causar uma resposta ventilatória reduzida e, ao respirar gás denso nos limites mais profundos da faixa utilizável, isso pode resultar em retenção de dióxido de carbono quando os níveis de exercício são altos, com risco aumentado de perda de consciência.

Outros efeitos

Há evidências anedóticas de que o uso de nitrox reduz a fadiga pós-mergulho, particularmente em mergulhadores mais velhos e/ou obesos; no entanto, um estudo duplo-cego para testar isso não encontrou nenhuma redução estatisticamente significativa na fadiga relatada. Houve, no entanto, alguma sugestão de que a fadiga pós-mergulho é devida à doença descompressiva subclínica (DCS) (ou seja, microbolhas no sangue insuficientes para causar sintomas de DCS); o fato de o referido estudo ter sido realizado em câmara seca com perfil de descompressão ideal pode ter sido suficiente para reduzir a DCS subclínica e prevenir a fadiga tanto nos mergulhadores nitrox quanto nos mergulhadores a ar. Em 2008, foi publicado um estudo usando mergulhadores molhados na mesma profundidade, sem redução estatisticamente significativa na fadiga relatada.

Mais estudos com vários perfis de mergulho diferentes, e também diferentes níveis de esforço, seriam necessários para investigar completamente esse problema. Por exemplo, há evidências científicas muito melhores de que respirar gases com alto teor de oxigênio aumenta a tolerância ao exercício durante o esforço aeróbico. Embora mesmo o esforço moderado durante a respiração do regulador seja uma ocorrência relativamente incomum no mergulho recreativo, já que os mergulhadores geralmente tentam minimizá-lo para economizar gás, episódios de esforço durante a respiração do regulador ocorrem ocasionalmente no mergulho recreativo. Exemplos são nadar na superfície a uma distância de um barco ou praia após a superfície, onde a "segurança" o gás do cilindro é frequentemente usado livremente, já que o restante será desperdiçado de qualquer maneira quando o mergulho for concluído e contingências não planejadas devido a correntes ou problemas de flutuabilidade. É possível que essas situações até agora não estudadas tenham contribuído para a reputação positiva do nitrox.

Um estudo de 2010 usando frequência crítica de fusão de flicker e critérios de fadiga percebida descobriu que o estado de alerta do mergulhador após um mergulho com nitrox foi significativamente melhor do que após um mergulho com ar.

Usos

Mesas de mergulho enriquecidos Air Nitrox, mostrando tempos de não-decompressão ajustados.

Mergulho subaquático

Ar enriquecido Nitrox, nitrox com um teor de oxigênio acima de 21%, é usado principalmente em mergulho para reduzir a proporção de nitrogênio na mistura de gases respiratórios. O principal benefício é a redução do risco de descompressão. Em uma extensão consideravelmente menor, também é usado em mergulho de superfície, onde a logística é relativamente complexa, semelhante ao uso de outras misturas de gás de mergulho como heliox e trimix.

Recompressão terapêutica

O Nitrox50 é utilizado como uma das opções nas primeiras etapas da recompressão terapêutica utilizando a mesa Comex CX 30 para tratamento de doenças vestibulares ou descompressivas gerais. Nitrox é respirado a 30 msw e 24 msw e as subidas dessas profundidades até a próxima parada. Aos 18 m, o gás é trocado por oxigênio para o restante do tratamento.

Medicina, montanhismo e aeronaves não pressurizadas

O uso de oxigênio em grandes altitudes ou como terapia de oxigênio pode ser como oxigênio suplementar, adicionado ao ar inspirado, o que seria tecnicamente um uso de nitrox, misturado no local, mas isso não é normalmente referido como tal, como o gás fornecido para esse fim é o oxigênio.

Terminologia

O Nitrox é conhecido por muitos nomes: Ar Enriquecido Nitrox, Ar Enriquecido com Oxigênio, Nitrox, EANx ou Ar seguro. Como a palavra é uma contração composta ou palavra cunhada e não uma sigla, ela não deve ser escrita em letras maiúsculas como "NITROX", mas pode ser inicialmente maiúscula quando se referir a misturas específicas, como Nitrox32, que contém 68% de nitrogênio e 32% de oxigênio. Quando um valor é indicado, ele se refere à porcentagem de oxigênio, não à porcentagem de nitrogênio. A convenção original, Nitrox68/32, foi abreviada porque a primeira figura é redundante.

