{"id":63622,"date":"2023-09-21T00:03:00","date_gmt":"2023-09-20T22:03:00","guid":{"rendered":"http:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/?p=63622"},"modified":"2026-03-25T14:25:41","modified_gmt":"2026-03-25T13:25:41","slug":"come-si-puo-verificare-l-livello-di-o2-nei-rebreather","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/archives\/63622","title":{"rendered":"Come si pu\u00f2 verificare il livello di ossigeno nei rebreather"},"content":{"rendered":"tempo di lettura: <\/span> 7<\/span> minuti<\/span><\/span>

.<\/span><\/p>\nlivello elementare<\/span><\/a>\n

.<\/span><\/p>\n

ARGOMENTO: SUBACQUEA<\/span><\/strong>
\nPERIODO: XXI SECOLO
\nAREA: DIDATTICA<\/span><\/strong>
\nparole chiave: Rebreather, sensori O\u00b2<\/sub>
\n.<\/span><\/p>\n

Uno dei vantaggi del rebreather \u00e8 che il consumo di gas \u00e8 molto inferiore rispetto alle immersioni in circuito aperto. Il consumo di gas dipende principalmente dal consumo di O\u00b2<\/sub> del subacqueo, che a sua volta dipende dal suo carico di lavoro. Conoscere quindi il livello di O\u00b2<\/sub> e come gestirlo \u00e8 importantissimo al fine di mantenere livelli accettabili al variare delle profondit\u00e0. <\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Modi per controllare i livelli di O\u00b2<\/sub> nei rebreather<\/span><\/strong><\/p>\n

In un suo articolo,<\/a> apparso su www.shearwater.com, Dan E. Warkander<\/span><\/strong> descrive diversi sistemi in uso per controllare i livelli di O\u00b2<\/sub> erogati nel gas respirato da un rebreather.<\/p>\n

Vediamoli insieme:<\/span><\/strong><\/p>\n

Rebreather 100% O\u00b2<\/sub> completamente meccanico<\/span><\/strong>
\nSi tratta del rebreather pi\u00f9 semplice, composto da una bombola di O\u00b2<\/sub>, un sacco per la respirazione, uno scrubber ed un boccaglio con tubi. L’aggiunta di O\u00b2<\/sub> nel sacco pu\u00f2 essere effettuata manualmente tramite una valvola per che viene attivato meccanicamente quando il sacco respiratorio si riduce. Storicamente furono i primi rebreather impiegati dai militari ma non senza difficolt\u00e0. Uno svantaggio di quei sistemi \u00e8 che con il 100% di O\u00b2<\/sub> l’intervallo di profondit\u00e0 \u00e8 limitato a circa 6 metri.<\/p>\n

Rebreather semichiuso con un flusso costante di gas <\/span><\/strong><\/span>
\nPer poter usufruire di profondit\u00e0 maggiori un modo abbastanza semplice per controllare i livelli di O\u00b2<\/sub> \u00e8 mantenere un flusso costante di una miscela di gas contenente O2<\/sub>, azoto e\/o elio. Il subacqueo consumer\u00e0 parte dell’O\u00b2<\/sub> e il gas rimanente sar\u00e0 rilasciato nell’acqua attraverso una valvola, da cui il nome rebreather semichiuso<\/em>. Per controllare il livello di O\u00b2<\/sub> risultante nel gas respirabile, il progettista deve trovare un compromesso tra la concentrazione di O\u00b2<\/sub> nel gas di alimentazione, la sua portata, la profondit\u00e0 massima e il tempo di resistenza. I livelli di O\u00b2<\/sub> sono spesso variabili e potrebbero rendere difficile la scelta della tabella di decompressione. Il flusso costante significa che il tempo pu\u00f2 essere ben noto, essenzialmente determinato da un cronometro.<\/p>\n

