Misturas Gasosas

Foto: Clécio Mayrink

Durante o curso básico de mergulho autônomo, muitas pessoas fazem uma descoberta: que o famoso “cilindro de oxigênio” é na realidade cheio de ar atmosférico (aproximadamente 21% de oxigênio e 79% de nitrogênio) e que hoje 99% dos mergulhos amadores são feitos utilizando-se ar como mistura respiratória.

No entanto, com os mergulhadores procurando atingir profundidades e tempos de fundo cada vez maiores e paralelamente tentando diminuir os tempos de descompressão, chegou-se a uma conclusão: o ar não é, na maioria dos casos, a mistura gasosa ideal para o mergulho. Apesar do baixo custo e da alta disponibilidade, o ar está longe de ser a alternativa ideal para a maioria dos mergulhos.

Nos mergulhos entre 15 e 40 metros o uso do ar implica em tempos de descompressão muito grandes. Abaixo de 40 metros surge o fantasma da narcose pelo nitrogênio, que pode deixar o mergulhador em um estado de embriaguez semelhante ao causado por bebidas alcoólicas e que afeta os reflexos e a capacidade de julgamento.

Além dos 66 metros o mergulhador corre o risco de sofrer convulsões devido à influência tóxica do oxigênio no sistema nervoso central. Desde a década de 50, misturas gasosas diferentes do ar são utilizadas rotineiramente no mergulho comercial e desde 1985 vêm ganhando popularidade no mergulho amador.

A utilização de misturas especiais permite que os mergulhadores aumentem seus tempos de fundo, diminuam o risco da narcose pelo nitrogênio e de intoxicação pelo oxigênio, o que facilita aquilo que eles mergulhadores mais querem: permanecer no fundo com segurança o maior tempo possível.

Nitrox

Desde 1985 um conjunto específico de misturas vem se popularizando cada vez mais no mergulho amador: as misturas nitrox, compostas por oxigênio e nitrogênio em porcentagens diferentes daquelas encontradas no ar atmosférico. Oferecendo tempos de fundo maiores e intervalos de superfície menores com uma boa margem de segurança para mergulhos entre 10 e 40 metros de profundidade, espera-se que o nitrox passe por uma explosão de popularidade nos próximos anos, principalmente após o aval de grandes certificadoras como a PADI.

Além de ser utilizado por mergulhadores recreativos como um substituto para o ar (com muitas vantagens), mergulhadores técnicos utilizam nitrox para reduzir o tempo de descompressão em mergulhos profundos.

Heliox & Trimix

A primeira aplicação em larga escala do HeliOx aconteceu em 1939. Na época a marinha dos EUA realizava diversos estudos visando determinar a viabilidade do uso de misturas para mergulhos profundos. O Heliox era o candidato mais promissor. Quando o submarino USS. Squalus afundou a 74 mde profundidade e foi rapidamente localizado com os tripulantes ainda vivos, a marinha iniciou um esforço frenético para resgatá-los. No entanto, as tentativas falharam porque mergulhadores, utilizando ar, eram incapazes de prender um cabo que guiaria a câmara de resgate até o submarino, afetados pela narcose pelo nitrogênio.

A marinha decidiu então tentar utilizar as novas misturas Heliox. Logo um mergulhador prendeu o cabo que permitiria o resgate dos 33 sobreviventes. Em seguida, após 100 mergulhos com a nova mistura, o Squalus foi trazido de volta à superfície, reparado, rebatizado de Sailfish e recolocado na ativa, onde permaneceu durante a 2a Guerra Mundial. Estava encerrada a era dos mergulhos profundos utilizando ar.

Embora o Heliox seja largamente utilizado em mergulho comercial, ele apresenta três problemas: alto custo, tempos de descompressão inviavelmente longos para mergulhos curtos e a síndrome nervosa das altas pressões (SNAP). Em 1965 descobriu-se que mergulhadores utilizando Heliox a mais de 150 m de profundidade eram acometidos de tremores incontroláveis, mas que a adição de pequenas quantidades de nitrogênio à mistura eliminavam este efeito do hélio. Nascia então o Trimix – um conjunto de misturas de hélio, oxigênio e nitrogênio que permitia que mergulhadores atingissem profundidades de mais de 700 m em ambiente de laboratório.

No mergulho técnico o Heliox teve uma vida curta, já que o trimix foi utilizado desde o início. Estas misturas eram muito mais baratas que o Heliox (devido ao alto custo de hélio) e permitiam descompressões muito mais rápidas. Por exemplo, para um mergulho a 80 metros de profundidade com 20 minutos de tempo de fundo, uma mistura Heliox 16 (16% de oxigênio e 84% de hélio) implica em mais de 30 horas de descompressão. O mesmo mergulho com trimix 16/24 (16% de oxigênio, 24% de hélio e 60% de nitrogênio) exige uma descompressão de menos de 5 horas ! Hoje o trimix é a mistura preferida dos mergulhadores que se aventuram a mais de 60 m de profundidade, principalmente em ambientes que exigem alta concentração como naufrágios e cavernas.

