Composición del Aire para buce

Una aclaración que regularmente confunde a buzos y no buzos, los tanques que usamos para bucear NO están cargados de oxígeno O2 como mucha gente lo cree, están cargados con aire comprimido mismo que pasa por un proceso de filtrado para eliminar impurezas y humedades.

El aire es una mezcla compleja de gases incoloros e inodoros que se encuentran en distintos porcentajes: Nitrógeno N2 78.08 %, Oxígeno O2 20.95%, Dióxido de Carbono CO2 0.03 % y otros gases el 0.94%. Pero, para efectos prácticos, en el buceo se considera una mezcla del aire en: 79% Nitrógeno N2 y 21% Oxigeno 02.

Cuando estamos buceando la presión del agua que nos rodea es considerablemente mayor que la presión del aire lo cual conlleva a que cuando buceamos a mayor profundidad, mayores serán las presiones parciales de los gases que respiramos (Ley de Dalton), por lo que este aire ya no tendrá la misma composición que tenía en la superficie, aumentando la densidad del aire que respiramos y el cual puede provocar diferentes condiciones físicas que pueden poner en riesgo la vida del buzo. Estas condiciones incluyen:

Narcosis de nitrógeno: Cuando estamos respirando definimos al nitrógeno como un gas inerte que no se utiliza para nada y en cambio el oxígeno es metabolizado y transformado en nutrientes, energía, calor, etc., Este proceso es diferente a medida que aumentamos la profundidad a la que buceamos, la presión parcial del nitrógeno se convierte en la causante de la narcosis de nitrógeno (mejor conocida como la borrachera de las profundidades). El nitrógeno es un gas incoloro e inodoro, pero muy narcótico a presión. Decimos que existe narcosis cuando el nitrógeno alcanza una presión parcial de 3,16 ata. (21.6 metros de profundidad). Sus síntomas son similares a los efectos de una borrachera, por más que los buzos aprenden en sus cursos que los efectos de la intoxicación por nitrógeno aparecen a partir de los 30 metros de profundidad, todo depende de la presión parcial y de otros factores determinantes. Sus principales signos y síntomas son: conducta alocada, falso sentido de seguridad, mala coordinación y euforia.

Enfermedad de la descompresión: Se produce como consecuencia de la formación de burbujas de nitrógeno en los tejidos y en la sangre, ocasionadas por el nitrógeno inhalado debido a la sobre saturación que provoca al pasar de una presión mayor a una presión menor.

Cuando el buzo desciende aumentan las presiones parciales de los gases inertes en la sangre, alvéolos, tejidos y células, en este caso el gas neutro o no metabolizado es el nitrógeno y es este el que puede producir alteraciones fisiológicas y patológicas que, de no tenerse en cuenta, ocasionarán la enfermedad de la descompresión. Esto ocurre en el momento del ascenso hacia la superficie ya que el nitrógeno se libera de los tejidos al disminuir la presión a la que está sometido formando burbujas que se alojan en el interior de los vasos sanguíneos y comprimen los vasos capilares de los tejidos. Estas burbujas pueden ser estacionarias y entorpecer la circulación sanguínea en una zona determinada, pero también pueden estar circulando libremente hacia el corazón y posteriormente a los pulmones. Las principales causas o factores que predisponen a la enfermedad de descompresión son: No respetar los tiempos de las tablas de buceo, superar la velocidad de ascenso de 18 metros por minuto, las profundidades, tiempos de fondo y las paradas de descompresión.

Aparte de estas causas conviene añadir algunos factores tales como: Obesidad, fatiga, frío, edad, deshidratación, enfermedad, mala forma física, resaca, entre otros.

Recordemos brevemente que la aparición de esta enfermedad en buceo es consecuencia directa de las leyes físicas de Henry y de Boyle-Mariotte.

La enfermedad de la descompresión suele presentarse después del ascenso ya en la superficie, dentro de los siguientes 15 minutos hasta 12 horas después de la inmersión.

Los síntomas pueden ser:

Leves: Dolor agudo y progresivo localizado en articulaciones, picores, erupciones en la piel, enfisemas subcutáneos, hinchazón en cara, cuello y tronco.

Graves: Dolor de cabeza, alteraciones visuales y de la sensibilidad, parálisis, temblores, incoordinación motora, nauseas, vómitos, diarreas, fatigas, vértigos.

