Rebreather

La autonomía de un rebreather, es decir, el tiempo durante el cual puede utilizarse de forma segura y cómoda, depende del suministro de oxígeno al ritmo de consumo de oxígeno del usuario y de la capacidad del depurador para eliminar el dióxido de carbono al ritmo de producción del usuario. Estas variables están estrechamente relacionadas, ya que el dióxido de carbono es un producto del consumo metabólico de oxígeno , aunque no el único. Esto es independiente de la profundidad, salvo por el aumento del trabajo respiratorio debido al incremento de la densidad del gas. ^{[ 4 ]}

En la configuración de péndulo, el usuario inhala gas del pulmón artificial a través de una manguera de respiración, y el gas exhalado regresa al pulmón artificial fluyendo de vuelta por la misma manguera. El depurador suele estar ubicado entre la manguera de respiración y la bolsa del pulmón artificial, y el flujo de gas es bidireccional. Todos los conductos de flujo entre el usuario y el absorbente activo del depurador constituyen un espacio muerto : un volumen que contiene gas que se vuelve a respirar sin modificación por el respirador. El espacio muerto aumenta a medida que se agota el absorbente. El volumen de la manguera de respiración debe minimizarse para limitar el espacio muerto.

En la configuración de bucle, el usuario inhala gas a través de una manguera y exhala a través de una segunda. El gas exhalado entra al depurador por un lado y sale por el otro. Puede haber un pulmón de compensación grande a cada lado del depurador, o dos pulmones de compensación más pequeños, uno a cada lado. El flujo es unidireccional, controlado por válvulas antirretorno, que generalmente se encuentran en las mangueras de respiración donde se unen a la boquilla. Solo el paso de flujo en la boquilla antes de la bifurcación entre las mangueras de inhalación y exhalación es espacio muerto, y este no se ve afectado por el volumen de la manguera. ^{[ 6 ]}

El pulmón de compensación es una bolsa hermética de material resistente y flexible que retiene el volumen del gas exhalado hasta que se vuelve a inhalar. Puede haber un solo pulmón de compensación o uno a cada lado del depurador, lo que permite un flujo de gas más uniforme a través del mismo, reduciendo así el esfuerzo respiratorio y mejorando la eficiencia del depurador gracias a un tiempo de permanencia más constante .

El depurador es un recipiente lleno de material absorbente de dióxido de carbono, principalmente bases fuertes , a través del cual pasa el gas exhalado para eliminar el dióxido de carbono. El absorbente puede ser granular o en forma de cartucho moldeado. ^{[ 7 ]} El absorbente granular puede fabricarse rompiendo terrones de cal y clasificando los gránulos por tamaño, o moldeando gránulos con un tamaño y forma uniformes. ^{[ 8 ]} El flujo de gas a través del depurador puede ser unidireccional en un rebreather de bucle, o bidireccional en un rebreather de péndulo. El cartucho del depurador generalmente tiene una entrada en un lado y una salida en el otro.

Un absorbente típico es la cal sodada , compuesta de hidróxido de calcio (Ca(OH) _₂ ) e hidróxido de sodio (NaOH). El componente principal de la cal sodada es el hidróxido de calcio, que es relativamente económico y fácil de conseguir. El absorbente puede contener otros componentes. Se añade hidróxido de sodio para acelerar la reacción con el dióxido de carbono. También se pueden añadir otros productos químicos para prevenir la formación de productos de descomposición no deseados al utilizarse con anestésicos inhalatorios halogenados estándar. Se puede incluir un indicador para mostrar cuándo el dióxido de carbono se ha disuelto en el agua de la cal sodada y ha formado ácido carbónico, lo que provoca un cambio de pH de básico a ácido. El cambio de color indica que el absorbente ha alcanzado la saturación de dióxido de carbono y debe cambiarse. ^{[ 8 ]}