O termo "nitrox" foi originalmente usado para se referir ao gás respiratório em um habitat do fundo do mar, onde o oxigênio deve ser mantido em uma fração menor do que no ar para evitar problemas de toxicidade de oxigênio a longo prazo. Mais tarde, foi usado pelo Dr. Morgan Wells da NOAA para misturas com uma fração de oxigênio maior que o ar e tornou-se um termo genérico para misturas binárias de nitrogênio e oxigênio com qualquer fração de oxigênio e no contexto do mergulho recreativo e técnico, agora geralmente refere-se a uma mistura de azoto e oxigénio com mais de 21% de oxigénio. "Ar Enriquecido Nitrox" ou "EAN", e "Ar Enriquecido com Oxigênio" são usados para enfatizar misturas mais ricas que o ar. Em "EANx", o "x" originalmente era o x de nitrox, mas passou a indicar a porcentagem de oxigênio na mistura e é substituído por um número quando a porcentagem é conhecida; por exemplo, uma mistura de 40% de oxigênio é chamada de EAN40. As duas misturas mais populares são EAN32 e EAN36, desenvolvidas pela NOAA para mergulho científico, e também denominadas Nitrox I e Nitrox II, respectivamente, ou Nitrox68/32 e Nitrox64/36. Essas duas misturas foram utilizadas pela primeira vez nos limites de profundidade e oxigênio para mergulho científico designados pela NOAA na época.

O termo Ar Enriquecido com Oxigênio (OEN) foi aceito pela comunidade de mergulho científico (americana), mas embora seja provavelmente o termo mais inequívoco e simplesmente descritivo já proposto, foi rejeitado pela comunidade de mergulho recreativo, às vezes em favor de terminologia menos apropriada.

Em seus primeiros dias de introdução a mergulhadores não técnicos, o nitrox ocasionalmente também era conhecido por detratores por termos menos elogiosos, como "devil gas" ou "gás vodu" (um termo agora às vezes usado com orgulho).

A American Nitrox Divers International (ANDI) usa o termo "SafeAir", que eles definem como qualquer mistura de ar enriquecido com oxigênio com concentrações de O₂ entre 22% e 50% que atendem às especificações de qualidade e manuseio do gás e afirmam especificamente que essas misturas são mais seguras do que o ar respirável normalmente produzido para o usuário final não envolvido na produção da mistura. Considerando as complexidades e os perigos de misturar, manusear, analisar e usar ar enriquecido com oxigênio, esse nome é considerado inadequado por aqueles que consideram que não é inerentemente "seguro", mas apenas tem vantagens de descompressão.

As porcentagens de gás constituinte são o objetivo do misturador de gás, mas a mistura real final pode variar da especificação e, portanto, um pequeno fluxo de gás do cilindro deve ser medido com um analisador de oxigênio, antes que o cilindro seja usado debaixo d'água.

MOD

A profundidade operacional máxima (MOD) é a profundidade máxima segura na qual uma determinada mistura de nitrox pode ser usada. A MOD depende da pressão parcial permitida de oxigênio, que está relacionada ao tempo de exposição e ao risco aceitável assumido para toxicidade do oxigênio no sistema nervoso central. O máximo aceitável de ppO₂ varia dependendo da aplicação:

• 1.2 é frequentemente usado em rebreathers de circuito fechado.
• 1.4 é recomendado por várias agências de treinamento recreativo para mergulho comum.
• 1.5 é permitido para mergulho comercial em algumas jurisdições.
• 1.6 é permitido para paradas técnicas de descompressão de mergulho, e é o máximo recomendado de acordo com NOAA

Valores mais altos são usados por mergulhadores comerciais e militares em circunstâncias especiais, geralmente quando o mergulhador usa aparelhos respiratórios fornecidos pela superfície ou para tratamento em uma câmara, onde a via aérea é relativamente segura.