Toxicidad del oxígeno: En los experimentos realizados por Paul Bert en 1878, se pudo comprobar que respirar elevadas presiones parciales de oxigeno acaba por provocar convulsiones.Este envenenamiento o toxicidad que sufre el Sistema Nervioso Central (SNC) también es denominado intoxicación aguda del oxígeno o efecto Paul Bert.

Cada persona tiene unos valores de tolerancia distintos, pero la experiencia ha establecido unos valores como seguros para buzos deportivos de 1.4 atmósferas y de 1.6 atmósferas como contingencia.

Sin duda los síntomas más serios y peligrosos son las convulsiones y perdida de conocimiento, y éstas pueden llegar con poco o ningún aviso. Llegado este momento la vida del buceador afectado dependerá por completo de la ayuda del compañero. Existen algunos síntomas que pueden alertarnos con antelación suficiente para subir unos metros y así disminuir la presión parcial de oxígeno.

 Estos son:

• Visión de túnel: El buzo va perdiendo la visión periférica

• Tintineo en los oídos.

• Cambios en el estado mental: Irritabilidad, confusión, agitación y ansiedad

• Náuseas o vómitos.

• Hormigueos, tics y espasmos musculares. Sobretodo en los músculos faciales y los labios.

• Vértigo, mala coordinación y falta de destreza.

• Convulsiones y perdida de conocimiento.

Si en el momento de notar estos síntomas subimos unos metros, esto no nos salvará por completo de sufrir una intoxicación aguda. Durante uno o dos minutos la presión parcial de oxígeno en nuestros tejidos todavía será lo suficientemente elevada como para afectarnos.

Algunos síntomas son iguales a la narcosis producida por el nitrógeno, pero la diferencia radica en que la narcosis es progresiva, mientras que la intoxicación del SNC puede presentarse sin previo aviso en forma de convulsiones. En las inmersiones profundas con aire un buceador estará expuesto a la intoxicación del oxigeno y del nitrógeno (narcosis), por eso se introduce un tercer gas menos problemático: el helio.

Buceo con mezcla de gases: Es aquel que usa otro medio de respiración diferente al del aire. Puede ser la unión de un gas inerte con oxígeno o incluso de nitrógeno con oxígeno pero en una proporción diferente a la del aire (79% y 21%).

La finalidad de respirar mezclas de gases es básicamente que nos permita bajar a una mayor profundidad o permanecer más tiempo en el fondo sin sufrir narcosis de nitrógeno o intoxicación por oxígeno, como cuando respiramos aire, con tan solo cambiar el gas inerte y/o las proporciones del oxígeno.

Debemos tener muy en cuenta las proporciones de oxígeno que deben de tener un grado de tolerancia de 1.4 a 1.6 atmósferas de presión parcial. Así mismo se debe observar que si la presión parcial de oxígeno baja de 0.16 atmósferas se pueden producir en el buzo comportamientos extraños e incluso desmayos y si baja de 0.10 atmósferas causaría la muerte.

Aire enriquecido o Nitrox: El aire enriquecido o Nitrox es aquella mezcla en la cual se aumenta las presión parcial del oxígeno desde un 21% hasta un 40% para el buceo amateur, hay mezclas con un porcentaje mayor del 40% que solo son usadas por buzos técnicos. Esta mezcla alarga nuestros tiempos de fondo y disminuye nuestros intervalos en superficie, permitiéndonos hacer mas buceos en un día, sin embargo nos limita más la profundidad.

Veamos el siguiente ejemplo:

La mezcla más común es Nitrox 32% y 68% de nitrógeno, como se ve, se tiene menor cantidad de nitrógeno y mayor oxígeno que el aire.

Supongamos que hacemos una inmersión a 30 metros:

Presión parcial del nitrógeno = 4 X 0.68= 2.72 atmósferas.

A que profundidad usando aire (79% nitrógeno) tendremos la misma presión parcial que con el Nitrox 32%:

Presión = 2.72/0.79 = 3.44 atmósferas; que corresponden a 24.4 metros de profundidad.

Esto nos está indicando que bucear a 30 metros con Nitrox equivale a bucear con aire a 24.4 metros.

Vamos a ver ahora qué ocurre con el Oxígeno en este mismo ejemplo, sabiendo que tenemos una tolerancia de 1.6 atmósferas:

Aire (21% de O); Presión = 1.4/0.21=6.6 atmósferas; que corresponde a 56 m.

Sin embargo con Nitrox (32% de O), la presión parcial de 1.4 atmósferas se tendrá a una profundidad de:

Presión = 1.4/0,32 = 4.3 atmósferas; corresponde a 33 metros.