Como escolher a melhor mistura

Mas quais são os critérios para o mergulhador selecionar a melhor mistura ? Nos mergulhos até 40 m de profundidade, a receita é relativamente simples, já que a mistura escolhida será provavelmente nitrox. O único fator a ser considerado é a toxidade do oxigênio: calcula-se a pressão parcial do oxigênio na profundidade máxima e esta não deve exceder 1.4 ata. Tomemos como exemplo um mergulho a 28 metros. Nesta profundidade, a pressão ambiente é de 3.8 ata. Dividindo-se a pressão parcial desejada para o oxigênio (1.4 ata) pela pressão ambiente (3.8 ata), chegamos a uma fração de oxigênio de 36%, o que implica em uma mistura com 36% de oxigênio e 64% de nitrogênio. Em um curso de mergulho com nitrox você aprende facilmente como efetuar estes cálculos e determinar as paradas de descompressão necessárias para este mergulho.

Para profundidades entre 40 m e 60 m, a mistura ideal ainda é o ar, mas o mergulhador pode optar por misturas com maior teor de oxigênio (como o Nitrox 36 ou o Nitrox 80) para reduzir o tempo de descompressão.

Nos mergulhos mais fundos a mistura é normalmente algum tipo de trimix. Os cálculos são um pouco mais complexos e devem levar em conta três fatores: toxidade pelo oxigênio, narcose pelo nitrogênio e tempo de descompressão (uma consequência direta dos dois primeiros fatores). O primeiro passo é calcular a fração de oxigênio da mesma forma que nos mergulhos com nitrox. Em seguida, é preciso determinar a fração de nitrogênio, o que é feito selecionando-se o nível de narcose pelo nitrogênio que o mergulhador está disposto a tolerar e aplicando um conceito chamado “profundidade equivalente narcótica” (PEN ou END), que equipara a narcose de um mergulho com trimix a de um mergulho com ar a uma profundidade menor. Assim, para um mergulho a 90 m, se o mergulhador está disposto a tolerar um nível de narcose equivalente aquele que teria em um mergulho a 45 m com ar, escolheria uma mistura com 14% de oxigênio, 43% de hélio e 43% de nitrogênio.

Os riscos das misturas

Como não poderia deixar de ser, embora o mergulho com misturas traga diversas vantagens, ele também cria novos riscos. Ao decidir usar uma mistura em um determinado mergulho, o mergulhador deve pesar as vantagens e as desvantagens de sua aplicação naquele mergulho específico.

O primeiro problema é a quantidade de equipamento. Para cada mistura, o mergulhador é obrigado a carregar pelo menos um cilindro com regulador. Assim, em um mergulho trimix com duas misturas nitrox para descompressão, o mergulhador carrega no mínimo 3 cilindros, sendo 5 o número mais comum: uma dupla com o trimix a ser usado no fundo, um de 10 ou 12 litros com nitrox 36, um menor com nitrox 80 ou oxigênio puro e mais um pequeno com argônio para a roupa seca – são mais de 100 kg de equipamento ! Além disto, todos os cilindros devem ser limpos para uso com oxigênio puro.

O segundo problema é relacionado à qualidade das misturas e suas trocas debaixo d’água. É necessário um controle preciso dos teores dos diversos gases utilizados, já que qualquer falha pode causar doença descompressiva, narcose excessiva ou intoxicação pelo oxigênio, erros que podem ser fatais a 80 m de profundidade ! Debaixo d’água o mergulhador deve estar atento a qual mistura utilizar em cada etapa do mergulho. Não são poucos os casos em que, por alguma razão, o mergulhador pega o regulador do cilindro de oxigênio puro e passa a respirar este gás a 80 ou 90 m de profundidade, resultando em convulsões e afogamento praticamente imediato. Por isto é importante identificar corretamente cada regulador, a profundidade máxima em que ele pode ser utilizado e prover algum meio de impedir que por descuido o mergulhador respire uma mistura com alto teor de oxigênio na profundidade errada (como “ensacar” os reguladores).

Outro problema que muitas vezes passa despercebido é o frio. Como o hélio é um excelente condutor de calor, o mergulhador perde calor muito mais rapidamente que quando exposto ao ar ou a água, o que pode levar a uma séria hipotermia. Nos mergulhos com trimix ou Heliox, as roupas secas são praticamente indispensáveis e são geralmente cheias de outro gás com maior poder de isolamento, como o argônio. No mergulho comercial a alternativa mais comum para evitar o frio é a utilização de roupas de água quente.

Por fim, as misturas implicam em mais uma dificuldade: o cálculo da descompressão. As tabelas e computadores tradicionais não podem ser usados a não ser nos mergulhos nitrox mais simples. O mergulhador é então obrigado a recorrer a programas como o Abyss para determinar as paradas de descompressão necessárias. Embora os cálculos sejam efetuados automaticamente pelo programa, é fundamental um bom conhecimento da teoria da descompressão para que os parâmetros do programa possam ser ajustados adequadamente, resultando em uma descompressão segura.