Equipamento

Escolha da mistura

mergulhadores técnicos que se preparam para um mergulho de descompressão de gás misto em Bohol, Filipinas. Note a configuração da placa traseira e da asa com tanques de palco montados laterais contendo EAN50 (lado esquerdo) e oxigênio puro (lado direito).

As duas misturas de nitrox para mergulho recreativo mais comuns contêm 32% e 36% de oxigênio, que têm profundidades operacionais máximas (MODs) de 34 metros (112 pés) e 29 metros (95 pés), respectivamente, quando limitadas a uma pressão parcial máxima de oxigênio de 1,4 bar (140 kPa). Os mergulhadores podem calcular uma profundidade de ar equivalente para determinar seus requisitos de descompressão ou podem usar tabelas nitrox ou um computador de mergulho compatível com nitrox.

Nitrox com mais de 40% de oxigênio é incomum no mergulho recreativo. Existem duas razões principais para isso: a primeira é que todas as peças do equipamento de mergulho que entram em contato com misturas contendo maiores proporções de oxigênio, principalmente em alta pressão, precisam de limpeza e manutenção especiais para reduzir o risco de incêndio. A segunda razão é que misturas mais ricas prolongam o tempo que o mergulhador pode ficar debaixo d'água sem precisar de paradas de descompressão muito além da duração permitida pela capacidade dos cilindros de mergulho típicos. Por exemplo, com base nas recomendações PADI nitrox, a profundidade operacional máxima para EAN45 seria de 21 metros (69 pés) e o tempo máximo de mergulho disponível nessa profundidade, mesmo com EAN36, é de quase 1 hora e 15 minutos: um mergulhador com taxa de respiração de 20 litros por minuto usando cilindros duplos de 10 litros e 230 bar (cerca de 85 pés cúbicos duplos) teriam esvaziado completamente os cilindros após 1 hora e 14 minutos nesta profundidade.

O uso de misturas de nitrox contendo 50% a 80% de oxigênio é comum no mergulho técnico como gás de descompressão, que em virtude de sua menor pressão parcial de gases inertes como nitrogênio e hélio, permite uma eliminação mais eficiente (mais rápida) destes gases dos tecidos do que misturas de oxigênio mais pobres.

No mergulho técnico de circuito aberto profundo, onde gases hipóxicos são respirados durante a parte inferior do mergulho, uma mistura Nitrox com 50% ou menos de oxigênio chamada de "mistura de viagem" às vezes é respirado durante o início da descida para evitar hipóxia. Normalmente, no entanto, o mais pobre em oxigênio dos gases de descompressão do mergulhador seria usado para essa finalidade, uma vez que o tempo de descida gasto para atingir uma profundidade onde a mistura do fundo não é mais hipóxica é normalmente pequeno, e a distância entre essa profundidade e o MOD de qualquer gás de descompressão nitrox provavelmente será muito curto, se ocorrer.

Melhor combinação

A composição de uma mistura de nitrox pode ser otimizada para um determinado perfil de mergulho planejado. Isso é denominado "Melhor combinação", para o mergulho, e fornece o tempo máximo sem descompressão compatível com a exposição aceitável ao oxigênio. Uma pressão parcial máxima aceitável de oxigênio é selecionada com base na profundidade e no tempo de fundo planejado, e esse valor é usado para calcular o conteúdo de oxigênio da melhor mistura para o mergulho:

fO2,máx.= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =pO2,máx.p= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =Pressão parcial máxima aceitável de oxigênioPressão ambiente máxima do mergulhoNão. f_{{text{O}}_{2},{text{max}}}={frac {p_{{text{O}}_{2},{text{max}}}}{p}}={frac {text{Maximum aceitável pressão parcial de oxigênio}}{text{pressão ambiente máxima do mergulho}}}}}}

Produção

Existem vários métodos de produção:

