Rebreather de buceo

Dado que el oxígeno puro es tóxico al inhalarse a presión, las agencias de certificación de buceo recreativo limitan la descompresión con oxígeno a una profundidad máxima de 6 metros (20 pies) , y esta restricción se ha extendido a los rebreathers de oxígeno. En el pasado, se utilizaban a mayor profundidad (hasta 20 metros (66 pies) ) , pero tales inmersiones eran más arriesgadas que lo que ahora se considera aceptable. Los rebreathers de oxígeno también se utilizan a veces al descomprimirse tras una inmersión profunda con circuito abierto, ya que respirar oxígeno puro ayuda a que el nitrógeno se difunda más rápidamente fuera de los tejidos corporales, y el uso de un rebreather puede ser más conveniente para paradas de descompresión prolongadas.  

Restricciones de la Marina de los EE. UU. sobre el uso de respiradores de oxígeno: ^{[ 16 ]}

• Límite de funcionamiento normal: _7,6 m (25 pies ) durante 240 minutos. (PO₂ ₌ 1,76 bar) 
• Límite máximo de funcionamiento: ₁₅ metros (50 pies ) durante 10 minutos. (PO₂ ₌ 2,5 bar) 

Los respiradores de oxígeno ya no se utilizan habitualmente en el buceo recreativo debido al límite de profundidad impuesto por la toxicidad del oxígeno, pero se utilizan ampliamente en aplicaciones militares para buceadores de ataque donde no se requiere mayor profundidad, debido a su simplicidad, peso ligero y tamaño compacto.

Los rebreathers de circuito semicerrado (SCR) utilizados para el buceo pueden emplear adición de gas activa o pasiva, y los sistemas de adición de gas pueden estar compensados ​​en profundidad. Utilizan una mezcla de gas de suministro con una fracción de oxígeno mayor que la mezcla de gas del circuito en estado estacionario. Normalmente se utiliza una sola mezcla de gas, pero es posible cambiarla durante la inmersión para ampliar el rango de profundidad disponible de algunos SCR. ^{[ 14 ]}

Ámbito operativo y restricciones de las SCR:

• Los SCR pasivos sin compensación de profundidad reducen el rango seguro de profundidades de operación en proporción inversa a la extensión de la resistencia al gas. Esto puede compensarse mediante el cambio de gas, a costa de una mayor complejidad y un mayor número de posibles puntos de fallo.
• Los sistemas SCR de flujo másico constante proporcionan una mezcla de gases que no es uniforme ante las variaciones en el esfuerzo del buceador. Esto también limita el rango de profundidad operativa segura a menos que se supervise la composición del gas, lo que además aumenta la complejidad y genera posibles puntos de fallo adicionales.
• La adición activa de gas controlada por demanda proporciona mezclas de gas fiables en todo el rango de profundidad operativa potencial y no requiere monitorización de oxígeno, pero a costa de una mayor complejidad mecánica.
• La adición pasiva con compensación de profundidad proporciona una mezcla de gas fiable en todo el rango de profundidad de funcionamiento potencial, que se reduce solo ligeramente con respecto al rango de funcionamiento en circuito abierto para el gas en uso, a costa de una mayor complejidad mecánica.

Los rebreathers de buceo de circuito cerrado pueden controlarse manual o electrónicamente, y utilizan tanto oxígeno puro como un diluyente de gas mixto respirable. ^{[ 17 ]}

Alcance operativo y restricciones de los CCR: Los rebreathers de circuito cerrado están restringidos principalmente por limitaciones fisiológicas del buceador, como la profundidad operativa máxima de la mezcla de diluyente manteniendo la respiración hasta la superficie, aunque esto puede solucionarse cambiando el diluyente. El trabajo respiratorio a profundidad puede ser una limitación, ya que existe un punto en el que el esfuerzo respiratorio requerido para contrarrestar la tasa de producción metabólica de dióxido de carbono excede la capacidad de trabajo del buceador, después del cual aumenta la hipercapnia y la angustia seguida de pérdida de conciencia y muerte es inevitable. El trabajo respiratorio se ve afectado por la densidad del gas, por lo que el uso de un diluyente rico en helio de baja densidad puede aumentar el rango de profundidad con un trabajo respiratorio aceptable para una configuración dada. El WoB también aumenta con el flujo turbulento , que se ve afectado por la velocidad del flujo ( número de Reynolds ). Hasta cierto punto, el trabajo respiratorio puede reducirse o limitarse mediante el diseño del circuito respiratorio, pero también existen límites fisiológicos, y el trabajo de hacer circular el gas a través del bucle respiratorio y el depurador puede ser una gran parte del trabajo respiratorio total. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

Algunas agencias de certificación de buceo recreativo distinguen una clase de rebreather que consideran adecuada para el buceo recreativo. Estos rebreathers no son adecuados para el buceo con descompresión y, cuando están controlados electrónicamente, no permiten al buceador realizar inmersiones con descompresión obligatoria, lo que permite un ascenso inmediato en cualquier punto de la inmersión planificada sin un riesgo indebido de desarrollar enfermedad por descompresión sintomática. Esta limitación reduce la necesidad de llevar gas de emergencia externo y la necesidad de las habilidades para realizar una salida de emergencia con una obligación de descompresión por etapas. Esta clase de buceo con rebreather ofrece la oportunidad de vender formación y certificación que omiten gran parte de las habilidades más complejas y difíciles, y reduce la cantidad de equipo que el buceador necesita llevar. Los criterios de PADI para los rebreathers de clase "R" incluyen avisos electrónicos para las comprobaciones previas a la inmersión, control automático del punto de ajuste, advertencias de estado, una pantalla de visualización frontal para advertencias, una válvula de emergencia, cartuchos de depuración precargados y un sistema para estimar la duración de la depuración. ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]} Si bien estas limitaciones hacen que la clase recreativa de rebreather sea inherentemente menos peligrosa, no reducen el riesgo al mismo nivel que el equipo de circuito abierto para el mismo perfil de buceo. ^{[ 23 ]}

Un traje de buceo atmosférico es un pequeño sumergible articulado para una persona, de forma aproximadamente antropomórfica, con articulaciones en las extremidades que permiten la articulación bajo presión externa mientras se mantiene una presión interna de una atmósfera. El suministro de gas respiratorio podría provenir de la superficie mediante un umbilical, pero luego tendría que ser evacuado de vuelta a la superficie para mantener la presión interna por debajo de la presión ambiental externa, lo cual es posible, pero presenta riesgos de fuga en el casco de presión si las mangueras del umbilical se dañan, o bien, de un sistema de recirculación integrado en el traje. Dado que existe un problema similar al ventilar el exceso de gas, la solución simple y eficiente es reponer el oxígeno a medida que se consume y eliminar el dióxido de carbono, sin modificar el componente de gas inerte, que simplemente se recircula. En efecto, se trata de un sencillo sistema de recirculación de oxígeno de circuito cerrado utilizado como sistema de soporte vital . Dado que normalmente existe un suministro eléctrico adecuado para otros servicios, la circulación eléctrica a través del depurador no debería ser un problema para el servicio normal y resulta más cómoda para el operador, ya que mantiene despejada la zona facial y facilita la comunicación por voz. Dado que la presión interna se mantiene a una atmósfera, no existe riesgo de toxicidad aguda por oxígeno. La autonomía depende de la capacidad del depurador y del suministro de oxígeno. La circulación a través del depurador podría ser impulsada por la respiración del buceador, lo que constituye una opción para un rebreather de respaldo de emergencia, que también puede acoplarse al traje. Un sistema impulsado por la respiración requiere la reducción del espacio muerto mecánico mediante el uso de una boquilla y un pulmón de compensación para formar un circuito cerrado.