El dióxido de carbono se combina con agua o vapor de agua para producir ácido carbónico débil: CO₂ ₊ H₂O _→ H₂CO₃ _{. Este} reacciona con los hidróxidos para producir carbonatos y agua en una reacción exotérmica. ^{[ 6 ]} En la reacción intermedia, el ácido carbónico reacciona exotérmicamente con hidróxido de sodio para formar carbonato de sodio y agua: H₂CO₃ ₊ 2NaOH → _{Na₂CO₃ +} 2H₂O + _{calor . En la reacción final, el carbonato de} sodio reacciona con la cal apagada (hidróxido de calcio) para formar carbonato de _calcio e hidróxido de sodio: Na₂CO₃ ₊ Ca(OH) _₂ → CaCO₃ ₊ 2NaOH. El hidróxido de sodio está entonces disponible nuevamente para reaccionar con más ácido carbónico. ^{[ 8 ]} 100 gramos (3,5 oz) de este absorbente pueden eliminar entre 15 y 25 litros (0,53 a 0,88 pies cúbicos ) de dióxido de carbono a presión atmosférica estándar. ^{[ 6 ] [ 8 ]} Este proceso también calienta y humidifica el aire, lo cual es deseable para bucear en aguas frías o escalar a grandes altitudes, pero no para trabajar en ambientes calurosos.   

En circunstancias especiales, pueden utilizarse otras reacciones. El hidróxido de litio , y en particular el peróxido de litio, pueden emplearse cuando la baja masa es importante, como en estaciones espaciales y trajes espaciales. El peróxido de litio también repone el oxígeno durante la reacción de depuración. ^{[ 9 ]}

Otro método para eliminar el dióxido de carbono, utilizado ocasionalmente en respiradores portátiles, consiste en congelarlo. Esto es posible en un respirador criogénico que utiliza oxígeno líquido. El oxígeno líquido absorbe el calor del dióxido de carbono en un intercambiador de calor para convertirlo en gas, lo cual es suficiente para congelar el dióxido de carbono. Este proceso también enfría el gas, lo cual a veces resulta conveniente, aunque no siempre.

Una manguera de respiración, o a veces tubo de respiración, en un rebreather es un tubo flexible por donde pasa el gas respiratorio a presión ambiente. Se distinguen de las mangueras de baja, media y alta presión, que también pueden formar parte del aparato rebreather. Tienen un diámetro interior lo suficientemente amplio como para minimizar la resistencia al flujo a la presión ambiente dentro del rango operativo del equipo, suelen tener una sección transversal circular y pueden ser corrugadas para permitir que la cabeza del usuario se mueva sin que el tubo se colapse en las torceduras. ^{[ 6 ]}

Cada extremo tiene una conexión hermética con el componente adyacente y pueden contener una válvula unidireccional para mantener el gas circulando en la dirección correcta en un sistema de circuito cerrado. Según el servicio, pueden estar hechos de un polímero flexible, un elastómero , un elastómero reforzado con fibra o tela, o un elastómero recubierto con un tejido para refuerzo o resistencia a la abrasión. Si la capa tejida está adherida a la superficie exterior, protege el caucho de daños por raspaduras, pero dificulta la eliminación de contaminantes. ^{[ 6 ]} Las mangueras de respiración suelen tener dos tipos de corrugación. Las corrugaciones anulares, como se muestra en la foto, facilitan la reparación en campo en caso de rotura o perforación, mientras que las corrugaciones helicoidales permiten un drenaje eficiente después de la limpieza. ^{[ 10 ]}

Las mangueras de respiración suelen ser lo suficientemente largas como para conectar el aparato a la cabeza del usuario en cualquier posición, pero no deben ser excesivamente largas, ya que esto generaría peso adicional, resistencia hidrodinámica , riesgo de enganche o un espacio muerto excesivo en un rebreather pendular. Las mangueras de respiración pueden sujetarse a los hombros del buceador o lastrarse para lograr flotabilidad neutra y minimizar así la carga sobre la boquilla.

Se proporciona una boquilla con agarre , una mascarilla oronasal , una mascarilla facial completa o un casco sellado para que el usuario pueda respirar con las manos libres desde el dispositivo.