• Misturando por pressão parcial: uma pressão medida de oxigênio é decantada no cilindro e o cilindro é "topped up" com ar do compressor de ar de mergulho. Este método é muito versátil e requer relativamente pouco equipamento adicional se um compressor adequado está disponível, mas é intensivo de trabalho, e altas pressões parciais de oxigênio são relativamente perigosos.
• Descantação pré-mistura: o fornecedor de gás fornece grandes cilindros com misturas populares, como 32% e 36%. Estes podem ser diluídos com o ar para fornecer uma gama maior de misturas.
• Misturando por mistura contínua: quantidades medidas de oxigênio são introduzidas ao ar e misturadas com ele antes de atingir a entrada do compressor. A concentração de oxigênio é comumente monitorada como pressão parcial usando uma célula de oxigênio. O compressor e particularmente o óleo do compressor, deve ser adequado para este serviço. Se a fração de oxigênio resultante for inferior a 40%, o cilindro e a válvula podem não ser obrigados a ser limpos para o serviço de oxigênio. Relativamente eficiente e rápido em comparação com a mistura de pressão parcial, mas requer um compressor adequado, e a gama de misturas pode ser limitada pela especificação do compressor.
• Misturar por fração em massa: oxigênio e ar ou nitrogênio são adicionados a um cilindro que é pesado com precisão até que a mistura necessária seja alcançada. Este método requer escalas bastante grandes e altamente precisas, caso contrário é semelhante à mistura de pressão parcial, mas insensível a variações de temperatura.
• Mistura por separação de gás: uma membrana permeável de nitrogênio é usada para remover algumas das moléculas de nitrogênio do ar até que a mistura necessária seja alcançada. O nitrox de baixa pressão resultante é então bombeado em cilindros por um compressor.
  Uma gama limitada de misturas é possível, mas o equipamento é rápido e fácil de operar e relativamente seguro, pois nunca há alto oxigênio de pressão parcial envolvido. Um fornecimento de ar limpo de baixa pressão a uma temperatura constante é necessário para resultados consistentes. Isso pode ser fornecido a partir de um compressor de baixa pressão ou uma fonte regulada de armazenamento de alta pressão ou compressor. O ar deve estar livre de contaminantes que podem obstruir a membrana, e a uma temperatura e pressão constantes da entrada para produzir uma pressão parcial entregue consistente de oxigênio. O ar deve ser de qualidade respiratória, outros contaminantes devem ser filtrados de forma independente. A pressão de ar de entrada é regulada e a pressão sobre a membrana controlada para ajustar a fração de oxigênio do produto. CGA Grau A qualidade do ar de D ou E é adequada para o gás de abastecimento, e é comumente aquecida a uma temperatura de entrada constante. O aquecimento também reduz a chance de alta umidade causando molhamento da membrana. Em um sistema típico o ar de abastecimento entra nos milhares de fibras ocas da membrana em uma extremidade, e o oxigênio preferencialmente permeia as paredes de fibra, deixando principalmente o nitrogênio na extremidade de descarga, que é ventado do sistema como desperdício.
• A adsorção do balanço de pressão requer equipamento relativamente complexo, caso contrário, as vantagens são semelhantes à separação da membrana. A PSA é uma tecnologia usada para separar os gases de uma mistura sob pressão de acordo com as características moleculares e a afinidade para um material adsorvente dos gases em temperaturas próximas do ambiente. Os materiais adsorventes específicos são usados como uma armadilha, preferencialmente adsorvendo os gases-alvo em alta pressão. O processo então balança para baixa pressão para desorvar o material adsorvido e limpar o recipiente adsorvente para que ele possa ser reutilizado.

Marcas de cilindro para identificar o conteúdo

Qualquer cilindro de mergulho contendo uma mistura de gases que não seja o ar padrão é exigido pela maioria das organizações de treinamento de mergulhadores e alguns governos nacionais, para ser claramente marcado para indicar a mistura de gás atual. Na prática é comum usar uma etiqueta adesiva impressa para indicar o tipo de gás (neste caso nitrox), e adicionar uma etiqueta temporária para especificar a análise da mistura atual.