Aunque existen varias variantes de diseño de rebreathers de buceo, todos los tipos cuentan con un depósito hermético para contener el gas respiratorio a presión ambiente que el buceador inhala y exhala. El depósito de gas respiratorio consta de varios componentes conectados entre sí mediante juntas herméticas al agua y al aire. El buceador respira a través de una boquilla o una máscara de buceo integral con una válvula de cierre, la válvula de inmersión/superficie, que se cierra cuando el buceador no respira con el equipo para evitar inundaciones si este se encuentra en el agua. Esta válvula está conectada a una o dos mangueras respiratorias que conducen el gas inhalado y exhalado entre el buceador y un pulmón de reserva o bolsa de respiración, que se expande para alojar el gas cuando no está en los pulmones del buceador. El depósito también incluye un depurador con material absorbente para eliminar el dióxido de carbono exhalado por el buceador. Además, habrá al menos una válvula que permite la adición de gas, como oxígeno, y a menudo un gas diluyente, desde un contenedor de almacenamiento de gas al depósito. ^{[ 17 ]}

Puede haber válvulas que permitan la salida de gas, sensores para medir la presión parcial de oxígeno y posiblemente de dióxido de carbono, y un sistema de monitoreo y control. Los componentes críticos pueden estar duplicados para redundancia de ingeniería. ^{[ 17 ]}

Existen dos configuraciones básicas para el paso de gases: el bucle y el péndulo.

La configuración de bucle utiliza una circulación unidireccional del gas respiratorio que, al exhalar, sale de la boquilla, pasa a través de una válvula antirretorno hacia la manguera de exhalación y luego a través del contrapulmón y el depurador, para regresar a la boquilla a través de la manguera de inhalación y otra válvula antirretorno cuando el buceador inhala. ^{[ 17 ]}

La configuración de péndulo utiliza un flujo bidireccional. El gas exhalado fluye desde la boquilla a través de una sola manguera hasta el depurador, luego al pulmón contralateral, y durante la inhalación, el gas es aspirado nuevamente a través del depurador y la misma manguera hasta la boquilla. El sistema de péndulo es estructuralmente más simple, pero inherentemente contiene un mayor espacio muerto de gas sin depurar en el tubo combinado de exhalación e inhalación, que se vuelve a respirar. Existen requisitos contradictorios para minimizar el volumen del espacio muerto y, al mismo tiempo, minimizar la resistencia al flujo de las vías respiratorias.

Un rebreather de péndulo solo tiene un pulmón de compensación, ubicado en el lado opuesto del depurador al único tubo de respiración. El buceador expulsa el gas a través del depurador y luego lo inhala. El flujo de gas a través del depurador viene determinado por la frecuencia respiratoria del buceador.

Un único pulmón de compensación en un rebreather de bucle puede ser de exhalación o inhalación, o estar instalado entre cartuchos de depuración divididos. ^{[ 24 ]} Si es un pulmón de compensación de exhalación, se infla durante la exhalación, pero no fluye gas a través del depurador hasta que comienza la inhalación, momento en el que el buceador aspira el gas a través de él a una velocidad determinada por la frecuencia de inhalación. Si es un pulmón de compensación de inhalación, el buceador debe soplar gas a través del depurador durante la exhalación, pero inhala desde el pulmón de compensación de inhalación lleno, sin que haya más flujo a través del depurador. Si está entre depuradores divididos, el buceador debe soplar el gas a través del depurador de exhalación durante la exhalación y aspirarlo a través del depurador de inhalación. En todos estos casos no hay amortiguación, y los caudales máximos son relativamente altos, lo que significa que la resistencia máxima al flujo también es relativamente alta y puede estar en una mitad del ciclo respiratorio o dividida entre ambas mitades, de forma análoga a la configuración de péndulo, pero sin el gran espacio muerto. ^{[ 24 ]}

Un rebreather de doble pulmón de reserva tiene dos bolsas de respiración, de modo que el gas exhalado infla el pulmón de reserva de exhalación mientras comienza a pasar por el depurador e infla el pulmón de reserva de inhalación. Para cuando el buceador comienza a inhalar, el pulmón de reserva de inhalación ha acumulado un volumen de reserva, por lo que hay menos resistencia al flujo, ya que el gas continúa fluyendo a través del depurador durante la inhalación a un ritmo más lento que si solo hubiera un pulmón de reserva. Esto disminuye el trabajo respiratorio y también aumenta el tiempo de permanencia del gas en el depurador, ya que fluye a través de él tanto durante la exhalación como durante la inhalación. La mayoría de los rebreathers de buceo de mezcla de gases utilizan esta configuración. ^{[ 21 ]}

Muchos rebreathers tienen sus componentes principales dentro de una carcasa rígida para brindar soporte, protección y/o mejorar la hidrodinámica. Esta carcasa debe estar suficientemente ventilada y drenada para permitir la entrada y salida libre de agua o aire circundante, lo que facilita los cambios de volumen a medida que el pulmón de reserva se infla y desinfla, y evita que queden atrapadas grandes cantidades de aire flotante al sumergirse el buceador y de agua al emerger. ^{[ 17 ]}

Los componentes pueden montarse en un bastidor o dentro de una carcasa para mantenerlos unidos. A veces, la estructura del cartucho del depurador forma parte del bastidor, especialmente en la configuración de montaje lateral. La posición de la mayoría de las piezas no es crítica para el funcionamiento, pero los pulmones de compensación deben colocarse de manera que su centroide de volumen se encuentre a una profundidad similar al centroide de los pulmones del buceador la mayor parte del tiempo bajo el agua, y los tubos respiratorios que van a la boquilla no deben obstaculizar al buceador más de lo necesario y deben permitir el libre movimiento de la cabeza en la medida de lo posible. ^{[ 17 ]}

Los primeros respiradores de oxígeno a menudo se construían sin armazón ni carcasa, y dependían del arnés y de un pulmón de reserva robusto para mantener unidos los componentes.

Las partes de un rebreather de buceo (pulmón de compensación, cartucho absorbente, cilindro(s) de gas, tubos y mangueras que los conectan) se pueden disponer en el cuerpo del usuario de cuatro maneras básicas, y la posición del pulmón de compensación tiene un efecto importante en el esfuerzo respiratorio.

Rebreathers montados en el pecho

El montaje en el pecho es bastante común en los rebreathers de oxígeno militares, que suelen ser relativamente compactos y ligeros. Permite un fácil acceso a los componentes bajo el agua y deja la espalda libre para otros equipos en operaciones anfibias. El rebreather se puede desenganchar de un arnés común sin alterar la carga en la espalda. Los contrapulmones montados en la parte frontal tienen un centroide que generalmente se encuentra ligeramente por debajo del centroide pulmonar, lo que resulta en una ligera presión positiva al respirar en la mayoría de las posiciones habituales del buceador.

