AndresPP escribió:en el axial la cal no se consume completamente.
en el radial si.
Comprenderás Andrés, que tu afirmación tiene que ser necesariamente incorrecta. En ningún caso la capacidad de la cal para retener CO2 puede agotarse de forma
completa mientras buceas con un reciclador, porque antes de llegar a esa situación ya te has ahogado debido a una hipercapnia. Y esto es cierto siempre; no depende de que sea axial o radial. Por eso refiero que tu afirmación, o es incorrecta, o al menos es carente del rigor necesario.
Tenemos que asumir que la utilización de un elemento que retiene el CO2 en el circuito (la cal) es siempre parcial. Si denominamos
gas efluente (más que nada por fijar términos) al gas del circuito que acaba de atravesar el filtro de cal (denominado "scrubber" en atención a aquellos que no saben hablar de buceo sin el inglés), resulta que un filtro está "listo de papeles" o sea terminado, cuando la concentración (expresada en presión parcial) de CO2 en el gas efluente es de
0.03 bar. Este dato es lo mismo que decir
30 mbar de presión parcial ó un
3% si lo expresamos en porcentaje volumétrico.
Concentraciones por encima de esa entran en el terreno de la peligrosidad. Con todo, lo conveniente es no acercarse ni siquiera a ese valor. Por si "aca"...
Para que nos hagamos una idea de "cuanto" es eso, el valor máximo recomendado de concentración de CO2 para ambientes interiores en edificios es de 0.1%, y para oficinas el 0.15 %, ya que se ha comprobado que a partir de ahí aparecen molestias en el personal, motivadas por el CO2 (como cansancio o cierta pérdida de concentración). El organismo humano tiene un amplio margen de tolerancia al CO2 no obstante, ya que incluso puede permanecer temporalmente en entornos donde el CO2 representa un 5 % del gas respirado (siempre que la cantidad de O2 no caiga a niveles hipóxicos), aunque eso sí, a esas concentraciones ya se le considera perjudicial, incluso respirado en ambiente aéreo.
En el tema que nos ocupa, el buceo con reciclador, superar ese 3% mencionado arriba conlleva necesariamente la aparición de una cadena de síntomas que empiezan por hiperventilación (mal asunto si estamos respirando con un aparato bajo el agua), a lo que pronto le seguirá: confusión y dolor de cabeza, continuando en la escalada con ansiedad, sensación de ahogo, pérdida de consciencia y el final ya se sabe. Respirar niveles en torno a un 5% de concentración de CO2 en el bucle, se considera aceptado por todos como una exposición extremadamente peligrosa, y una enorme garantía de que un accidente fatal se va a producir de manera inmediata.
Lo que hay que entender y tener bien claro (y ahora vamos con la pregunta que plantea Shurikken) es que estos incrementos de porcentaje de CO2 en el gas efluente, se producen
de forma muy rápida cuando llegamos al momento en que la cal empieza a estar "lista de papeles"...
Para entender
por qué esto es así, tenemos que conocer que la curva de saturación de la cal sigue con una aceptable aproximación una función exponencial, también llamada por su forma curva en "J" o en palo de hockey.
Para que nos hagamos una idea más gráfica del asunto, vamos a representar en unos ejes cartesianos como evoluciona el % de CO2 del gas efluente durante el tiempo de buceo. Esto es, colocamos el % de CO2 en el eje de ordenadas (vertical) frente al tiempo de uso del filtro de cal en el eje de abscisas (horizontal):
Curva de saturación del filtro.jpg
En este gráfico aparece una familia de curvas en distintos colores, todas ellas exponenciales, que representan el mismo fenómeno: como evoluciona la concentración de CO2 en el gas efluente (el que acaba de atravesar el filtro de cal) en función del tiempo de uso del reciclador (para un modelo concreto, pero eso es lo de menos: lo que importa es el concepto). El hecho de que haya varias curvas obedece a que cada una de ellas representa una situación diferente, pues ya sabemos que en la evolución de la saturación del filtro de cal influyen varias variables, y para complicar más la cosa cada una de ellas sigue una distribución gaussiana. (En realidad, lo que se está representando es el resultado de la "Propagación de incertidumbre", un método estadístico muy utilizado en metrología e ingeniería; pero no vamos a entrar ahora en todo ello).
Lo que nos interesa de la gráfica, es ver que el rendimiento del filtro de cal (en su papel de retirar el CO2 del gas que lo atraviesa)
no se va perdiendo poco a poco y de manera gradual,no...
...Sino que lo que realmente pasa es que se mantiene aceptablemente estable con buena eficiencia (tramo horizontal de cualquiera de las curvas) y parece que llegado un momento, cada minuto que pasa empieza a empeorar a pasos cada vez más agigantados. Y ahí es donde se convierte en CRÍTICO el momento en que decides que tu filtro de cal está "finiquitao". Porque unos minutos de más o de menos pueden hacer variar brutalmente la cantidad de CO2 que inspiremos, como se ve con claridad en el gráfico (que para eso lo he puesto).
