în industria scufundărilor, performanța aparatului respirator este adesea denumită muncă de respirație. În acest context, înseamnă, în general, munca unei singure respirații medii luate prin aparatul specificat pentru anumite condiții de presiune ambientală, mediu subacvatic, debit în timpul ciclului de respirație și amestec de gaze – scafandrii subacvatici pot respira gaze respiratorii bogate în oxigen pentru a reduce riscul de boală de decompresie sau gaze care conțin heliu pentru a reduce efectele narcotice. Heliul are, de asemenea, efectul de a reduce activitatea de respirație prin reducerea densității amestecului, deși vâscozitatea heliului este fracționat mai mare decât cea a azotului. Există standarde pentru aceste condiții și pentru a face comparații utile între aparatele de respirație, acestea trebuie testate la același standard.
standarde pentru testarea aparatului de respirație subacvaticedit
- EN 250:2014. Echipament respirator – aparat de scufundare cu aer comprimat autonom cu circuit deschis – cerințe, testare, marcare.
- EN 14143: 2013. Echipament respirator. En 15333 -1: 2008 COR 2009-echipament respirator – aparat de scufundare cu gaz comprimat furnizat ombilical cu circuit deschis-Partea 1: Aparate De Cerere.
- BS 8547:2016 definește cerințele pentru regulatoarele de cerere care urmează să fie utilizate la adâncimi mai mari de 50 m.
variațiile și gestionarea lucrărilor de respirație
factorii care influențează activitatea de respirație a unui aparat de respirație subacvatică includ densitatea și vâscozitatea gazului, debitele, presiunea de fisurare (diferența de presiune necesară pentru deschiderea supapei de cerere) și contrapresiunea asupra supapelor de evacuare.
munca de respirație a unui scafandru are o componentă fiziologică, precum și componenta echipamentului. pentru un amestec de gaze de respirație dat, densitatea va crește odată cu creșterea adâncimii. O densitate mai mare a gazului necesită mai mult efort pentru a accelera gazul în tranziția dintre inhalare și expirație. Pentru a minimiza activitatea de respirație, viteza de curgere poate fi redusă, dar acest lucru va reduce RMV, cu excepția cazului în care adâncimea respirației este mărită pentru a compensa. Respirația profundă lentă îmbunătățește eficiența respirației prin creșterea turnover-ului de gaz în alveole, iar efortul trebuie limitat pentru a se potrivi cu transferul de gaz Posibil din RMV, care poate fi menținut confortabil pe perioade lungi de timp. Depășirea acestui efort continuu maxim poate duce la acumularea de dioxid de carbon, care poate provoca o rată de respirație accelerată, cu turbulențe crescute, ceea ce duce la o eficiență mai mică, RMV redus și o muncă mai mare de respirație într-o buclă de feedback pozitiv. La adâncimi extreme, acest lucru poate apărea chiar și la niveluri relativ scăzute de efort și poate fi dificil sau imposibil să întrerupeți ciclul. Stresul rezultat poate fi o cauză de panică, deoarece percepția este a unei aprovizionări insuficiente cu gaz din cauza acumulării de dioxid de carbon, deși oxigenarea poate fi adecvată.
sarcina pulmonară statică negativă crește activitatea de respirație și poate varia în funcție de adâncimea relativă a diafragmei regulatorului la plămâni în echipamentele cu circuit deschis și de adâncimea relativă a contralungului la plămâni într-un respirator.
densitatea gazului la presiunea ambiantă este un factor limitator al capacității unui scafandru de a elimina eficient dioxidul de carbon la adâncime pentru o anumită muncă de respirație. La o presiune ambientală crescută, densitatea crescută a gazului respirator determină o rezistență mai mare a căilor respiratorii. Ventilația maximă la efort și ventilația voluntară maximă sunt reduse în funcție de densitate, care pentru un amestec de gaz dat este proporțională cu presiunea. Ventilația voluntară maximă este aproximată de o funcție rădăcină pătrată a densității gazului. Debitul de expirație este limitat de fluxul turbulent independent de efort. Odată ce acest lucru se întâmplă, încercările suplimentare de creștere a debitului sunt activ contraproductive și contribuie la acumularea în continuare a dioxidului de carbon. Efectele încărcării pulmonare statice negative sunt amplificate de creșterea densității gazului.pentru a reduce riscul de hipercapnie, scafandrii pot adopta un model de respirație mai lent și mai profund decât normal, mai degrabă decât rapid și superficial, deoarece acest lucru oferă un schimb maxim de gaze pe unitate de efort prin minimizarea turbulențelor și a efectelor spațiului mort.
retenția și toxicitatea dioxidului de Carbon
dioxidul de Carbon este un produs al metabolismului celular care este eliminat prin schimbul de gaze în plămâni în timpul respirației. Rata de producție este variabilă cu efort, dar există un minim de bază. Dacă rata de eliminare este mai mică decât rata de producție, nivelurile vor crește și vor produce simptome de toxicitate, cum ar fi dureri de cap, dificultăți de respirație și tulburări mentale, în cele din urmă pierderea cunoștinței, ceea ce poate duce la înec. În scufundări există factori care cresc producția de dioxid de carbon (efort) și factori care pot afecta eliminarea, făcând scafandrii deosebit de vulnerabili la toxicitatea dioxidului de carbon.
oxigenul este consumat și dioxidul de carbon produs în aceleași cantități sub apă ca la suprafață pentru aceeași cantitate de muncă, dar respirația necesită muncă, iar munca de respirație poate fi mult mai mare sub apă, iar munca de respirație este similară cu alte forme de muncă în producția de dioxid de carbon.
capacitatea unui scafandru de a răspunde la creșterea activității de respirație este limitată. Pe măsură ce activitatea de respirație crește, dioxidul de carbon suplimentar produs în realizarea acestei lucrări împinge necesitatea unei rate de eliminare mai mari, care este proporțională cu ventilația, în cazul dioxidului de carbon neglijabil din aerul inspirat.
producția de dioxid de Carbon de către țesuturi este o funcție simplă a metabolismului țesutului și a consumului de oxigen. Cu cât se lucrează mai mult într-un țesut, cu atât va fi consumat mai mult oxigen și va fi produs mai mult dioxid de carbon. Eliminarea dioxidului de Carbon în Alveole depinde de gradientul parțial de presiune pentru difuzia dioxidului de carbon între sânge și gazul alveolar. Acest gradient este menținut prin spălarea dioxidului de carbon din Alveole în timpul respirației, care depinde de înlocuirea aerului din Alveole cu mai mult dioxid de carbon cu aer cu mai puțin dioxid de carbon. Cu cât aerul se deplasează mai mult în și din Alveole în timpul respirației, cu atât mai mult dioxid de carbon este eliminat și cu atât este mai mare gradientul de presiune dintre sângele venos și gazul alveolar care conduce difuzia dioxidului de carbon din sânge. Menținerea nivelurilor corecte de dioxid de carbon depinde în mod critic de ventilația pulmonară adecvată și există mai multe aspecte ale scufundărilor care pot interfera cu ventilația adecvată a plămânilor.
măsurarea performanței aparatelor de respirație subacvaticeedit
mașina ANSTI este utilizată pentru testarea automată a aparatelor de respirație subacvatice.