Rebreathers montados lateralmente

El sistema sidemount permite un perfil bajo para penetrar en estrechas restricciones en el buceo en cuevas y pecios, y es conveniente para llevar un rebreather de emergencia. Un rebreather sidemount como aparato respiratorio principal puede montarse en un lado del cuerpo del buceador y equilibrarse en peso e hidrodinámicamente mediante una botella de emergencia grande montada en el otro lado. Los rebreathers sidemount son sensibles a la orientación del buceador, lo que puede cambiar el trabajo hidrostático de la respiración en un rango mayor que en los montajes en la espalda o el pecho, y el trabajo resistivo de la respiración también es relativamente grande debido a las largas mangueras de respiración y las múltiples curvas necesarias para adaptar los componentes a un formato largo y estrecho. Hasta 2019, ningún rebreather sidemount había superado la prueba CE para el trabajo de respiración. Los rebreathers sidemount también pueden ser más susceptibles a inundaciones importantes del circuito debido a la falta de una posición conveniente del pulmón de contrapresión para la exhalación que forme una trampa de agua. ^{[ 19 ]}

Los rebreathers de montaje lateral suelen tener un formato equivalente al de una botella de circuito abierto de montaje lateral, lo que imita la aerodinámica de una botella de montaje lateral, pero presenta problemas de variabilidad en el trabajo respiratorio hidrostático si la unidad no está perfectamente ajustada y montada. El trabajo respiratorio solo se optimiza cuando el buceador está correctamente trimado. ^{[ 24 ]}

El KISS Sidewinder es un MCCR de montaje lateral que reduce este problema al montar los dos cartuchos de depuración relativamente pequeños a ambos lados del buceador, conectados por un único pulmón de contrapresión de 8 litros que cruza la espalda del buceador, y se lleva con un arnés de montaje lateral estándar. Se afirma que esta configuración proporciona un buen trabajo respiratorio en la mayoría de las orientaciones del buceador. Se lleva una pequeña botella de oxígeno transversal montada en la parte posterior y botellas estándar de diluyente/de emergencia de montaje lateral (normalmente dos). ^{[ 24 ]}

Estos dispositivos se utilizan casi exclusivamente para el buceo, ya que son más voluminosos, pesados ​​y complejos que los rebreathers de oxígeno de circuito cerrado. Los buceadores militares y recreativos los utilizan porque ofrecen mayor duración bajo el agua que los de circuito abierto, alcanzan una profundidad máxima de operación mayor que los rebreathers de oxígeno y suelen ser bastante sencillos y económicos. No dependen de la electrónica para el control de la composición del gas, pero pueden utilizar monitorización electrónica para mejorar la seguridad y lograr una descompresión más eficiente. Un término alternativo para esta tecnología es "extensor de gas".

Los equipos de circuito semicerrado generalmente suministran un solo gas respiratorio, como aire, nitrox o trimix, a la vez. El gas se inyecta en el circuito a un ritmo constante para reponer el oxígeno consumido por el buceador. El exceso de gas debe ser expulsado constantemente del circuito en pequeños volúmenes para dejar espacio para gas fresco rico en oxígeno. Dado que el oxígeno del gas expulsado no se puede separar del gas inerte, el circuito semicerrado supone un desperdicio tanto de oxígeno como de componentes inertes. ^{[ 25 ]}

Se debe utilizar una mezcla de gases con una profundidad operativa máxima segura para la profundidad de la inmersión prevista, y que proporcione una mezcla respirable en la superficie; de ​​lo contrario, será necesario cambiar de mezcla durante la inmersión. ^{[ 17 ]}

A medida que la cantidad de oxígeno que requiere el buceador aumenta con la intensidad del trabajo, la tasa de inyección de gas debe elegirse y controlarse cuidadosamente para evitar la pérdida de consciencia del buceador debido a la hipoxia . ^{[ 26 ]} Una tasa de adición de gas más alta reduce la probabilidad de hipoxia, pero desperdicia más gas.

Circuito semicerrado de adición pasiva

Este tipo de reinhalador funciona añadiendo gas fresco para compensar la reducción de volumen en el circuito respiratorio. Se descarga una porción del gas respirado que es proporcional al consumo de oxígeno. Generalmente, se trata de una fracción volumétrica fija del flujo respiratorio, pero se han desarrollado sistemas más complejos que descargan una cantidad cercana a la proporción del flujo respiratorio en superficie. Estos se denominan sistemas con compensación de profundidad o parcialmente compensados. La adición de gas se activa por un bajo volumen de contrapulmón, lo que activa una válvula de demanda.

El caso simple de descarga de relación fija se puede lograr con pulmones de contrapresión de fuelle concéntrico , donde el gas exhalado expande ambos pulmones. Mientras que el fuelle exterior, de mayor volumen, descarga de vuelta al circuito cuando el buceador inhala, el fuelle interior descarga su contenido al entorno, utilizando válvulas antirretorno para asegurar un flujo unidireccional. La cantidad procesada durante cada respiración depende del volumen corriente de dicha respiración.

Hacia el final de la inhalación, el fuelle llega al tope y activa una válvula de adición, de forma similar a como un diafragma regulador activa la válvula de demanda , para compensar el gas expulsado por el fuelle interno. Por lo tanto, este tipo de rebreather tiende a funcionar con un volumen mínimo.

Los sistemas de relación fija suelen descargar entre el 10 % (1/10) y el 25 % (1/4) del volumen de cada respiración al exterior. Como resultado, la autonomía de gas es de 10 a 4 veces mayor que la de un circuito abierto, y depende de la frecuencia respiratoria y la profundidad de la misma manera que en un circuito abierto. La fracción de oxígeno en el circuito depende de la relación de descarga y, en menor medida, de la frecuencia respiratoria y la carga de trabajo del buceador. Dado que parte del gas se recicla después de respirar, la fracción de oxígeno siempre será menor que la del gas de reposición, pero puede aproximarse mucho a este último después de una purga del circuito, por lo que generalmente se elige un gas que sea respirable a la máxima profundidad, lo que permite su uso para el rescate en circuito abierto. La fracción de oxígeno del gas del circuito aumentará con la profundidad, ya que la tasa de masa de consumo metabólico de oxígeno permanece casi constante con el cambio de profundidad. Esta es la tendencia opuesta a la que se observa en un rebreather de circuito cerrado, donde la presión parcial de oxígeno se controla para que sea más o menos la misma dentro de ciertos límites durante toda la inmersión. El sistema de relación fija se ha utilizado en los rebreathers DC55 y Halcyon RB80 . Los rebreathers de adición pasiva con relaciones de descarga pequeñas pueden volverse hipóxicos cerca de la superficie cuando se utiliza un suministro de gas con fracción de oxígeno moderada o baja, lo que hace necesario cambiar de gas entre inmersiones profundas y superficiales. ^{[ 27 ]}

Los sistemas de compensación de profundidad descargan una porción del volumen corriente del buceador que varía en proporción inversa a la presión absoluta. En la superficie, generalmente descargan entre el 20 % (1/5) y el 33 % (1/3) de cada respiración, pero este porcentaje disminuye con la profundidad para mantener la fracción de oxígeno en el circuito aproximadamente constante y reducir el consumo de gas. Un sistema de compensación de profundidad completa descarga un volumen de gas inversamente proporcional a la presión, de modo que el volumen descargado a 90 m de profundidad (10 bar de presión absoluta) será el 10 % de la descarga en superficie. Este sistema proporciona una fracción de oxígeno aproximadamente fija, independientemente de la profundidad, cuando se utiliza con el mismo gas de reposición, ya que la descarga de masa efectiva permanece constante.