Rebreather in cui l’aggiunta di gas \u00e8 controllata dalla respirazione del subacqueo
\n<\/span><\/strong>Un modo pi\u00f9 sofisticato per controllare i livelli di O\u00b2<\/sub> \u00e8 determinare quanto respira un subacqueo. Invece di respirare da e verso il sacco, il subacqueo respira tramite un soffietto collegato ad un meccanismo di conteggio meccanico o elettronico o ad un dispositivo equivalente. Quando il subacqueo effettua uno o pi\u00f9 respiri, il rebreather inietta un volume noto di ossigeno o di miscela per reintegrare l’O\u00b2<\/sub> consumato. In fase di progettazione deve essere scelto il volume di gas da iniettare e la sua concentrazione di O\u00b2<\/sub> per un dato intervallo di profondit\u00e0. Una difficolt\u00e0 \u00e8 che il consumo di O\u00b2<\/sub> non \u00e8 sempre ben correlato con il volume respirato. Il rapporto tra il volume respirato e quello dell’ossigeno consumato dipende dal subacqueo e pu\u00f2 variare da circa 35 a riposo a meno di 20 durante l’attivit\u00e0 in profondit\u00e0. Rispetto ai rebreather semichiusi con flusso costante questo tipo di rebreather tende a dare un controllo pi\u00f9 stretto della concentrazione di O\u00b2<\/sub> risultante, il che rende pi\u00f9 facile la scelta delle tabelle di decompressione. La durata \u00e8 quindi determinata dal consumo effettivo di gas del subacqueo e non da un cronometro.<\/p>\n

Rebreather a controllo elettronico<\/span><\/strong>
\nI sistemi rebreather a controllo elettronico rappresentano un’ulteriore sofisticazione e forniscono un controllo pi\u00f9 stretto del livello di O\u00b2<\/sub>. Tipicamente, controllano la pressione parziale di O\u00b2<\/sub> (pO\u00b2<\/sub>) e aggiungono O\u00b2<\/sub> se necessario. Alcuni possono anche modificare la pO\u00b2<\/sub> desiderata (il cosiddetto set point) a seconda della profondit\u00e0, sia in maniera automatica o con l’input da parte del subacqueo. Il tempo di resistenza dipende principalmente dal consumo di ossigeno del subacqueo (cio\u00e8 quanto duramente lavora il subacqueo). Il sistema utilizza una bombola di gas contenente O\u00b2<\/sub> e N\u00b2<\/sub> e\/o He (gas diluente) per aggiungere gas al circuito respiratorio durante la discesa.<\/p>\n

Sistemi ibridi di controllo manuale guidati da sensori O\u00b2<\/sub><\/span><\/strong><\/span>
\nAlcuni preferiscono avere il controllo aggiungendo O\u00b2<\/sub> da soli seguendo le indicazioni dei sensori di O\u00b2<\/sub>. Il rischio \u00e8 che il subacqueo si distragga e dimentichi di aggiungere O\u00b2<\/sub>. Per ridurre questo rischio \u00e8 suggerito mantenere un flusso costante di O\u00b2<\/sub> sufficiente a livelli di riposo. La norma europea sui rebreather EN 14143 (1) consente tali dispositivi e il flusso minimo di O2<\/sub> deve essere di 0,5 L\/min.<\/p>\n

Modi per rilevare l’O\u00b2<\/sub>
\n<\/span><\/strong><\/span>Esistono diversi sistemi che possono essere utilizzati per rilevare i livelli di O\u00b2<\/sub> in un rebreather. Devono resistere a condizioni estremamente variabili dovendo operare sott’acqua o in ambienti con elevata umidit\u00e0, con temperature variabili e con gas di densit\u00e0 variabili. Inoltre, rispondere abbastanza rapidamente ai cambiamenti dei livelli di O\u00b2<\/sub>, in maniera lineare ed essere meccanicamente robusti.<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

DE-OX\u00ae CHECK \u00e8 un moderno strumento di misura digitale Check black per il controllo della pressione parziale, degli errori in milliVolt e del tempo di risposta di qualsiasi sensore di ossigeno in pressione. <\/span><\/strong><\/p>\n