Depósito de oxígeno, generalmente como gas comprimido en un cilindro de alta presión, pero a veces como oxígeno líquido , que suministra oxígeno gaseoso al volumen respiratorio a presión ambiente, ya sea de forma continua, o cuando el usuario acciona la válvula de adición de oxígeno, o mediante una válvula de demanda en un respirador de oxígeno, cuando el volumen de gas en el circuito respiratorio disminuye y la presión baja, o en un respirador de gas mixto controlado electrónicamente, después de que un sensor haya detectado una presión parcial de oxígeno insuficiente y active una válvula solenoide.

Se necesitan válvulas para controlar el flujo de gas en el volumen respiratorio y el suministro de gas desde el contenedor de almacenamiento. Estas incluyen:

• Válvulas antirretorno en el circuito respiratorio de los respiradores de bucle, que fuerzan un flujo unidireccional para minimizar el espacio muerto,
• Las válvulas de inmersión/superficie de los rebreathers de buceo impiden que entre agua en el volumen de respiración cuando se retira la boquilla o cuando el usuario opta por respirar aire ambiente en la superficie.
• Válvulas de suministro de gas, incluida una válvula de cilindro, para permitir el flujo de gas a alta presión desde el cilindro. Esta puede ser operada manualmente por el usuario para suministrar directamente gas de reposición, o puede suministrar el gas a un regulador de presión que reduce la presión a unos pocos bares por encima de la presión ambiente, y suministra este gas a presión intermedia al sistema de alimentación de gas, que puede contener uno o más de los siguientes componentes:
  • Válvula de alimentación de accionamiento manual,
  • Válvula de aguja o orificio de flujo másico constante, para proporcionar una alimentación continua,
  • Válvula de demanda que añade gas automáticamente cuando el volumen del/de los pulmón/s contrapulmón es demasiado bajo y la presión en el volumen respiratorio cae por debajo de la presión ambiente.
• Válvula de sobrepresión para liberar el exceso de gas. Se utiliza principalmente en rebreathers de buceo para compensar la expansión durante el ascenso. El exceso de gas también puede liberarse a través del sello de la falda de una máscara facial completa o por la nariz cuando se utiliza una boquilla.

Los sensores de oxígeno pueden utilizarse para controlar la presión parcial de oxígeno en los respiradores de gases mixtos y garantizar que no se salga de los límites de seguridad, pero generalmente no se utilizan en los respiradores de oxígeno, ya que el contenido de oxígeno es fijo al 100 % y su presión parcial varía únicamente con la presión ambiente.

Este es el primer tipo de rebreather y fue comúnmente utilizado por las armadas para el escape de submarinos y el buceo en aguas poco profundas, para el rescate de minas, el alpinismo y el vuelo a gran altitud, y en aplicaciones industriales desde principios del siglo XX. Los rebreathers de oxígeno pueden ser notablemente simples y mecánicamente fiables, y fueron inventados antes que el buceo con circuito abierto. Solo suministran oxígeno, por lo que no es necesario controlar la composición del gas más allá de eliminar el dióxido de carbono. ^{[ 11 ]}

Todos los rebreathers, excepto los de oxígeno, pueden considerarse rebreathers de gases mixtos, ya que el gas respiratorio es una mezcla de oxígeno y un gas diluyente metabólicamente inactivo. Estos se pueden dividir en circuitos semicerrados, donde el gas de suministro es una mezcla respirable que contiene oxígeno y diluyentes inertes, generalmente nitrógeno y helio, y que se repone añadiendo más de la mezcla a medida que se consume el oxígeno, en cantidad suficiente para mantener una presión parcial respirable de oxígeno en el circuito, y rebreathers de circuito cerrado, donde se utilizan dos suministros de gas en paralelo: el diluyente, que proporciona la mayor parte del gas y que se recicla, y el oxígeno, que se consume metabólicamente. El dióxido de carbono se considera un producto de desecho y, en un rebreather que funciona correctamente, se elimina eficazmente cuando el gas pasa por el depurador.