Por ejemplo, yéndonos aparte de este gráfico, utilizando datos concretos de un Classic KISS en mediciones experimentales realizadas por el fabricante (bajo unas determinadas condiciones: EN14143, a -40m, 4ºC, 40 l/min de caudal respiratorio, 1.6 l/min de generación de CO2 -condiciones ciertamente extremas, por cierto, que no son las de un uso corriente-) lo que obtuvo la marca fue que tras 2 h. 37' la presión parcial de CO2 en el gas efluente fue de
5 mbar (que haciendo la conversión a las unidades que estamos manejando en la gráfica de arriba son
0.5 % de CO2).
Sin embargo, manteniendo las mismas condiciones, tras 2 h. 50' la presión parcial de CO2 en el gas efluente había subido ya a
10 mbar, esto es traduciendo, a un
1% de CO2.
¡¡ se había "doblado" la concentración de CO2, en cuestión solo de 13 miserables minutos !! Está claro que estamos en la parte de la curva que empieza a dispararse hacia arriba , y lo que es peor: en los siguientes 13 minutos, no esperemos que la cantidad de CO2 aumente otro 0.5 %, ¡¡
sino que se multiplique por bastante!! (
ojo: no hagáis la lectura en el gráfico de arriba ya que NO se refiere a estos datos del KISS y por eso no coinciden los tiempos; sería otra gráfica distinta pero con la misma forma).
ESO es en lo que nos tenemos que fijar y asimilar, respecto al comportamiento de un filtro de cal. ¡Pero vamos! nada sorprendente..., que no espero, vaya, estar descubriendo la pólvora, porque (aunque yo nunca he hecho ningún curso de recicladores) imagino que en todos los cursos que hay por ahí, se explicará esto... (corregidme si "imagino" mal...).
Llegado este punto, creo que es momento de responder a la pregunta que formula Shurriken, que por otra parte, a tenor de lo expuesto, ya se puede responder él mismo.
¿existe alguna formula para calcular la duración de un filtro de cal en función de una serie de datos de partida?
La respuesta es que no, (o al menos NO desde el punto de vista práctico) y ello por varios motivos:
En primer lugar porque esta duración depende del diseño y de la geometría de cada canister ¿y cómo introduces eso en la "fórmula"? Por otra parte la duración depende de muchas otras cosas que todos sabemos (profundidad, temperatura, caudal respiratorio, generación de CO2, tamaño del grano de cal, e incluso homogeneidad del mismo, composición química de la propia cal, bueeeno... y así podríamos seguir...).
Pero es que lo más guay de todo, es que encima también depende de que muchas de estas cosas son "variables" estadísticamente hablando, a las que se les asume una distribución gaussiana. Por lo que a partir de ahora estaremos hablando solo de
probabilidad de duración de un filtro de cal.
Como además, según hemos visto en la gráfica de arriba, un pequeño error del tiempo de "duración" estimado
puede hacer variar
dramáticamente la cantidad de CO2 que nos toque inspirar, pues resulta que una fórmula NO ES LO APLICABLE.
¿Cómo se resuelve esta cuestión en la práctica, entonces?
Pues como se resuelve cualquier problema científico o tecnológico donde aparecen muchas variables: se resuelve recurriendo a mediciones experimentales y por otro lado, dejando un amplio margen de seguridad. Cada marca somete a sus equipos a mediciones en condiciones experimentales más exigentes que lo que sería un uso por un buceador normal (como la que hemos comentado de KISS más arriba) y a partir de ahí te garantizan un cierto "
tiempo" de duración del filtro dejando una amplio margen de seguridad. En la práctica, ese tiempo viene a caer en el tramo todavía horizontal o cuasi-horizontal de la curva (para curarse en salud). Por eso yo me ceñiría a lo que me garantiza cada marca en sus equipos, sabiendo que por supuesto puede durar más; pero eso ya entra en el terreno de la incertidumbre.
Este caso planteado, es como aquel que pregunta si existe alguna "fórmula" para calcular a que presión estalla una botella de buceo cuando le metemos aire sin parar "hasta que reviente"...
Ni nadie se pregunta por esa fórmula, ni tendría ninguna utilidad en la práctica; sino que lo que se hace es usar la botella dentro del rango de su presión de trabajo garantizada por el fabricante. Aunque todos hayamos "sobrecargado un pelín" botellas alguna vez...
Yo creo que lo importante, no es la fórmula, sino asumir de que "manera" evoluciona la saturación de la cal en un filtro de reciclador.
Saludos, y buenas inmersiones.
Rafa Jurado.