Os padrões de treinamento para certificação nitrox sugerem que a composição deve ser verificada pelo mergulhador usando um analisador de oxigênio antes do uso.

Padrões e convenções regionais

União Europeia

Na UE, as válvulas com rosca de saída M26x2 são recomendadas para cilindros com maior teor de oxigênio. Os reguladores para uso com esses cilindros requerem conectores compatíveis e não podem ser conectados diretamente aos cilindros para ar comprimido.

Alemanha

Uma norma alemã especifica que qualquer mistura com teor de oxigênio maior que o ar atmosférico deve ser tratada como oxigênio puro. Um cilindro de nitrox é especialmente limpo e identificado. A cor do cilindro é totalmente branca com a letra N em lados opostos do cilindro. A fração de oxigênio na garrafa é verificada após o enchimento e marcada no cilindro.

África do Sul

O Padrão Nacional da África do Sul 10019:2008 especifica a cor de todos os cilindros de mergulho como amarelo dourado com ombro cinza francês. Isso se aplica a todos os gases respiratórios subaquáticos, exceto o oxigênio medicinal, que deve ser transportado em cilindros pretos com um ombro branco. Os cilindros de Nitrox devem ser identificados por uma etiqueta autoadesiva transparente com letras verdes, colocada abaixo do ombro. Na verdade, trata-se de letras verdes em um cilindro amarelo, com um ombro cinza. A composição do gás também deve ser especificada no rótulo. Na prática, isso é feito por uma pequena etiqueta autoadesiva adicional marcada com a fração de oxigênio medida, que é alterada quando uma nova mistura é preenchida.

A revisão de 2021 do SANS 10019 alterou a especificação de cores para cinza marinho claro para o ombro e uma especificação de rótulo diferente que inclui símbolos de perigo para alta pressão e materiais oxidantes.

Estados Unidos

Cilindro mostrando banda e adesivo Nitrox marcados com profundidade máxima de operação (MOD) e fração de oxigênio (%O₂)

Todo cilindro de nitrox também deve ter um adesivo informando se o cilindro é ou não limpo com oxigênio e adequado para mistura de pressão parcial. Qualquer cilindro limpo de oxigênio pode ter qualquer mistura de até 100% de oxigênio em seu interior. Se por algum acidente um cilindro limpo de oxigênio for abastecido em uma estação que não forneça gás de acordo com os padrões de oxigênio limpo, ele será considerado contaminado e deverá ser limpo novamente antes que um gás contendo mais de 40% de oxigênio possa ser adicionado novamente. Os cilindros marcados como 'não são limpos com oxigênio' só pode ser enchido com misturas de ar enriquecido com oxigênio de sistemas de mistura de membrana ou bastão onde o gás é misturado antes de ser adicionado ao cilindro e a uma fração de oxigênio não superior a 40% em volume.

Perigos

O nitrox pode ser um perigo para o misturador e para o usuário, por diferentes razões.

Incêndio e contaminação tóxica de cilindros por reações de oxigênio

A mistura de pressão parcial usando oxigênio puro decantado no cilindro antes de completar com ar pode envolver frações de oxigênio muito altas e pressões parciais de oxigênio durante o processo de decantação, que constituem um risco de incêndio relativamente alto. Este procedimento requer cuidados e precauções por parte do operador, além de decantar equipamentos e cilindros limpos para o serviço de oxigênio, mas o equipamento é relativamente simples e barato. A mistura de pressão parcial usando oxigênio puro é frequentemente usada para fornecer nitrox em barcos de mergulho, mas também é usada em algumas lojas e clubes de mergulho.

Qualquer gás que contenha uma porcentagem significativamente maior de oxigênio do que o ar é um risco de incêndio, e esses gases podem reagir com hidrocarbonetos ou lubrificantes e materiais de vedação dentro do sistema de enchimento para produzir gases tóxicos, mesmo que um incêndio não seja aparente. Algumas organizações isentam equipamentos dos padrões de limpeza com oxigênio se a fração de oxigênio for limitada a 40% ou menos.