Per testare un sistema di somministrazione di O2<\/sub> \u00e8 necessario utilizzare un  simulatore di respirazione chiamato simulatore metabolico<\/span><\/strong>. Il simulatore deve respirare come un essere umano, cio\u00e8 mantenere dei respiri della giusta dimensione (volume corrente) alla giusta frequenza respiratoria. Deve anche espirare gas caldo e umidificato mentre consuma O\u00b2<\/sub> e produce CO\u00b2<\/sub>. Un esempio di tale simulatore \u00e8 mostrato nella Figura 1.<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Figura 1. Un disegno schematico di un simulatore di respirazione utilizzato per determinare i livelli di O2<\/sub> in un rebreather. Le frecce indicano la direzione del gas. <\/span><\/strong><\/p>\n

In pratica il cilindro e il pistone a destra fungono da polmoni del subacqueo. Durante l’espirazione, il gas passa attraverso il sistema di riscaldamento e umidificazione fino al rebreather a sinistra. Durante un’inalazione, il gas passa attraverso un sistema che rimuove la corretta quantit\u00e0 di O\u00b2<\/sub> per la ventilazione al minuto (volume corrente * frequenza respiratoria). Viene quindi aggiunto un flusso di CO\u00b2 in proporzione alla ventilazione minuto. <\/p>\n

Durante i test, il rebreather viene immerso in acqua, mantenuta alla temperatura desiderata, e posto in una camera iperbarica pressurizzata alla profondit\u00e0 desiderata. Questo tipo di test viene effettuato dai produttori in strutture altamente sofisticate.<\/p>\n

I produttori di rebreather a controllo elettronico eseguono test sia senza che con l’aggiunta di CO\u00b2<\/sub>. Ogni tipo di test presenta vantaggi e svantaggi, ma l’esecuzione di test separati pu\u00f2 consentire al produttore di determinare diversi aspetti della funzione del rebreather. Nei test senza aggiunta di CO\u00b2<\/sub>, il rebreather non vedr\u00e0 gli effetti dell’aumento di temperatura e umidit\u00e0 dallo scrubber attivo. In questo modo \u00e8 quindi possibile solo determinare se l’elettronica o il software del computer funzionano bene nel controllare l’aggiunta di O\u00b2<\/sub> e quanto l’O\u00b2<\/sub> somministrato si mescola con il gas del rebreather.<\/p>\n

Nei test con aggiunta di CO\u00b2<\/sub>, il calore e l’umidit\u00e0 generati dallo scrubber vengono rilevati dai sensori di O\u00b2<\/sub>. Vengono testate le variazioni dell’uscita del sensore dovute ad eventuali variazioni di temperatura e di umidit\u00e0 che potrebbe accumularsi all’apertura dei sensori di O\u00b2<\/sub>. Il rischio \u00e8 che se  si accumula molta condensa su un sensore, il sensore fornir\u00e0 delle letture non corrette. Tutti i test effettuati ai fini della certificazione devono per\u00f2 essere effettuati con somministrazione di CO\u00b2<\/sub> in modo che il rebreather venga testato in situazioni reali di respirazione da parte del subacqueo.<\/p>\n

Risultati di test comuni da rebreather controllati elettronicamente.<\/span><\/strong><\/span>
\nLa Figura 2 mostra un tipico modello delle variazioni della pO\u00b2<\/sub> durante l’uso. La linea inferiore della pO\u00b2<\/sub> (bianca) ha un andamento a dente di sega.<\/p>\n