Los sistemas de compensación parcial de profundidad se sitúan a medio camino entre los sistemas de relación fija y los de compensación total de profundidad. Proporcionan una alta relación de descarga cerca de la superficie, pero esta relación no es fija, ni como proporción del volumen ni de la masa respirada. La fracción de oxígeno del gas es más difícil de calcular, pero se encontrará entre los valores límite de los sistemas de relación fija y los de compensación total. El Halcyon PVR-BASC utiliza un sistema de fuelle interno de volumen variable para compensar la profundidad.

Circuito semicerrado de adición activa

Un sistema de adición activa agrega gas de alimentación al circuito respiratorio y el exceso de gas se descarga al ambiente. Estos respiradores suelen operar cerca del volumen máximo.

adición de gas de flujo másico constante

El sistema más común de adición activa de gas de reposición en rebreathers semicerrados es mediante el uso de un inyector de flujo másico constante, también conocido como flujo estrangulado . Esto se logra fácilmente utilizando un orificio sónico, ya que siempre que la caída de presión sobre el orificio sea suficiente para asegurar el flujo sónico, el flujo másico para un gas específico será independiente de la presión aguas abajo. ^{[ 28 ]} El flujo másico a través de un orificio sónico es función de la presión aguas arriba y la mezcla de gases, por lo que la presión aguas arriba debe permanecer constante para el rango de profundidad de trabajo del rebreather para proporcionar una mezcla confiablemente predecible en el circuito respiratorio, y se utiliza un regulador modificado que no se ve afectado por cambios en la presión ambiente. La adición de gas es independiente del uso de oxígeno, y la fracción de gas en el circuito depende fuertemente del esfuerzo del buceador; es posible agotar peligrosamente el oxígeno por un esfuerzo físico excesivo.

Adición de gas controlada por demanda

Solo se ha comercializado un modelo que utiliza este principio de control de la mezcla de gases: el Interspiro DCSC . Su funcionamiento consiste en añadir una masa de oxígeno proporcional al volumen de cada respiración. Este método se basa en la suposición de que la tasa de respiración volumétrica de un buceador es directamente proporcional al consumo metabólico de oxígeno, lo cual, según la evidencia experimental, es suficientemente preciso. ^{[ 29 ]}

La adición de gas fresco se realiza controlando la presión en una cámara de dosificación proporcional al volumen del fuelle del pulmón de contrapresión. La cámara de dosificación se llena con gas fresco a una presión proporcional al volumen del fuelle, siendo la presión máxima cuando el fuelle está vacío. Cuando el fuelle se llena durante la exhalación, el gas se libera de la cámara de dosificación al circuito respiratorio, proporcional al volumen del fuelle durante la exhalación, y se libera completamente cuando el fuelle está lleno. El exceso de gas se descarga al ambiente a través de la válvula de sobrepresión una vez que el fuelle está lleno. ^{[ 29 ]}

El resultado es la adición de una masa de gas proporcional al volumen de ventilación, y la fracción de oxígeno se mantiene estable dentro del rango normal de esfuerzo.

El volumen de la cámara de dosificación se ajusta a una mezcla específica de gas de suministro y se modifica cuando se cambia el gas. El DCSC utiliza dos mezclas estándar de nitrox: 28 % y 46 %. ^{[ 29 ]}

En 1912, la empresa alemana Drägerwerk de Lübeck introdujo una versión del traje de buceo estándar que utilizaba un suministro de gas de un rebreather de oxígeno y no rebreather de superficie. El sistema empleaba un casco de buceo de cobre y un traje de buceo pesado estándar con un conjunto de cilindros y depurador montados en la espalda. El gas respiratorio circulaba mediante un sistema de inyección en el circuito alimentado por el gas añadido. Este sistema se perfeccionó con el casco Modell 1915 "Bubikopf" y el rebreather de oxígeno DM20 para profundidades de hasta 20  m, y el rebreather de gas mixto DM40, que utilizaba un cilindro de oxígeno y un cilindro de aire para el suministro de gas, produciendo una mezcla de nitrox, para profundidades de hasta 40  m. ^{[ 34 ]}

La Armada de los EE. UU. desarrolló una variante del sistema Mark V para buceo con heliox. Estos se utilizaron con éxito durante el rescate de la tripulación y el salvamento del USS Squalus en 1939. El casco de gas mixto heliox Mark V Mod 1 de la Armada de los EE. UU. se basa en el casco Mark V estándar, con un cartucho depurador montado en la parte posterior del casco y un sistema de inyección de gas de entrada que recircula el gas respiratorio a través del depurador para eliminar el dióxido de carbono y así conservar el helio. El casco de helio utiliza la misma placa pectoral que un Mark V estándar excepto que el mecanismo de bloqueo se reubica en la parte delantera, no hay grifo de escupir, hay una conexión eléctrica adicional para ropa interior térmica y, en versiones posteriores, se instaló una válvula de escape de dos o tres etapas para reducir el riesgo de inundación del depurador. ^{[ 8 ]} El suministro de gas en el buzo estaba controlado por dos válvulas. La válvula Hoke controlaba el flujo a través del inyector hacia el aspirador, que hacía circular el gas desde el casco a través del depurador. La válvula de control principal se utilizaba para abrir el circuito de emergencia, purgar el casco y suministrar gas adicional durante trabajos intensos o descensos. El caudal de la boquilla del inyector era nominalmente de 0,5 pies cúbicos por minuto a 100  psi por encima de la presión ambiente, lo que expulsaría 11 veces el volumen del gas inyectado a través del depurador. ^{[ 9 ]}

Ambos sistemas eran semicerrados y no monitorizaban las presiones parciales de oxígeno. Ambos utilizaban un sistema de inyección para recircular el gas respiratorio y no aumentaban el trabajo respiratorio.

Ha habido algunos diseños de rebreather (por ejemplo, el Oxylite) que tenían un cartucho absorbente lleno de _superóxido de potasio , que libera oxígeno al absorber dióxido de carbono: 4KO₂ ₊ 2CO₂ ₌ 2K₂CO₃ ₊ 3O₂ _; tenía una botella de oxígeno muy pequeña para llenar el circuito al comienzo de la inmersión. [ ^{35 ] Este} sistema es peligroso debido a la reacción explosiva que se produce si entra agua en contacto con el superóxido de potasio. El rebreather militar y naval ruso IDA71 fue diseñado para funcionar en este modo o como un rebreather convencional.

Las pruebas realizadas en el IDA71 en la Unidad de Buceo Experimental de la Armada de los Estados Unidos en Panama City, Florida, demostraron que el IDA71 podía proporcionar un tiempo de inmersión significativamente mayor con superóxido en uno de los contenedores que sin él. ^{[ 35 ]}

Esta tecnología se puede aplicar tanto a los sistemas de respiración de oxígeno como a los de gases mixtos, y se puede utilizar para el buceo y otras aplicaciones.

Se puede utilizar oxígeno líquido para rebreathers de oxígeno o de gases mixtos. Si se usa 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 la transferencia de calor. El tanque de oxígeno líquido del equipo debe llenarse inmediatamente antes de su uso.