Entre as agências de treinamento recreativo, apenas a ANDI subscreve a diretriz de exigir a limpeza com oxigênio para equipamentos utilizados com fração de oxigênio superior a 23%. A USCG, NOAA, Marinha dos EUA, OSHA e outras agências de treinamento recreativo aceitam o limite de 40%, pois nenhum acidente ou incidente ocorreu quando esta diretriz foi aplicada corretamente. Dezenas de milhares de mergulhadores recreativos são treinados a cada ano e a esmagadora maioria desses mergulhadores aprende a "regra dos 40%". A maioria das estações de abastecimento de nitrox que fornecem nitrox pré-misturado encherá cilindros com misturas abaixo de 40% sem certificação de limpeza para serviço de oxigênio. Os cilindros Luxfer especificam a limpeza com oxigênio para todas as misturas que excedam 23,5% de oxigênio.

As seguintes referências para limpeza com oxigênio citam especificamente o "mais de 40%" diretriz que tem sido amplamente utilizada desde a década de 1960, e o consenso no Enriched Air Workshop de 1992 foi aceitar essa diretriz e continuar o status quo.

• Código de Regulamentos Federais, Parte 1910.430 (i) - Operações de Diving Comercial
• Oxigênio OSHA Especificações 1910.420 (1)
• NOAA Oxygen Especificações (apêndice D)
• Oxigênio da Marinha dos EUA Especificações U.S. MIL-STD-777E (EH) Nota K-6-4, Cat. K.6
• Oxygen da Guarda Costeira dos EUA Especificações Título 46: Envio, revisões através 10-1-92. 197.452 Oxigênio Limpeza 46 CFR 197.451

Grande parte da confusão parece ser resultado da aplicação incorreta das diretrizes de PVHO (vasos de pressão para ocupação humana) que prescrevem um teor máximo de oxigênio ambiente de 25% quando um humano é selado em um vaso de pressão (câmara). A preocupação aqui é o risco de incêndio para uma pessoa viva que pode ficar presa em um ambiente de combustão rico em oxigênio.

Dos três métodos comumente aplicados para produzir misturas de ar enriquecido - mistura contínua, mistura de pressão parcial e sistemas de separação por membrana - apenas a mistura de pressão parcial exigiria que os componentes da válvula e do cilindro fossem limpos com oxigênio para misturas com menos de 40% de oxigênio. Os outros dois métodos garantem que o equipamento nunca seja submetido a um teor de oxigênio superior a 40%.

Em um incêndio, a pressão em um cilindro de gás aumenta em proporção direta à sua temperatura absoluta. Se a pressão interna exceder as limitações mecânicas do cilindro e não houver meios de ventilar com segurança o gás pressurizado para a atmosfera, o vaso falhará mecanicamente. Se o conteúdo do recipiente for inflamável ou um contaminante estiver presente, esse evento pode resultar em uma "bola de fogo".

Mistura de gás incorreta

O uso de uma mistura de gases diferente da planejada introduz um risco aumentado de doença descompressiva ou um risco aumentado de toxicidade do oxigênio, dependendo do erro. Pode ser possível simplesmente recalcular o plano de mergulho ou configurar o computador de mergulho de acordo, mas em alguns casos o mergulho planejado pode não ser viável.

Muitas agências de treinamento como PADI, CMAS, SSI e NAUI treinam seus mergulhadores para verificar pessoalmente o conteúdo percentual de oxigênio de cada cilindro de nitrox antes de cada mergulho. Se a porcentagem de oxigênio se desviar em mais de 1% da mistura planejada, o mergulhador deve recalcular o plano de mergulho com a mistura real ou abortar o mergulho para evitar o aumento do risco de toxicidade de oxigênio ou doença de descompressão. De acordo com as regras IANTD e ANDI para uso de nitrox, que são seguidas por resorts de mergulho em todo o mundo, os cilindros de nitrox cheios são registrados pessoalmente em um livro de registros de gases misturados, que contém, para cada cilindro e preenchimento, o número do cilindro, o oxigênio medido fração por porcentagem, a profundidade operacional máxima calculada para aquela mistura e a assinatura do mergulhador receptor, que deve ter medido pessoalmente a fração de oxigênio antes de receber a entrega. Todas essas etapas reduzem o risco, mas aumentam a complexidade das operações, pois cada mergulhador deve usar o cilindro específico que verificou. Na África do Sul, o padrão nacional para manuseio e enchimento de cilindros portáteis com gases pressurizados (SANS 10019) exige que o cilindro seja rotulado com um adesivo identificando o conteúdo como nitrox e especificando a fração de oxigênio. Requisitos semelhantes podem ser aplicados em outros países.