Existen algunos diseños de rebreathers (por ejemplo, el Oxylite) que utilizan _superóxido de potasio , el cual libera oxígeno al absorber dióxido de carbono, como absorbente de dióxido de carbono: 4KO₂ ₊ 2CO₂ ₌ 2K₂CO₃ ₊ 3O₂ _. Se necesita una pequeña botella de oxígeno para llenar y purgar el circuito al inicio de su uso. ^{[ 14 ]} Esta tecnología puede aplicarse tanto a rebreathers de oxígeno como de gases mixtos, y puede utilizarse para buceo y otras aplicaciones. El superóxido de potasio reacciona vigorosamente con el agua líquida, liberando una cantidad considerable de calor y oxígeno, lo que genera riesgo de incendio; por lo tanto, las aplicaciones más exitosas han sido en trajes espaciales, extinción de incendios y rescate minero. ^{[ 15 ]}

Se puede utilizar un suministro de oxígeno líquido para rebreathers de oxígeno o de gases mixtos. Si se utiliza bajo el agua, el contenedor de oxígeno líquido debe estar bien aislado para evitar la transferencia de calor del agua. Los equipos industriales de este tipo pueden no ser adecuados para el buceo, y los equipos de buceo de este tipo pueden no ser adecuados para su uso fuera del agua debido a las diferencias en los requisitos de transferencia de calor. El tanque de oxígeno líquido del equipo debe llenarse inmediatamente antes de su uso. Algunos ejemplos de este tipo son:

• Aeróforo de Blackett
• Aerorlox ^{[ 16 ]}

La mayor variedad de rebreathers se utiliza en el buceo, ya que las consecuencias de respirar bajo presión complican los requisitos, y existe una amplia gama de opciones según la aplicación específica y el presupuesto disponible. Un rebreather de buceo es un equipo de soporte vital fundamental para la seguridad : algunos fallos pueden causar la muerte del buceador sin previo aviso, mientras que otros requieren una respuesta inmediata y adecuada para su supervivencia.

Un traje de buceo atmosférico es un sumergible articulado pequeño para una persona, de forma aproximadamente antropomórfica, con articulaciones en las extremidades que permiten la articulación bajo presión externa manteniendo una presión interna de una atmósfera. El suministro de gas respiratorio puede provenir de la superficie mediante un umbilical o de un rebreather integrado en el traje. También se puede instalar un rebreather de suministro de gas de emergencia en un traje con suministro de superficie o con un rebreather como gas respiratorio principal. Dado que la presión interna se mantiene en una atmósfera, no existe riesgo de toxicidad aguda por oxígeno. Si bien se trata de una aplicación para buceo, tiene más en común con aplicaciones industriales que con los rebreathers de buceo de presión ambiente.

Se aplican criterios de diseño diferentes a los respiradores SCBA para uso exclusivo fuera del agua:

• No existe variación en la presión ambiental sobre los componentes. El pulmón de reserva puede colocarse para mayor comodidad.
• Puede ser conveniente enfriar el gas en el circuito de respiración, ya que el absorbente produce calor al reaccionar con el dióxido de carbono, y el calentamiento del gas no es deseable en situaciones industriales de alta temperatura, como en la extinción de incendios y en minas profundas. ^{[ 24 ]}
• En algunos casos, los recipientes absorbentes pueden depender de la gravedad para evitar la canalización.
• Si se utiliza una máscara facial completa, esta puede tener ventanas diseñadas para mayor comodidad o un campo de visión mejorado, y no es necesario que sean planas y paralelas para evitar la distorsión visual como ocurre bajo el agua. ^{[ 24 ]}
• En los respiradores para bomberos , se debe tener en cuenta que el equipo sea razonablemente ignífugo y que esté protegido del calor y de los impactos de escombros. ^{[ 24 ]}
• Puede que no surja la necesidad de deshacerse del equipo rápidamente, y que las correas del arnés no necesiten un sistema de liberación rápida.
• La flotabilidad no es un factor a considerar, pero el peso puede ser crítico. Un buen diseño ergonómico para facilitar el transporte, brindar comodidad y equilibrio es importante cuando la unidad se usa en espacios reducidos, al trepar o arrastrarse por huecos estrechos. ^{[ 24 ]}
• Se puede utilizar un sistema de presurización contrapulmonar con resorte para proporcionar una ligera presión positiva en el circuito respiratorio, para evitar la entrada de gases nocivos si el sellado de la máscara no es perfecto. ^{[ 24 ]}
• No existen limitaciones derivadas de los efectos fisiológicos de respirar bajo presión. No son necesarias mezclas de gases complejas. Generalmente se pueden utilizar respiradores de oxígeno, lo que simplifica considerablemente el diseño y aumenta la fiabilidad del mecanismo.
• Se puede instalar un sistema que permita al usuario acceder al agua potable desde una bolsa. Se puede utilizar una válvula de mordida para controlar el flujo. ^{[ 24 ]}
• Se pueden instalar sistemas de comunicación por voz por radio. ^{[ 24 ]}
• Se puede utilizar un sistema de flujo másico constante para asegurar un suministro mínimo de gas fresco, con una válvula de demanda para agregar gas si el circuito se vacía. ^{[ 24 ]}
• El suministro de gas y la duración del absorbente normalmente se ajustarían para lograr eficiencia ^{[ 24 ].}
• Puede ser necesario aislar el circuito de respiración para su uso en temperaturas bajo cero, donde la congelación del absorbente reduciría su eficacia. ^{[ 24 ]}
• Se puede proporcionar una trampa de agua para recoger el agua condensada de la reacción absorbente y del producto metabólico. ^{[ 24 ]}
• Las funciones de monitoreo pueden incluir: ^{[ 24 ]}
  • Presión del cilindro (analógica y digital)
  • Duración restante estimada de uso hasta que se active la advertencia de baja presión residual.
  • Indicación de temperatura
  • Registro automático de señales de advertencia
• Se pueden proporcionar señales de advertencia ópticas y/o acústicas para: ^{[ 24 ]}
  • Baja presión de gas en el cilindro
  • Alarma activada por falta de movimiento del usuario.
  • Alarma activada manualmente.

Los respiradores de montaña proporcionan oxígeno a una concentración mayor que la disponible en el aire atmosférico en un entorno naturalmente hipóxico. Deben ser ligeros y fiables en frío extremo, evitando que se obstruyan con escarcha. ^{[ 25 ]} La alta tasa de fallos del sistema debido al frío extremo aún no se ha resuelto. Respirar oxígeno puro produce una presión parcial de oxígeno elevada en la sangre: un escalador que respira oxígeno puro en la cima del Monte Everest tiene una presión parcial de oxígeno mayor que la que experimenta al respirar aire a nivel del mar. Esto le permite realizar un mayor esfuerzo físico en altitud. La reacción exotérmica ayuda a evitar que el contenido del depurador se congele y reduce la pérdida de calor del usuario.

Tanto el oxígeno químico como el oxígeno gaseoso comprimido se han utilizado en sistemas experimentales de oxígeno de circuito cerrado; el primero se empleó en el Monte Everest en 1938. La expedición de 1953 utilizó un equipo de oxígeno de circuito cerrado desarrollado por Tom Bourdillon y su padre para el primer equipo de asalto de Bourdillon y Evans ; con un cilindro de oxígeno comprimido "dural" de 800 l y un recipiente de cal sodada (el segundo equipo de asalto (exitoso) de Hillary y Tenzing utilizó un equipo de circuito abierto). ^{[ 26 ]}

Los requisitos y el entorno de trabajo son similares a los del montañismo, pero el peso no representa un problema tan importante. El respirador soviético IDA71 también se fabricó en una versión para gran altitud, que funcionaba como un respirador de oxígeno.

Las máquinas de anestesia pueden configurarse como reinhaladores para suministrar oxígeno y gases anestésicos a un paciente durante una cirugía u otros procedimientos que requieran sedación. La máquina cuenta con un absorbente para eliminar el dióxido de carbono del circuito. ^{[ 27 ]}

Se pueden utilizar sistemas de circuito semicerrado y totalmente cerrado para las máquinas de anestesia, y se emplean sistemas de flujo bidireccional de empuje-tracción (péndulo) y sistemas de bucle unidireccionales. ^{[ 28 ]} El circuito respiratorio de una máquina configurada en bucle tiene dos válvulas unidireccionales, de modo que solo el gas depurado fluye hacia el paciente, mientras que el gas espirado regresa a la máquina. ^{[ 27 ]}