El buceador respira a través del circuito del rebreather mediante una boquilla con agarre o una máscara oronasal , que puede formar parte de una máscara facial completa o un casco de buceo . La boquilla está conectada al resto del rebreather mediante mangueras de respiración flexibles. La boquilla de un rebreather de buceo suele incluir una válvula de cierre y puede incorporar una válvula de inmersión/superficie, una válvula de emergencia o ambas. En los rebreathers con configuración de bucle, la boquilla suele ser el lugar donde se instalan las válvulas antirretorno del bucle. ^{[ 17 ]}

Válvula de rescate

Una válvula de buceo/superficie que puede conmutarse para cerrar el circuito y abrir simultáneamente una conexión a una válvula de demanda de circuito abierto se conoce como válvula de rescate (BOV), ya que su función es cambiar a un circuito abierto de rescate sin necesidad de retirar la boquilla. Es un dispositivo de seguridad importante en caso de intoxicación por dióxido de carbono . ^{[ 41 ]}

Se utilizan mangueras flexibles de caucho sintético corrugado para conectar la boquilla al resto del circuito respiratorio, ya que permiten el libre movimiento de la cabeza del buceador. Estas mangueras están corrugadas para brindar mayor flexibilidad manteniendo una alta resistencia al colapso. Están diseñadas para ofrecer baja resistencia al flujo del gas respiratorio. Se utiliza una sola manguera para la configuración de péndulo (empuje-tracción) y dos mangueras para una configuración de bucle unidireccional. ^{[ 17 ]} Se pueden usar lastres en las mangueras para reducir la flotabilidad excesiva.

El pulmón artificial forma parte del circuito cerrado, diseñado para variar su volumen en la misma medida que el volumen corriente del usuario durante la respiración. Esto permite que el circuito se expanda y contraiga al respirar, manteniendo constante el volumen total de gas en los pulmones y el circuito cerrado a lo largo del ciclo respiratorio. El volumen del pulmón artificial debe permitir el máximo volumen respiratorio posible del usuario, pero generalmente no necesita coincidir con la capacidad vital de todos los usuarios posibles. ^{[ 43 ] [ 17 ]}

Bajo el agua, la posición del pulmón de reserva —sobre el pecho, los hombros o la espalda— influye en el trabajo hidrostático de la respiración . Esto se debe a la diferencia de presión entre el pulmón de reserva y el pulmón del buceador, causada por la distancia vertical entre ambos. ^{[ 43 ]}

Los buceadores recreativos, técnicos y muchos profesionales pasan la mayor parte del tiempo bajo el agua nadando boca abajo y en posición horizontal. Los pulmones de reserva deberían funcionar bien con un bajo esfuerzo respiratorio en esta posición, y con el buceador en posición vertical.

• Montaje frontal: Cuando están en posición horizontal, están sometidos a una presión hidrostática mayor que la de los pulmones del buceador. Es más fácil inhalar, pero más difícil exhalar.
• Montaje en la espalda: Cuando están en posición horizontal, están bajo menor presión hidrostática que los pulmones del buceador. La cantidad varía, ya que algunos están más cerca de la espalda que otros. Es más difícil inhalar, más fácil exhalar. ^{[ 17 ]}
• Sobre el hombro: La presión hidrostática variará según la cantidad de gas en los pulmones artificiales y aumenta a medida que aumenta el volumen y la parte más baja del espacio gaseoso se desplaza hacia abajo. El trabajo resistivo de la respiración suele anular las ventajas de una buena posición cerca del centroide pulmonar. ^{[ 17 ]}

El diseño de los pulmones de compensación también puede afectar la hidrodinámica del buceador debido a la ubicación y la forma de los mismos, si no están dentro de una carcasa.

Un respirador que utiliza pulmones de goma que no están dentro de una carcasa cerrada debe protegerse de la luz solar cuando no se utilice, para evitar que la goma se deteriore debido a la luz ultravioleta .

Los gases exhalados se dirigen a través del depurador químico, un recipiente lleno de un absorbente de dióxido de carbono adecuado, como una forma de cal sodada , que elimina el dióxido de carbono de la mezcla de gases y deja el oxígeno y otros gases disponibles para ser respirados nuevamente. ^{[ 44 ]}

Algunos de los productos químicos absorbentes se producen en formato granular para aplicaciones de buceo, como Atrasorb Dive, Sofnolime , Dragersorb o Sodasorb. Otros sistemas utilizan un cartucho preenvasado basado en Cortina de Plástico Reactiva (RPC): ^{[ 45 ]} El término Cortina de Plástico Reactiva se utilizó originalmente para describir las cortinas absorbentes de Micropore para uso de emergencia en submarinos por la Armada de los EE. UU., y más recientemente RPC se ha utilizado para referirse a sus Cartuchos de Plástico Reactivo, que afirman proporcionar un rendimiento mejor y más fiable que el mismo volumen de material absorbente granular. ^{[ 46 ]}

El dióxido de carbono que pasa a través del absorbente del depurador se elimina al reaccionar con el absorbente en el recipiente; esta reacción química es exotérmica . La mayor parte de esta reacción ocurre a lo largo de un "frente", que es una región transversal al flujo de gas a través de la cal sodada en el recipiente. Este frente se mueve a través del recipiente del depurador, desde el extremo de entrada de gas hasta el extremo de salida, a medida que la reacción consume los ingredientes activos. Este frente sería una zona con un espesor que depende del tamaño del grano, la reactividad y la velocidad del flujo de gas, ya que el dióxido de carbono del gas que pasa por el recipiente necesita tiempo para alcanzar la superficie de un grano de absorbente y luego tiempo para penetrar en el interior de cada grano a medida que la superficie exterior del grano se agota. Finalmente, el gas con dióxido de carbono restante llegará al extremo opuesto del recipiente y se producirá una "ruptura". Después de esto, el contenido de dióxido de carbono del gas depurado tenderá a aumentar a medida que disminuye la eficacia del depurador hasta que se vuelva perceptible para el usuario y, finalmente, irrespirable. ^{[ 17 ]}

En el buceo con rebreather, la duración efectiva típica del depurador será de entre media hora y varias horas de respiración, dependiendo de la distribución del tamaño de grano y la composición del absorbente, la temperatura ambiente, el tamaño del cartucho, el tiempo de permanencia del gas en el material absorbente y la producción de dióxido de carbono por parte del buceador.

Durante el ascenso, el gas en el circuito respiratorio se expandirá y debe tener alguna vía de escape antes de que la diferencia de presión cause lesiones al buzo o daños al circuito. La forma más sencilla de lograrlo es que el buzo permita que el exceso de gas escape alrededor de la boquilla o por la nariz, pero una simple válvula de sobrepresión es fiable y se puede ajustar para controlar la sobrepresión permitida. La válvula de sobrepresión suele estar montada en el pulmón de compensación y, en los rebreathers de buceo militares, puede estar equipada con un difusor, que ayuda a ocultar la presencia del buzo al enmascarar la liberación de burbujas, fragmentándolas en tamaños menos detectables. Un difusor también reduce el ruido de las burbujas. ^{[ 49 ] [ 43 ]}

Muchos rebreathers tienen "trampas de agua" en los pulmones de compensación o en la carcasa del depurador, para evitar que grandes volúmenes de agua entren en el medio de depuración si el buceador se quita la boquilla bajo el agua sin cerrar la válvula, o si los labios del buceador se relajan y dejan entrar agua. ^{[ 43 ]} Algunos rebreathers tienen bombas manuales para eliminar el agua de las trampas de agua, y algunos de los SCR de adición pasiva bombean automáticamente el agua junto con el gas durante la carrera de escape del pulmón de compensación de fuelle. ^{[ 29 ] [ 50 ]} Otros utilizan la presión interna para expulsar el agua a través de la válvula de descarga de anulación manual cuando está en una posición baja. ^{[ 51 ]}