História

Em 1874, Henry Fleuss fez o que foi possivelmente o primeiro mergulho Nitrox usando um rebreather.

Em 1911, a Draeger da Alemanha testou uma mochila rebreather operada por injetor para um traje de mergulho padrão. Este conceito foi produzido e comercializado como o sistema de rebreather de oxigênio DM20 e o sistema de rebreather de nitrox DM40, no qual o ar de um cilindro e o oxigênio de um segundo cilindro foram misturados durante a injeção através de um bocal que circulou o gás respiratório através do purificador e o restante do o laço. O DM40 foi classificado para profundidades de até 40m.

Christian J. Lambertsen propôs cálculos para a adição de nitrogênio para evitar a toxicidade do oxigênio em mergulhadores que utilizam rebreather de nitrogênio-oxigênio.

Na Segunda Guerra Mundial ou logo depois, os homens-rã do comando britânico e os mergulhadores começaram a mergulhar ocasionalmente com rebreathers de oxigênio adaptados para mergulho em circuito semi-fechado de nitrox (que eles chamavam de "mistura") encaixando cilindros maiores e definindo cuidadosamente a taxa de fluxo de gás usando um medidor de fluxo. Esses desenvolvimentos foram mantidos em segredo até que fossem duplicados independentemente por civis na década de 1960.

Lambertson publicou um artigo sobre nitrox em 1947.

Na década de 1950, a Marinha dos Estados Unidos (USN) documentou procedimentos de gás oxigênio enriquecido para uso militar do que hoje chamamos de nitrox, no Manual de Mergulho da Marinha dos EUA.

Em 1955, E. Lanphier descreveu o uso de misturas de mergulho de nitrogênio-oxigênio e o método de profundidade de ar equivalente para calcular a descompressão de tabelas de ar.

Na década de 1960, A. Galerne usou a mistura on-line para mergulho comercial.

Em 1970, Morgan Wells, que foi o primeiro diretor do Centro de Mergulho da Administração Nacional Oceanográfica e Atmosférica (NOAA), começou a instituir procedimentos de mergulho para ar enriquecido com oxigênio. Ele introduziu o conceito de Equivalent Air Depth (EAD). Ele também desenvolveu um processo para misturar oxigênio e ar, que chamou de sistema de mistura contínua. Por muitos anos Wells' invenção era a única alternativa prática para a mistura de pressão parcial. Em 1979, a NOAA publicou Wells' procedimentos para o uso científico de nitrox no Manual de Mergulho da NOAA.

Em 1985, Dick Rutkowski, um ex-oficial de segurança de mergulho da NOAA, formou a IAND (International Association of Nitrox Divers) e começou a ensinar o uso de nitrox para mergulho recreativo. Isso foi considerado perigoso por alguns e recebido com forte ceticismo pela comunidade de mergulho.

Em 1989, o workshop do Instituto Oceanográfico de Harbour Branch abordou questões de mistura, limites de oxigênio e descompressão.

Em 1991, Bove, Bennett e a revista Skindiver se posicionaram contra o uso de nitrox para mergulho recreativo. O show anual DEMA (realizado em Houston, Texas naquele ano) proibiu os provedores de treinamento nitrox do show. Isso causou uma reação negativa e, quando o DEMA cedeu, várias organizações aproveitaram a oportunidade para apresentar workshops de nitrox fora da feira.

Em 1992, o Scuba Diving Resources Group organizou um workshop onde foram estabelecidas algumas orientações, e alguns equívocos abordados.