\"QuestaIl subacqueo consuma O\u00b2<\/sub> che abbassa la pO\u00b2<\/sub>. Quando la pO\u00b2<\/sub> raggiunge una soglia, il sistema di controllo del rebreather apre una valvola che aggiunge O\u00b2<\/sub> al gas respirato, aumentando nuovamente la pO\u00b2<\/sub> (dente di sega). Il rebreather \u00e8 in grado di aggiungere O\u00b2<\/sub> pi\u00f9 velocemente di quanto il sub lo consumi, quindi la pendenza ascendente \u00e8 pi\u00f9 ripida di quella discendente. In questo esempio la pO\u00b2<\/sub> media \u00e8 0,75 bar. La variazione di pO\u00b2<\/sub> \u00e8 di 0,05 bar (cio\u00e8 \u00b10,025). Notate a linea superiore (in blu) che mostra la pO\u00b2<\/sub> in un rebreather che ha impostato un set point pi\u00f9 alto. In questo caso la media \u00e8 di 1,3 bar, con una variazione di 0,1 bar.<\/p>\n

\"Questa
Sovraelongazione di pO2<\/sub> a profondit\u00e0 costante<\/span><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n

Nei rebreather commerciali, la variazione di pO\u00b2<\/sub> varier\u00e0 da quasi impercettibile a piuttosto grande. La norma EN 14143 (1) stabilisce che la pO\u00b2<\/sub> pu\u00f2 variare di \u00b10,1 bar. NOAA (2) accetta \u00b10.05 atm.<\/p>\n

Nel prossimo articolo vedremo le cause per cui questi sensori si potrebbero guastare.<\/span><\/strong><\/p>\n

 <\/p>\n

articolo estratto dall’originale<\/a> scritto da Dan Warkander.<\/span><\/span><\/p>\n

\"QuestaDan Warkander<\/span><\/strong> \u00e8 un ingegnere e fisiologo che ha lavorato con i subacquei e le loro attrezzature per la respirazione per oltre 30 anni per immersioni con aria a 57 msw, immersioni Heliox a 450 msw e immersioni con idrogeno-ossigeno (hydrox) a 120 msw. Ha condotto oltre 1.000 immersioni sperimentali. <\/span><\/p>\n

 <\/p>\n

Un particolare ringraziamento a Trisha Stovel – Customer Support Rep. <\/span><\/strong>Shearwater Research Inc.
\n<\/span> www.shearwater.com<\/a><\/strong>
100 – 10200 Shellbridge Way, Richmond, BC V6X 2W7<\/strong>
P: 604-669-9958 | F: 604-681-4982<\/strong><\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

 <\/p>\n

Bibliografia
\n<\/span><\/strong><\/span>\u201cEquipaggiamento respiratorio \u2013 Apparato autonomo per l’immersione con rebreather\u201d, Bruxelles (Belgio): Comitato europeo di normalizzazione; 2013, EN14143:2013 (E).<\/p>\n

Requisiti minimi di produzione e prestazione della National Oceanic and Atmospheric Administration (NOOA) per rebreather a gas misto a circuito chiuso, 2005. da http:\/\/www.omao.noaa.gov\/sites\/default\/files\/documents<\/a> il 10 gennaio 2017 (file NOAA_CCR_Standards_Final_2005. PDF).<\/p>\n

Warkander D.E. Test e valutazione senza equipaggio del sensore di ossigeno R-10DN di Teledyne Analytical Instruments per l’uso nell’autorespiratore subacqueo MK 16 Mod 1. U.S. Navy Experimental Diving Unit, Technical Report TR 03-08, 2003. da www.rubicon-foundation.org il 28 novembre 2016 (file ADA448759.pdf<\/a>).<\/p>\n

https:\/\/www.shearwater.com\/monthly-blog-posts\/o2-levels-in-a-divers-rebreather<\/a>\/<\/p>\n

 <\/p>\n

Alcune delle foto presenti in questo blog possono essere state prese dal web, citandone ove possibile gli autori e\/o le fonti. Se qualcuno desiderasse specificarne l\u2019autore o rimuoverle, pu\u00f2 scrivere a infoocean4future@gmail.com e provvederemo immediatamente alla correzione dell\u2019articolo
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