Un rebreather debe contar con una fuente de oxígeno para reponer el que consume el buceador. Según el diseño del rebreather, la fuente de oxígeno será oxígeno puro o una mezcla de gases respiratorios , que casi siempre se almacena en una bombona . En algunos casos, el oxígeno se suministra como oxígeno líquido o mediante una reacción química. ^{[ 17 ]}

Válvulas de adición de gas

Se debe agregar gas al circuito respiratorio si el volumen se reduce demasiado o si es necesario cambiar la composición del gas. ^{[ 17 ]}

Válvula de dilución automática (ADV)

Tiene una función similar a la de una válvula de demanda de circuito abierto y, en muchos casos, utiliza el mecanismo de una válvula de demanda de circuito abierto de uso común. Añade gas al circuito si el volumen en el mismo es demasiado bajo. El mecanismo se acciona mediante un diafragma específico, como en una segunda etapa de buceo, o bien mediante la parte superior de un pulmón de contrapresión tipo fuelle que alcanza el final de su recorrido. ^{[ 43 ]}

Adición manual

Los rebreathers de circuito cerrado generalmente permiten al buceador agregar gas manualmente. En los rebreathers de oxígeno, esto es solo oxígeno, pero los rebreathers de gases mixtos generalmente tienen una válvula de adición manual separada para oxígeno y diluyente, ya que cualquiera de ellos puede ser necesario para corregir la composición de la mezcla del circuito , ya sea como método operativo estándar para los CCR controlados manualmente, o como sistema de respaldo en los CCR controlados electrónicamente. ^{[ 43 ]} La adición manual de diluyente a veces se realiza mediante un botón de purga en la ADV.

Flujo másico constante

La adición de gas mediante flujo másico constante se utiliza en los rebreathers semicerrados de adición activa, donde es el método normal de adición a profundidad constante, y en muchos rebreathers de circuito cerrado, donde es el método principal de adición de oxígeno, a una velocidad inferior a la metabólicamente requerida por el buceador en reposo, y el resto lo completa el sistema de control a través de una válvula solenoide, o manualmente por el buceador.

El flujo másico constante se logra mediante el flujo sónico a través de un orificio. El flujo de un fluido compresible a través de un orificio se limita al flujo a velocidad sónica dentro del mismo. Esto se puede controlar mediante la presión aguas arriba y el tamaño y la forma del orificio, pero una vez que el flujo alcanza la velocidad del sonido dentro del orificio, cualquier reducción adicional de la presión aguas abajo no influye en el caudal. Esto requiere una fuente de gas a presión fija y solo funciona a profundidades con una presión ambiente lo suficientemente baja como para generar flujo sónico en el orificio.

Los reguladores cuyos componentes de control están aislados de la presión ambiente se utilizan para suministrar gas a una presión independiente de la profundidad.

Adición pasiva

En los rebreathers semicerrados de adición pasiva, el gas se suele añadir mediante una válvula de demanda accionada por el fuelle de compensación pulmonar cuando este se vacía. Esta es la misma condición de activación que la válvula de dilución automática de cualquier rebreather, pero el mecanismo de activación es ligeramente diferente. Un rebreather de adición pasiva de este tipo no necesita una ADV independiente, ya que la válvula de adición pasiva ya cumple esta función; sin embargo, para mayor redundancia técnica, se pueden instalar dos válvulas de demanda de este tipo que funcionen simultáneamente. ^{[ 52 ] [ 53 ]}

Controladas electrónicamente (válvulas solenoides)

Los respiradores de gases mixtos de circuito cerrado controlados electrónicamente pueden recibir parte del oxígeno mediante un orificio de flujo másico constante, pero el control preciso de la presión parcial se realiza mediante válvulas solenoides accionadas por los circuitos de control. La apertura temporizada de la válvula solenoide se activará cuando la presión parcial de oxígeno en la mezcla del circuito descienda por debajo del punto de ajuste inferior.

Si el orificio de flujo másico constante se ve comprometido y no suministra el flujo correcto, el circuito de control lo compensará activando la electroválvula con mayor frecuencia.

Gas externo

En algunos rebreathers de buceo técnico es posible conectar un suministro de gas alternativo, generalmente mediante un sistema de conexión rápida húmeda. Esta característica suele encontrarse en los rebreathers de emergencia y otros rebreathers de montaje lateral, donde la unidad se mantiene lo más compacta posible y el suministro de gas se puede colocar al otro lado del buceador para mayor comodidad y equilibrio. Esta función también permite que todo el gas que transporta un buceador se suministre potencialmente a través del rebreather. ^{[ 54 ]}

Los requisitos fundamentales para el control de la mezcla de gases en el circuito respiratorio de cualquier rebreather son la eliminación del dióxido de carbono y su mantenimiento en un nivel tolerable, así como el mantenimiento de la presión parcial de oxígeno dentro de límites seguros. En el caso de los rebreathers utilizados a presiones normobáricas o hipobáricas, basta con disponer de suficiente oxígeno, lo cual se logra fácilmente en un rebreather de oxígeno. Las aplicaciones hiperbáricas, como en el buceo, también requieren limitar la presión parcial máxima de oxígeno para evitar la toxicidad por oxígeno , un proceso técnicamente más complejo que puede requerir la dilución del oxígeno con un gas metabólicamente inerte.

Si no se añade suficiente oxígeno, la concentración de oxígeno en el circuito puede ser demasiado baja para mantener la vida. En los seres humanos, la necesidad de respirar normalmente se debe a una acumulación de dióxido de carbono en la sangre, más que a la falta de oxígeno. La hipoxia puede provocar un desmayo con poca o ninguna advertencia, seguido de la muerte. ^{[ 17 ]}

El método utilizado para controlar el rango de presión parcial de oxígeno en el circuito respiratorio depende del tipo de rebreather.

• En un respirador de oxígeno, una vez que el circuito se ha purgado completamente, la mezcla permanece prácticamente estática al 100 % de oxígeno, y la presión parcial depende únicamente de la presión ambiente.
• En un rebreather semicerrado, la mezcla del circuito depende de una combinación de factores:

• El tipo de sistema de adición de gas y su configuración, combinados con la mezcla de gases en uso, controlan la velocidad de adición de oxígeno.
• La tasa de trabajo y, por lo tanto, la tasa de consumo de oxígeno, que controla la tasa de agotamiento del oxígeno y, por consiguiente, la fracción de oxígeno resultante.
• presión ambiente, ya que la presión parcial varía en proporción a la presión ambiente y a la fracción de oxígeno.