Em 1992, a BSAC proibiu seus membros de usar nitrox durante as atividades da BSAC. O nome da IAND foi alterado para International Association of Nitrox and Technical Divers (IANTD), o T sendo adicionado quando a European Association of Technical Divers (EATD) se fundiu com a IAND. No início dos anos 1990, essas agências estavam ensinando nitrox, mas as principais agências de mergulho não. Novas organizações adicionais, incluindo a American Nitrox Divers International (ANDI) - que inventou o termo "Safe Air" para fins de marketing - e Technical Diving International (TDI). A NAUI tornou-se a primeira grande agência de treinamento de mergulho recreativo existente a sancionar o nitrox.

Em 1993, a Sub-Aqua Association foi a primeira agência de treinamento de mergulho recreativo do Reino Unido a reconhecer e endossar o treinamento Nitrox que seus membros haviam realizado com uma das agências de tecnologia. A primeira qualificação Nitrox recreativa da SAA foi emitida em abril de 1993. O primeiro instrutor de Nitrox da SAA foi Vic Bonfante e ele foi certificado em setembro de 1993.

Enquanto isso, as lojas de mergulho estavam encontrando uma razão puramente econômica para oferecer nitrox: não só era necessário um novo curso e certificação para usá-lo, mas em vez de enchimentos de tanques baratos ou gratuitos com ar comprimido, as lojas de mergulho descobriram que poderiam cobrar premium quantias de dinheiro para a mistura de gás personalizado de nitrox para seus mergulhadores comuns e moderadamente experientes. Com os novos computadores de mergulho que podiam ser programados para permitir tempos de fundo mais longos e tempos de nitrogênio residual mais curtos que o nitrox fornecia, o incentivo para o mergulhador esportivo usar o gás aumentou.

Em 1993, a revista Skin Diver, a principal publicação de mergulho recreativo da época, publicou uma série de três partes argumentando que o nitrox não era seguro para mergulhadores esportivos. A DiveRite fabricou o primeiro computador de mergulho compatível com nitrox, chamado Bridge, a conferência aquaCorps TEK93 foi realizada em San Francisco, e um limite de óleo praticável de 0,1 mg/m³ para ar compatível com oxigênio foi definido. As forças armadas canadenses emitiram tabelas EAD com um PO₂ superior de 1,5 ATA.

Em 1994, John Lamb e Vandagraph lançaram o primeiro analisador de oxigênio construído especificamente para mergulhadores Nitrox e mistura de gás, no Birmingham Dive Show.

Em 1994, a BSAC reverteu sua política sobre Nitrox e anunciou o início do treinamento em nitrox da BSAC em 1995

Em 1996, a Associação Profissional de Instrutores de Mergulho (PADI) anunciou suporte educacional completo para nitrox. Embora outras organizações de mergulho autônomo tenham anunciado anteriormente seu apoio ao nitrox, foi o endosso da PADI que estabeleceu o nitrox como uma opção padrão de mergulho recreativo.

Em 1997 a ProTec começou com Nitrox 1 (recreativo) e Nitrox 2 (técnico). Um manual ProTec Nitrox alemão (ref à 6ª edição) foi publicado.

Em 1999, uma pesquisa de R.W. Hamilton mostrou que, em centenas de milhares de mergulhos com nitrox, o recorde de DCS é bom. Nitrox tornou-se popular entre os mergulhadores recreativos, mas não muito usado por mergulhadores comerciais que tendem a usar aparelhos respiratórios fornecidos pela superfície. A OSHA aceitou uma petição para uma variação dos regulamentos de mergulho comercial para instrutores de mergulho recreativo.

A edição de 2001 do NOAA Diving Manual incluía um capítulo destinado ao treinamento de Nitrox.

Na natureza

Às vezes, no passado geológico, a atmosfera da Terra continha muito mais do que 20% de oxigênio: e.g. até 35% no Carbonífero Superior. Isso permitiu que os animais absorvessem oxigênio com mais facilidade e influenciou seus padrões evolutivos.