Remoção de CO2

Em circuito aberto, inspiramos um gás (ar com 21% de oxigênio, O2, e 79% de nitrogênio, N2, por exemplo) e exalamos um gás mais pobre em oxigênio e, como resultado do processo metabólico, rico em dióxido de carbôno (CO2). Em circuito fechado e semi-fechado vamos recircular o gás exalado para que ele possa ser reaproveitado. O gás exalado (quando inspiramos ar) contém cerca de 16% de O2, além de N2 e CO2. O objetivo é reaproveitar o oxigênio que sobrou e utilizá-lo de alguma forma nos próximos ciclos respiratórios. Mas antes de poder ser reutilizado o gás exalado precisa ser depurado, isto é, ter o CO2 removido.

A tarefa fundamental de um rebreather é a "remoção" do CO2 produzido pelo corpo, para garantir que o gás recirculado está adequado à respiração. Este é um processo onde o gás que contém CO2 é exposto à Cal Sodada, um absorvente constituido por uma grande quantidade de hidróxido de cálcio, um pouco hidróxido de sódio, água e, ás vezes, hidróxido de potássio. A exposição do CO2 com a Cal Sodada faz com que uma série de reações químicas aconteçam. Estas reações vão transformar o CO2 em carbonato de cálcio, além de gerar calor e vapor de água.

Absorventes são produzidos com várias aplicações em mente: medicina, medicina veterinária, submarinos, e mergulho. A diferença básica entre a variedade de absorventes é a umidade (quantidade de água) com que eles são comercializados. Para aplicações de mergulho os absorventes devem conter entre 15% e 18% de umidade. Absorventes com umidade reduzida vão ter uma performance deficiente, e se absorventes são expostos a grandes quantidades de água (especialmente água do mar) vão se tornar corrosivos e com um certo gosto metálico.

Além da composição química e da umidade, os absorventes são produzidos com uma variedade de durezas e tamanhos de particula. De uma forma geral, quanto maior a dureza menor é a chance das particulas se transformarem em pó quando são agitadas umas contra as outras. Quanto mais pó for produzido, maior é o potencial corrosivo do absorvente. O formato da partícula também influência a produção de pó. Grãos com arestas protuberantes tendem a se esfarelar mais rapidamente. Uma característica importante dos absorventes é o tamanho das partículas, isto é, quantas partículas cabem em uma determinada área. Particulas menores significam uma maior área de absorção total, aumentando a eficiência de depuração, mas criando uma resistência respiratória maior. Particulas maiores, por outro lado, têm uma capacidade de depuração menor mas geram um sistema mais fácil de se respirar. A resistência respiratória tende a aumentar com o tempo, já que o processo químico faz com que as partículas aumentem de tamanho. Existem também os depuradores sólidos para uso em mergulho. Estes depuradores vêm em forma de cartucho, são sólidos, fáceis de trocar, não geram pó, são mais resistentes à água, e mantêm uma resistência respiratória constante. São de forma geral mais seguros, mas mais caros em compensação.

 


Cal sodada sólida e em grão

Existem inumeras formas de fazer com um gás atravesse uma superfície depuradora para ter o seu CO2 "removido". Como esse gás atravessa essa superfície vai afetar a eficiência geral do sistema, a resistência respiratória e em quanto tempo pode existir uma ruptura de CO2.

O sistema de passagem de gás mais simples é o axial. Neste sistema o gás passa simplesmente de um lado para o outro do depurador, no sentido longitudinal. Este sistema tem como vantagem a facilidade de ser montado mas dependendo da distância que deve ser percorrida pelo gás, pode gerar um esforço inalatório maior do que em outros sistemas.


Sistema axial

Um dos sitemas mais antigos é o pendular. Este sistema foi muito utilizado em rebreathers de circuito fechado de oxigênio. O gás entra por um caminho e saí fazendo o caminho contrário. O rebreather desta forma pode usar apenas uma mangueira para inalação e exalação. Entretanto, esta característica gera grandes espaços aéreos mortos.


Sistema pendular

O sistema radial consiste de um cilindro dentro do outro. O cilindro interno, que recebe o gás exalado, tem uma série de furos, fazendo com que o gás exalado tenda a passar em direção ao cilindro periférico, radialmente. Ao passar de um para o outro o gás entra em contato com o material de depuração. Este é o sistema que oferece a menor resistência respiratória e eficiência de uso do material de depuração. Em contrapartida é o sistema mais caro para ser produzido.


Sistema radial

O sistema anular-axial ofereçe um caminho curto e eficiente para a depuração do gás. Neste sistema o gás simplesmente atravessa de um lado para o outro mas, ao contrário do sistema axial simples, com um caminho curto, oferecendo uma baixa resistência respiratória. Este é um sistema de difícil preparação antes de mergulhar.


Sistema anular-axial

 

O sistema co-axial é parecido com o sistema axial mas o gás faz o caminho de volta através de um cilindro central. Isto faz com que a resistência respiratória aumente. É um sistema com boa isolação térmica.


Sistema co-axial

 

 

 

 

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