Aspectos térmicos dos Rebreathers

Foto: Dive Systems Malta

Quando você ouve sobre as vantagens dos Rebreathers, uma das primeiras coisas que é mencionada, é o calor e a umidade do gás respirado.

Quando você mergulha com Circuito – Aberto ao invés do Rebreather, você inala um gás com umidade bem perto do “ZERO” e bem frio.

Os reguladores bi-traquéia fornecem gás aquecido a uma temperatura próxima a da água, outros reguladores fornecem mais frio, por exemplo uns 10ºC. Sendo assim, aquecer o gás que respiramos pode ser um fator muito importante para o “trabalho” do mergulhador, não importa o que ele inala porque ele sempre exala um ar com 100% de umidade e cerca de 36ºC.

Vamos comparar 3 situações típicas de mergulho, todos os mergulhos em águas mornas e respirando 25L / minuto.

  • Observação (ou descompressão) em 6 m
  • Mergulho fácil a 30 m
  • Exploração Científica em 100 m (respirando Heliox com 10% O2)

O Poder de Aquecimento gasto aproximadamente pelo mergulhador para respirar 25 L/min (consumo de 1 L/min de O2):

6m 30m 100m
“-10°C”- Regulator 40 W + 44.8W 100W + 44.8W 205W + 44.8W
Bi-Traquéia (+10°C) 22.5W + 44.8W 56W + 44.8W 116W + 44.8W
Condensação – Tipo – Rebreather
(10°C, 100% umidade)
22.5W + 35.4W 56W + 35.4W 116W + 35.4W
Termal neutro Rebreather
(36°C, 100% umidade)
0 W 0 W 0 W
Rebreather usado a
46°C, 100% umidade
O mergulhador
recebe
8.65W + 31.5W
O mergulhador
recebe
21.6W + 31.5W
O mergulhador
recebe
44.5W + 31.5W

 

Capacidade Termal:
   Cp( Ar ) ~ 0.79*Cp(N2)    +  0.21*Cp(O2)  ~   1.298  Watt*seg  / ( bar*Litro*Kelvin)
Cp(Heliox10) = 0.9*Cp(He) +   0.1*Cp(O2)   ~  0.9705 Watt*seg  /  (bar*Litro*Kelvin)
6m ~ 1.6bar: 1.6bar * Cp(Ar) * 25Litro/60seg ~ 0.8653 Watt/Kelvin
30m ~ 4bar: 4 bar * Cp(Ar) * 25Litro/60seg ~ 2.163  Watt/Kelvin
100m ~ 11 bar: 11bar * Cp(Heliox10) * 25Litro/60seg ~ 4.448  Watt/Kelvin
Evaporação (100% Umidade relativa, aqui o Litro mede o volume do Gás – Respirado):
ppH2O(+10°C) ~ 0.0123 bar isto significa 0.00998g/l ou 22.5 Joule/l (Gás – Respirado)
ppH2O(+36°C) ~    0.06  bar isto significa 0.04772g/l ou 107.5 Joule/l
ppH2O(+42°C) ~   0.082 bar isto significa 0.06592g/l ou 148.5 Joule/l
ppH2O(+46°C) ~       0.1 bar isto significa 0.08123g/l ou 183 Joule/l
1Joule = 1Watt*seg
107.5Wseg/l * 25l / 60seg ~ 44.8W
0.04772g/l*25l/min*60min ~ 72g/h que significa 0.072 Litro Água por Hora

 

Isto significa que durante uma imersão com Circuito Aberto você perde 0.1 Litro Água por 1.4 horas causado pela Evaporação, quando você respira 25 l/min.

Evaporação – Balanço (respirando 25 l/min para um consumo de oxigênio de 1 l/min):

Desidratação / hora Condensação / hora
Mergulho – Circuito Aberto – 0.072 Litro Expelida
Rebreather, temperatura – inalação 10°C – 0.057 Litro 0.107 Litro
Rebreather, temperatura – inalação 42°C + 0.0273 Litro: Hidratação 0.023 Litro
Rebreather, temperatura – inalação 46°C + 0.05 Litro: Hidratação Zero

 

Estes Cálculos assumem que o CO2 é absorvido pela Cal Sodada e o produto da reação – água, deixa o material como vapor (isto se gás estiver suficientemente quente) . A Hidratação significa que o mergulhador não perde água pela respiração, ele consegue “água” porque ele respira um vapor úmido e quente.

E então, o que representam todos esses dados ?

Eles mostram que:

  • Utilizando-se um Rebreather corretamente desenhado, significa que há uma séria tendência de uma proteção termal para o mergulhador;
  • Mergulhadores Rebreather tem poucos problemas com a Desidratação;
  • Mergulhar com Rebreathers em águas frias, pode causar imersões mais curtas, assim como a troca antecipada da Cal Sodada.
Carlos Nelli Borges

Carlos Nelli Borges é Master Scuba Instructor pela PADI, Instrutor de Rebreather pela TDI (E.1211.I) e Instrutor Trainer Rebreather pela RAB (BR-133-02/98), possindo mais de 1.200 mergulhos com rebreathers.

Foi representante da Dräger no Brasil entre 1997 e 2000. Atualmente atua como instrutor na África do Sul.