La máquina de anestesia también puede suministrar gas a pacientes ventilados que no pueden respirar por sí mismos. ^{[ 29 ]} Un sistema de extracción de gases residuales elimina cualquier gas del quirófano para evitar la contaminación ambiental. ^{[ 30 ]}

Una de las funciones de un traje espacial es proporcionar gas respiratorio al usuario. Esto se puede lograr mediante un conducto umbilical conectado a los sistemas de soporte vital de la nave espacial o el hábitat, o bien mediante un sistema de soporte vital primario integrado en el traje. Ambos sistemas utilizan tecnología de recirculación de oxígeno, ya que eliminan el dióxido de carbono del gas respiratorio y añaden oxígeno para compensar el oxígeno consumido por el usuario. Los trajes espaciales suelen utilizar sistemas de recirculación de oxígeno, ya que esto permite una menor presión en el traje, lo que proporciona al usuario mayor libertad de movimiento.

Los submarinos , los hábitats subacuáticos , los refugios antibombas, las estaciones espaciales y otros espacios habitables ocupados por varias personas durante períodos de tiempo medios a largos con un suministro limitado de gas, son equivalentes en principio a los respiradores de circuito cerrado, pero generalmente dependen de la circulación mecánica del gas respiratorio a través de los depuradores.

Algunos de los riesgos se deben al funcionamiento del equipo, mientras que otros están relacionados con el entorno en el que se utiliza, ya que los respiradores se suelen usar donde no hay atmósfera ambiente respirable.

Alrededor de 1620, Cornelis Drebbel descubrió que calentar salitre ( nitrato de potasio ) generaría oxígeno. ^{[ 34 ]}

El primer rebreather básico basado en la absorción de dióxido de carbono fue patentado en Francia en 1808 por Pierre-Marie Touboulic de Brest , un mecánico de la Armada Imperial de Napoleón . Este diseño inicial de rebreather funcionaba con un depósito de oxígeno, que el buceador suministraba progresivamente y circulaba en un circuito cerrado a través de una esponja empapada en agua de cal , una solución de hidróxido de calcio en agua. ^{[ 35 ] [ 36 ]} Touboulic llamó a su invento Ichtioandre (que en griego significa «hombre pez»). ^{[ 37 ]} No hay evidencia de que se haya fabricado un prototipo.

Un prototipo de rebreather fue construido en 1849 por Pierre Aimable De Saint Simon Sicard , ^{[ 38 ]}

En 1853, el profesor T. Schwann presentó un respirador en la Academia Belga de Ciencias . ^{[ 39 ] [ 36 ]} Tenía un gran tanque de oxígeno montado en la espalda con una presión de trabajo de aproximadamente 13,3 bar y dos depuradores que contenían esponjas empapadas en una solución de sosa cáustica . ^{[ 36 ]}

El primer equipo de buceo de circuito cerrado comercialmente práctico fue diseñado y construido por el ingeniero de buceo Henry Fleuss en 1878, mientras trabajaba para Siebe Gorman en Londres. ^{[ 40 ] [ 12 ]} Su aparato de respiración autónomo consistía en una máscara de goma conectada a una bolsa de respiración, con (estimado) 50–60% de O ₂ suministrado desde un tanque de cobre y CO ₂ depurado por hilo de cuerda empapado en una solución de potasa cáustica; el sistema proporcionaba una duración de aproximadamente tres horas. ^{[ 12 ] [ 41 ]} Fleuss probó su dispositivo en 1879 pasando una hora sumergido en un tanque de agua, y una semana después buceando a una profundidad de 5,5 m en aguas abiertas, ocasión en la que resultó levemente herido cuando sus ayudantes lo sacaron bruscamente a la superficie.