Treinamento

O primeiro passo para quem quer conhecer melhor as misturas gasosas é um curso de Nitrox Básico, oferecido regularmente por várias escolas filiadas à PDIC, PADI ou TDI. Neste curso o mergulhador começa a conhecer os riscos da toxidade pelo oxigênio e os cálculos necessários para executar mergulhos recreativos utilizando misturas nitrox com até 40% de oxigênio.

Daí pra frente o mergulhador entra no âmbito do mergulho técnico e os cursos se tornam mais escassos. O curso de Nitrox Avançado é oferecido apenas pelas escolas filiadas à TDI e visa mostrar ao mergulhador as vantagens e os riscos da utilização de misturas nitrox com teor de oxigênio entre 32% e 100% para reduzir o tempo de descompressão. Este curso aborda a preparação do equipamento, o controle da pressão parcial do oxigênio, os cálculos de descompressão para mergulhos em que mais de uma mistura gasosa é utilizada e as técnicas para uma descompressão segura, normalmente omitidas dos cursos de mergulho recreativo. Este curso é pré-requisito para os cursos de mergulho profundo com ar, o passo seguinte para aqueles que querem continuar o currículo de mergulho técnico.

Poucos mergulhadores seguem até o ponto máximo do mergulho técnico: os cursos de mergulho com misturas compostas por hélio, oxigênio e nitrogênio (Trimix ou HeliOx). Muito mais complexo que os cursos anteriores, requer dedicação intensa e só é oferecido no Brasil sob demanda, embora em alguns pontos dos EUA seja oferecido regularmente. O objetivo é capacitar os mergulhadores para realização de mergulhos profundos (de 80 a 100 metros) utilizando equipamento autônomo de circuito aberto.

O Futuro

Como os mergulhadores estão buscando cada vez mais atingir profundidades e tempos de fundo maiores, o uso de misturas gasosas deverá crescer nos próximos anos, principalmente a utilização de nitrox. Caso a tecnologia dos equipamentos de circuito fechado ou semi-fechado (rebreathers) venha a se firmar, as misturas terão importância ainda maior, já que praticamente todos os modelos atuais utilizam nitrox, Heliox ou trimix como mistura respiratória.

E a busca por novas alternativas não para por aí. Há vários anos, os cientistas buscam misturas melhores que as conhecidas. Misturas compostas por hidrogênio e oxigênio (Hidrox e Hidreliox) são testadas a mais de 50 anos, embora o risco de explosão desta mistura tenha dificultado sua aplicação comercial. E alguns mergulhadores técnicos vem testando misturas a base de neônio como uma forma de reduzir os tempos de descompressão nos mergulhos mais fundos.

Conclusão

Apesar de trazer diversas vantagens, o mergulho com misturas gera novos riscos para o mergulhador e é fundamental que haja treinamento profissional adequado. Se você pretende realizar mergulhos profundos ou que exijam longas paradas de descompressão, não pense duas vezes e matricule-se nos cursos correspondentes. Mas nem cogite tentar utilizar misturas sem a supervisão de um instrutor experiente !

Um mergulho no Cruz del Sur

O Cruz del Sur é um dos melhores naufrágios da região de Miami nos EUA. Ele está localizado a poucos minutos de barco de North Miami Beach a 73 metros de profundidade. Embora as partes mais rasas do naufrágio possam ser exploradas utilizando-se ar, a maioria dos mergulhadores prefere uma mistura Trimix reduzir a narcose e facilitar penetrações no casco.

Como exemplo, vamos planejar um mergulho com 25 minutos de tempo de fundo. Uma boa mistura para este mergulho escolhemos uma mistura com 16% de oxigênio, 24% de hélio e 60% de nitrogênio. O gráfico abaixo, gerado no Abyss Advanced Diving Planning Software, mostra o perfil do mergulho.

Neste caso, teríamos 10 paradas de descompressão, mostradas na tabela a seguir:

 Prof. (m)

30

27

24

21

18

15

12

9

6

3

 Mistura (EAN)

36

36

36

36

36

36

36

36

80

80

 Tempo de Parada (min)

1

1

2

3

4

6

8

13

16

27

 

Isto implica em um mergulho de quase duas horas de duração, obrigando o mergulhador a carregar consigo quatro cilindros: duas duplas de alta capacidade com a mistura de fundo (aproximadamente 7000 litros de trimix), um cilindro com cerca de 3000 litros de nitrox 36 para as paradas de descompressão entre 30 m e 9 m e um cilindro com 2000 litros de nitrox 80 para as paradas a 6 m e 3 m. Quem se habilita ?

Pedro Paulo Cunha
É engenheiro naval e atua na área de informática desde 1981, sendo atualmente responsável pela área de sistemas de um banco. Começou no mergulho autônomo em 1983, e iniciou sua carreira de instrutor em 1984. É instrutor PDIC, NAUI e SSI e instructor trainer TDI. É credenciado em diversas especialidades, desde Mergulho sob o Gelo (PADI e NAUI) a mergulho com misturas / Trimix (TDI) e é autor de cursos de especialidades NAUI. Escolheu o mergulho técnico e equipamentos avançados de mergulho como área de especialização, tendo também, um grande interesse em história do mergulho, sendo o único membro brasileiro da Historical Diving Society. É responsável pelas atividades da Tech Diving em São Paulo.