Esto nos ha indicado que mientras con el aire no se corre grave riesgo de intoxicación hasta los 56 metros, con el Nitrox se empezará a correr a partir de los 32 metros. Es decir, en una mezcla de gases cuanto mayor sea el porcentaje de oxígeno, menor será la profundidad que podamos alcanzar.

Oxígeno, helio y nitrógeno, Trimix: Trimix es un gas respirable, que está formado por la mezcla de oxígeno, helio y nitrógeno. Se utiliza como técnica dentro del buceo técnico a grandes profundidades.

Por convenio, la mezcla se denomina por el porcentajes de oxígeno, helio y opcionalmente el balance total (hasta completar el 100% de la mezcla) de nitrógeno. Por ejemplo, un mezcla llamada, Trimix 10/70 consiste en un 10% de oxígeno, 70% helio y un 20% de nitrógeno).

La razón principal para añadir helio a la mezcla de gases respirables es la de reducir la proporción de nitrógeno y oxígeno por debajo de las proporciones normales atmosféricas (21% para el oxígeno y 79% para el nitrógeno), permitiendo que la mezcla de gases pueda ser respirada de manera segura a grandes profundidades.

El aire presenta dos problemas fundamentales, si es respirado a grandes profundidades

(a mas de 30 metros ):

- El nitrógeno del aire nos produce lo que se conoce como "narcosis" o "borrachera de las profundidades", de manera sensible, a profundidades superiores a 30 metros.

- El oxígeno del aire presenta riesgos de toxicidad ( Efecto Paul-Bert ) a profundidades superiores a 56 metros aproximadamente.

Por todo esto se recomienda sustituir ciertas cantidades de Nitrógeno y Oxígeno, por un gas inocuo, no inflamable y no narcótico al ser respirado a presión. Generalmente se usa el Helio para dicho fin. Las proporciones en las que se mezcla el cóctel dependen fundamentalmente de la profundidad máxima a la que se va a bucear, existiendo lo que se llama "bestmix" o "mezcla óptima" para una determinada profundidad. Esta "bestmix" es la mezcla de oxigeno/helio/nitrógeno, que a una determinada profundidad, nos da unos parámetros de narcosis y presión parcial de oxigeno, que consideramos adecuados a nuestro buceo.

Los parámetros que rigen la "mezcla óptima" o "bestmix" generalmente usados en buceo deportivo son:

- Profundidad de aire equivalente de 30-35 metros. Esto significa que la presión parcial del nitrógeno, de la mezcla trimix "bestmix" en el fondo (máximo limite de profundidad), es igual que la presión parcial del nitrógeno que tendría el aire si lo respiráramos a 30-35 metros de profundidad, o sea, 0.79 atmósferas absolutas = 3.16 atmósferas = presión parcial del nitrógeno, para 30metros. Esto significa que la "bestmix" tendrá en el fondo una presión parcial del nitrógeno de 3.16 atmósferas, con una profundidad de aire equivalente de 30m.

-Presión parcial de Oxígeno en el fondo con valores entre 1.0-1.4 Atmósferas. Esto significa que la mezcla "best-mix" tendrá a su máximo limite de profundidad una presión parcial no superior a estas cifras.

Una conclusión muy razonable, después de conocer los inconvenientes de la presencia del nitrógeno en las mezclas respirables, consiste en creer que sería mejor suprimir todo el nitrógeno y respirar sólo oxigeno/helio, conocido como heliox , pues así podríamos bajar a mucha profundidad y prácticamente sin narcosis. Esto en realidad presenta ciertos inconvenientes:

• Las mezclas son mucho más caras (El helio es un gas muy caro)

• Produce un aumento en los tiempos de descompresión en varios algoritmos descompresivos usados actualmente.

• El nitrógeno disuelto en el Trimix puede prevenir el Síndrome Nervioso de Alta Presión, un problema que puede darse al respirar heliox a profundidades por debajo de los 130 metros.

Existen básicamente dos tipos de Trimix:

• Trimix normóxico: Conocido también como Triox. Son mezclas de oxigeno/helio/nitrogeno con porcentajes de oxígeno no inferiores al 20%. Muy adecuadas para bucear en profundidades entre 40 y 55m. aprox.
• Trimix Hipóxico : Todas las demás mezclas trimix oxigeno/helio/nitrógeno.

(ver también compresores para  Scuba)