Su aparato fue utilizado por primera vez en condiciones operativas en 1880 por Alexander Lambert, el buzo principal del proyecto de construcción del túnel de Severn , quien pudo recorrer 1000 pies en la oscuridad para cerrar varias compuertas sumergidas en el túnel; esto había superado sus mejores esfuerzos con el traje de buceo estándar debido al peligro de que la manguera de suministro de aire se ensuciara con los escombros sumergidos y las fuertes corrientes de agua en las galerías. ^{[ 12 ]} En 1880, Fleuss utilizó un rebreather para inspeccionar la mina de carbón de Seaham en el Reino Unido después de una explosión de gas. ^{[ 36 ]}

Fleuss y Siebe Gorban desarrollaron el aparato respiratorio Proto para el rescate en minas en 1911. ^{[ 36 ]}

Fleuss mejoró continuamente su aparato, añadiendo un regulador de demanda y tanques capaces de contener mayores cantidades de oxígeno a mayor presión. Sir Robert Davis , director de Siebe Gorman , mejoró el rebreather de oxígeno en 1910 ^{[ 12 ] [ 41 ]} con su invención del Davis Submerged Escape Apparatus , el primer rebreather práctico que se fabricó en serie. Aunque se concibió principalmente como un aparato de escape de emergencia para tripulaciones de submarinos , pronto también se utilizó para el buceo , siendo un práctico aparato de buceo en aguas poco profundas con una autonomía de treinta minutos, ^{[ 41 ]} y como un equipo de respiración industrial .

El equipo constaba de una bolsa de respiración/flotación de goma que contenía un recipiente de hidróxido de bario para eliminar _el CO₂ exhalado y, en un bolsillo en el extremo inferior de la bolsa, un cilindro de presión de acero con aproximadamente 56 litros de oxígeno a una presión de 120 bar. El cilindro estaba equipado con una válvula de control y estaba conectado a la bolsa de respiración . Al abrir la válvula del cilindro, se permitía la entrada de oxígeno a la bolsa y se cargaba a la presión del agua circundante. El equipo también incluía una bolsa de flotación de emergencia en la parte delantera para ayudar a mantener a flote al usuario. El DSEA fue adoptado por la Royal Navy después de un desarrollo adicional por parte de Davis en 1927. ^{[ 42 ]} Varios rebreathers de oxígeno industriales, como el Siebe Gorman Salvus y el Siebe Gorman Proto , ambos inventados a principios del siglo XX, derivaron de él.

El profesor Georges Jaubert inventó el compuesto químico Oxylithe en 1907. Era una forma de peróxido de sodio (Na₂O₂ ₎ o superóxido de sodio ₍ NaO₂ ₎ . Al absorber dióxido de carbono en el depurador de un rebreather , emite oxígeno. Este compuesto fue incorporado por primera vez al diseño de un rebreather por el capitán SS Hall y el Dr. O. Rees de la Marina Real en 1909. Aunque estaba destinado a ser utilizado como aparato de escape de submarinos, nunca fue aceptado por la Marina Real y, en cambio, se utilizó para el buceo en aguas poco profundas. ^{[ 41 ]}

En 1912, la empresa alemana Dräger comenzó la producción en masa de su propia versión del traje de buceo estándar con suministro de aire mediante un rebreather. El aparato había sido inventado algunos años antes por Hermann Stelzner, ingeniero de la empresa Dräger, ^{[ 43 ]} para el rescate en minas . ^{[ 44 ]}

En la década de 1930, tras algunos accidentes trágicos ocurridos en la década de 1920, la Armada de los Estados Unidos comenzó a equipar a los submarinos de las clases Porpoise y Salmon con respiradores primitivos llamados pulmones de Momsen , que estuvieron en uso hasta la década de 1960.

En la década de 1930, los pescadores submarinos deportivos italianos comenzaron a utilizar el rebreather Davis ; los fabricantes italianos recibieron una licencia de los titulares de la patente inglesa para producirlo. Esta práctica pronto llamó la atención de la Armada italiana , que desarrolló un modelo ampliamente mejorado diseñado por Teseo Tesei y Angelo Belloni , que fue utilizado por su unidad de buzos Decima Flottiglia MAS con buenos resultados durante la Segunda Guerra Mundial. ^{[ 41 ]}