• En los rebreathers de circuito cerrado controlados manualmente (MCCCR), también conocidos como rebreathers de circuito cerrado controlados por el buceador (DCCCR), el buceador monitoriza la mezcla del circuito mediante uno o más sensores de oxígeno y controla la mezcla y el volumen de gases inyectando los gases disponibles adecuados y ventilando el circuito. En esta aplicación, el buceador necesita conocer la presión parcial de oxígeno en el circuito y corregirla cuando se desvía del punto de ajuste. Un método común para aumentar el tiempo entre correcciones consiste en utilizar un orificio de flujo másico constante ajustado a la tasa de consumo metabólico de oxígeno del buceador en reposo, para añadir oxígeno a un ritmo que no aumente la presión parcial a una profundidad constante.
• La mayoría de los rebreathers de circuito cerrado controlados electrónicamente (ECCCR) tienen sensores de oxígeno electrogalvánicos y circuitos de control electrónico que monitorean la ppO₂ _, inyectando más oxígeno si es necesario y emitiendo una advertencia sonora, visual y/o vibratoria al buceador si la ppO₂ _alcanza niveles peligrosamente altos o bajos. ^{[ 17 ]}

El volumen en el circuito generalmente se controla mediante una válvula de dilución automática activada por presión o volumen, y una válvula de alivio de sobrepresión. La válvula de dilución automática funciona según el mismo principio que una válvula de demanda para añadir diluyente cuando la presión en el circuito se reduce por debajo de la presión ambiente, como durante el descenso o si se pierde gas del circuito. El equipo también puede tener una válvula de adición manual, a veces llamada bypass. En algunos de los primeros respiradores de oxígeno, el usuario tenía que abrir y cerrar manualmente la válvula del cilindro de oxígeno para rellenar el pulmón de reserva cada vez que el volumen disminuía. ^{[ 17 ]}

Los requisitos funcionales de un rebreather de circuito cerrado controlado electrónicamente son muy similares a las funciones y la capacidad de los ordenadores de descompresión para buceo técnico en rebreather, y algunos fabricantes de rebreathers utilizan hardware de ordenadores de buceo, reempaquetado por otros fabricantes de ordenadores de buceo, como unidades de control y monitorización del rebreather. El software puede modificarse para mostrar múltiples lecturas de celdas de oxígeno, advertencias, alarmas y lógica de votación, y el hardware del ordenador de buceo puede estar cableado al hardware de control del rebreather. ^{[ 57 ]}

El sistema de comunicaciones utilizado por Shearwater Research para la conectividad entre ordenadores de buceo y rebreathers es DiveCAN, que cuenta con un estándar de conectividad física y un protocolo de comunicación basado en un bus CAN estándar de la industria reconocido, versátil, robusto y ampliamente utilizado . ^{[ 58 ]}

La instrumentación puede variar desde la profundidad mínima, el tiempo y la presión de gas restante necesarios para un respirador de oxígeno de circuito cerrado o un respirador de nitrox semicerrado, hasta controladores electrónicos redundantes con múltiples sensores de oxígeno, computadoras de descompresión integradas redundantes, sensores de monitoreo de dióxido de carbono y una pantalla frontal con luces de advertencia y alarma, además de una alarma sonora y por vibración.

Algunos de los riesgos se deben al funcionamiento del equipo, mientras que otros están relacionados con el entorno en el que se utiliza.

Los sistemas de respiración autónoma para buceo son susceptibles a ciertos modos de fallo que no pueden producirse en otros aparatos respiratorios.

Los métodos disponibles para monitorear el estado del depurador y predecir e identificar una fuga inminente incluyen:

• Planificación de inmersiones y reemplazo programado. Los buceadores reciben capacitación para monitorear y planificar el tiempo de exposición del material absorbente en el depurador y reemplazarlo dentro del plazo recomendado. Este método es necesariamente muy conservador, ya que la producción real de dióxido de carbono durante una inmersión no se puede predecir con precisión ni se mide. Las recomendaciones de los fabricantes sobre los periodos de reemplazo suelen contemplar los peores escenarios para reducir el riesgo, lo cual resulta poco económico en el uso del material absorbente.
• Se puede incluir un colorante indicador que cambia de color cuando se consume el ingrediente activo en el absorbente. Por ejemplo, un absorbente para rebreather llamado "Protosorb", suministrado por Siebe Gorman, tenía un colorante indicador rojo que, según se decía, se volvía blanco cuando el absorbente se agotaba. Con un cartucho transparente, esto puede mostrar la posición del frente de reacción. Esto es útil cuando el cartucho es visible para el usuario, lo cual rara vez es posible en equipos de buceo, donde el cartucho suele estar dentro del pulmón de compensación o una carcasa montada en la espalda. El colorante indicador se retiró del uso de la flota de la Armada de los EE. UU. en 1996 cuando se sospechó que liberaba sustancias químicas en el circuito. ^{[ 62 ]}
• Monitoreo de temperatura. Dado que la reacción entre el dióxido de carbono y la cal sodada es exotérmica, se pueden utilizar sensores de temperatura a lo largo del depurador para medir la posición del frente de reacción y, por lo tanto, la vida útil restante estimada del depurador. ^{[ 63 ] [ 64 ]}
• Aunque existen sensores de dióxido de carbono, no son útiles para predecir la vida útil restante del depurador, ya que miden el dióxido de carbono en el gas depurado, y la falla del depurador suele ocurrir con bastante rapidez. Estos sistemas se instalan como dispositivo de seguridad para advertir a los buzos que desconecten el circuito inmediatamente.

La tolerancia a fallos es la propiedad que permite a un sistema seguir funcionando correctamente en caso de que falle alguno de sus componentes. Si su calidad operativa disminuye, la disminución es proporcional a la gravedad del fallo, a diferencia de un sistema diseñado de forma ingenua, en el que incluso un pequeño fallo puede provocar un colapso total. La tolerancia a fallos es especialmente importante en sistemas de alta disponibilidad o de seguridad crítica . La capacidad de mantener la funcionalidad cuando fallan partes de un sistema se denomina degradación gradual. ^{[ 65 ]}

El rebreather de oxígeno de circuito cerrado básico es un dispositivo muy simple y mecánicamente fiable, pero presenta graves limitaciones operativas debido a la toxicidad del oxígeno. Los métodos para extender de forma segura el rango de profundidad requieren una mezcla variable de gases respiratorios. Los rebreathers semicerrados tienden a ser ineficientes para la descompresión y su composición de gases no es del todo predecible en comparación con un rebreather de circuito cerrado de control preciso. La monitorización de la composición de gases en el circuito respiratorio solo puede realizarse mediante sensores eléctricos, lo que sitúa la fiabilidad subacuática del sistema de detección electrónica en la categoría de componente crítico para la seguridad. ^{[ 5 ]}

No existen estadísticas formales sobre las tasas de fallos de la electrónica subacuática, pero es probable que el error humano sea más frecuente que la tasa de fallos de los ordenadores de buceo electrónicos, que son el componente básico de la electrónica de control del rebreather, la cual procesa información de múltiples fuentes y cuenta con un algoritmo para controlar la electroválvula de inyección de oxígeno. El ordenador de buceo sellado lleva en el mercado el tiempo suficiente como para que los modelos de mejor calidad se hayan vuelto fiables y robustos en su diseño y construcción. ^{[ 5 ]}

Un rebreather controlado electrónicamente es un sistema complejo. La unidad de control recibe información de varios sensores, evalúa los datos, calcula la acción o acciones apropiadas, actualiza el estado del sistema y las pantallas, y ejecuta las acciones, en algunos casos utilizando retroalimentación en tiempo real para adaptar la señal de control. ^{[ 5 ]} Las entradas incluyen señales de uno o más sensores de presión, oxígeno y temperatura, un reloj y, posiblemente, sensores de helio y dióxido de carbono. También cuenta con una fuente de alimentación por batería y una interfaz de usuario en forma de pantalla visual, una interfaz de entrada de usuario en forma de interruptores de botón y, posiblemente, alarmas sonoras y vibratorias. ^{[ 5 ]}

En un sistema eCCR mínimo, el sistema es muy vulnerable. Una sola falla crítica puede requerir procedimientos manuales para la recuperación o la necesidad de recurrir a un suministro alternativo de gas respiratorio. Algunas fallas pueden tener consecuencias fatales si no se detectan y gestionan con rapidez. Las fallas críticas incluyen la fuente de alimentación, el sensor de oxígeno no redundante, las electroválvulas o la unidad de control. ^{[ 5 ]}