Durante la Segunda Guerra Mundial , los rebreathers de buzos italianos capturados influyeron en los diseños mejorados de los rebreathers británicos. ^{[ 41 ]} Muchos equipos de respiración de buzos británicos usaban cilindros de oxígeno de tripulación aérea recuperados de aviones alemanes de la Luftwaffe derribados . Los primeros de estos equipos de respiración pueden haber sido modificados del Davis Submerged Escape Apparatus ; sus máscaras faciales completas eran del tipo previsto para el Siebe Gorman Salvus , pero en operaciones posteriores se usaron diferentes diseños, lo que llevó a una máscara facial completa con una gran ventana facial, al principio circular u ovalada y luego rectangular (en su mayoría plana, pero los lados se curvaban hacia atrás para permitir una mejor visión lateral). Los primeros rebreathers de buzos británicos tenían contrapulmones rectangulares en el pecho como los rebreathers de buzos italianos, pero los diseños posteriores tenían un hueco cuadrado en la parte superior del contrapulmón para que pudiera extenderse más hacia los hombros. Delante tenían un collar de goma que se sujetaba alrededor del cartucho absorbente. ^{[ 41 ]} Algunos buzos de las fuerzas armadas británicas usaban trajes de buceo voluminosos y gruesos llamados trajes Sladen ; una versión tenía una placa facial única abatible para ambos ojos para permitir que el usuario se pusiera binoculares en los ojos cuando estaba en la superficie.

Los rebreathers Dräger, especialmente los modelos DM20 y DM40, fueron utilizados por los buzos de casco y los buzos de combate alemanes durante la Segunda Guerra Mundial . El Dr. Christian J. Lambertsen desarrolló rebreathers para la Armada de los Estados Unidos para la guerra submarina. ^{[ 45 ] [ 46 ]} Lambertsen impartió el primer curso de rebreathers de oxígeno de circuito cerrado en los Estados Unidos para la unidad marítima de la Oficina de Servicios Estratégicos en la Academia Naval el 17 de mayo de 1943. ^{[ 46 ] [ 47 ]}

Durante y después de la Segunda Guerra Mundial , las fuerzas armadas necesitaron bucear a mayor profundidad de la que permitía el oxígeno puro. Esto impulsó, al menos en Gran Bretaña, el diseño de variantes sencillas de flujo constante, denominadas "rebreathers de mezcla", de algunos de sus rebreathers de oxígeno para buceo (lo que ahora se conoce como " nitrox "): el SCMBA, derivado del SCBA ( Swimmer Canoeist's Breathing Apparatus ), y el CDMBA, derivado del Siebe Gorman CDBA , mediante la adición de una botella de suministro de gas adicional. Antes de una inmersión con dicho equipo, el buceador debía conocer la profundidad máxima o de trabajo de su inmersión y la velocidad a la que su cuerpo consumía el oxígeno, para así calcular el caudal de gas de su rebreather.

El pionero del buceo Hans Hass utilizó respiradores de oxígeno Dräger a principios de la década de 1940 para la cinematografía subacuática.

Debido a la importancia militar del rebreather, ampliamente demostrada durante las campañas navales de la Segunda Guerra Mundial , la mayoría de los gobiernos se mostraron reacios a permitir su uso público. En Gran Bretaña, el uso de rebreathers por parte de civiles fue insignificante, y la BSAC prohibió formalmente su uso entre sus miembros. Las empresas italianas Pirelli y Cressi-Sub inicialmente vendieron cada una un modelo de rebreather para buceo deportivo, pero después de un tiempo descontinuaron esos modelos. Algunos espeleobuceadores utilizaron rebreathers de fabricación casera para penetrar en sifones de cuevas .

La mayoría de los alpinistas de alta montaña utilizan equipos de oxígeno de circuito abierto; la expedición al Everest de 1953 utilizó equipos de oxígeno tanto de circuito cerrado como de circuito abierto: véase oxígeno embotellado .

Finalmente, la Guerra Fría terminó y, en 1989, el Bloque Comunista se derrumbó . Como resultado, el riesgo percibido de ataques de sabotaje por parte de buzos de combate disminuyó, y las fuerzas armadas occidentales tuvieron menos motivos para requisar patentes civiles de rebreathers. Así, comenzaron a aparecer rebreathers automáticos y semiautomáticos para buceo recreativo con sensores de presión parcial de oxígeno .