Los componentes puramente mecánicos son relativamente robustos y fiables, tienden a degradarse de forma no catastrófica y son voluminosos y pesados, por lo que los sensores electrónicos y los sistemas de control han sido los componentes en los que generalmente se ha buscado una mayor tolerancia a fallos. Los fallos en las celdas de oxígeno han sido un problema particular, con consecuencias previsiblemente graves, por lo que el uso de redundancia múltiple en la monitorización de la presión parcial de oxígeno ha sido un área importante de desarrollo para mejorar la fiabilidad. Un problema en este sentido es el coste y la vida útil relativamente corta de los sensores de oxígeno, junto con su tiempo de fallo relativamente impredecible y su sensibilidad al entorno. ^{[ 5 ]}

Para detectar e identificar automáticamente el mal funcionamiento del sensor de oxígeno, estos deben calibrarse con un gas conocido, lo cual resulta muy inconveniente durante la inmersión, pero es posible como prueba ocasional cuando se sospecha una falla. Alternativamente, se pueden comparar varias celdas y asumir que aquellas con una salida casi idéntica funcionan correctamente. Esta lógica de votación requiere un mínimo de tres celdas, y la fiabilidad aumenta con el número de celdas. ^{[ 5 ]} Para combinar la redundancia de celdas con la redundancia del circuito de monitorización, el circuito de control y la pantalla, las señales de las celdas deben estar disponibles para todos los circuitos de monitorización y control en condiciones normales. Esto se puede lograr compartiendo señales en la etapa analógica o digital: el voltaje de salida de la celda se puede suministrar a la entrada de todas las unidades de monitorización, o bien, los voltajes de algunas celdas se pueden suministrar a cada monitor y compartir las señales digitales procesadas. El intercambio de señales digitales puede facilitar el aislamiento de componentes defectuosos en caso de cortocircuitos. El número mínimo de celdas en esta arquitectura es de dos por unidad de monitorización, con dos unidades de monitorización para redundancia, lo que supera el mínimo de tres requerido para la capacidad de la lógica de votación básica. ^{[ 5 ]}

Los tres aspectos de un rebreather tolerante a fallos son la redundancia de hardware, un software robusto y un sistema de detección de fallos. El software es complejo y comprende varios módulos con sus propias tareas, como la medición de la presión parcial de oxígeno, la medición de la presión ambiente, el control de la inyección de oxígeno, el cálculo del estado de descompresión y la interfaz de usuario para la visualización del estado y la información, así como para la introducción de datos por parte del usuario. Es posible separar el hardware de la interfaz de usuario de la unidad de control y monitorización, de forma que el sistema de control pueda seguir funcionando si la interfaz de usuario, relativamente vulnerable, se ve comprometida. ^{[ 5 ]}

Las características que mejorarían la seguridad incluyen: ^{[ 4 ]}

• La automatización completa del sistema de control evitaría una serie de errores del usuario, siempre que el sistema de control sea fiable y tolerante a fallos.
• Un sistema de sensores de oxígeno de alta fiabilidad reduciría el riesgo de hipoxia o de inhalación de gases hiperóxicos.
• Un sistema de sensor de oxígeno capaz de detectar de forma fiable los fallos del sensor e identificar el modo de fallo.
• Sensores de dióxido de carbono capaces de detectar de forma fiable el inicio de un fallo en el depurador.
• Escasez de esfuerzo respiratorio.

Los rebreathers de buceo deben cumplir con la norma EN 14143: Equipos respiratorios - Aparatos de buceo con rebreathing autónomos para su fabricación o comercialización legal en la Unión Europea. La norma europea EN 14143 especifica los requisitos de rendimiento destinados a garantizar el funcionamiento seguro de un rebreather de buceo. Las profundidades máximas especificadas son de 6 m para los rebreathers de oxígeno, 40 m para los rebreathers de nitrox y 100 m para los rebreathers que utilizan gases respiratorios a base de helio. El rango de temperatura del agua es de 4  °C a 34  °C, a menos que el fabricante especifique un rango más amplio. ^{[ 66 ]}

Los rebreathers de buceo están sujetos a la Directiva Europea de Equipos de Protección Individual , que exige la certificación de la garantía de calidad del producto y la comprobación de su rendimiento por parte de un tercero neutral acreditado. Este es un proceso costoso y que requiere mucho tiempo, lo que puede frenar la innovación, pero también se reconoce como una influencia importante en la seguridad del producto y la limitación de la responsabilidad del fabricante. ^{[ 67 ]}

La medición precisa y fiable de la presión parcial de oxígeno es uno de los factores más problemáticos en la seguridad del buceo con rebreather. Los sistemas de control que utilizan estos datos se han desarrollado hasta el punto de ser robustos y fiables, y el uso de un respaldo independiente mejora la fiabilidad hasta alcanzar un nivel similar al de cualquier otro componente. El punto más débil son los sensores, que son propensos a varios modos de fallo, algunos de los cuales son relativamente insidiosos, ya que la célula puede superar una calibración normobárica y fallar cuando la presión parcial se encuentra cerca del límite superior del rango de funcionamiento aceptable, que es también el rango en el que el buceo con presión parcial constante ofrece el máximo beneficio. Cuando ha sido posible inferir la causa, la principal causa de muertes por rebreather es la hipoxia, con aproximadamente un 17%, y se presume que la hiperoxia está presente en un 4% adicional de los casos. Si estas tendencias se extienden al rango de casos indeterminados, es posible que un contenido de oxígeno inadecuado esté implicado en el 30% de las muertes por rebreather. ^{[ 68 ]}

El método estándar para mejorar la fiabilidad de la monitorización de oxígeno ha sido la redundancia múltiple (el uso de tres o más sensores) y el uso de múltiples entradas de datos con un sistema de lógica de votación para intentar identificar el fallo de un sensor a tiempo para realizar una finalización controlada y segura de la inmersión. La lógica de votación normalmente asume que si un sensor produce una lectura significativamente diferente de otros dos o más cuando se expone al mismo entorno, el valor atípico es defectuoso y se asume que la entrada de los demás es precisa. Desafortunadamente, esto no siempre es así, y ha habido casos en los que el sensor atípico era el más correcto. Se ha demostrado que la fiabilidad de este sistema es menor de lo esperado inicialmente debido a la falta de suficiente independencia estadística de los tres sensores, y que los resultados no son simétricos: los efectos de las lecturas erróneas de presión parcial baja o alta también dependen de la profundidad. ^{[ 68 ]}

Si un sensor proporciona una salida relativamente estática con poca respuesta a variaciones de profundidad y temperatura, y cambios en la composición del gas debido al uso, adición de gas, mezcla incompleta o turbulencia del circuito, es probable que el sensor no esté respondiendo correctamente. Si dos sensores siguen un patrón de respuesta similar, esto indica que ambos podrían estar defectuosos. Los algoritmos que comparan la salida del sensor con la salida esperada, teniendo en cuenta los cambios conocidos, pueden indicar la fiabilidad de los sensores. Este método de monitorización de sensores se conoce como validación pasiva de sensores (PSV), puede utilizarse para mejorar la fiabilidad de la evaluación de la integridad del sensor y en el sistema de control para tomar decisiones más fiables sobre qué sensores tienen más probabilidades de proporcionar una salida fiable, en comparación con la lógica de votación basada únicamente en los valores de calibración de los sensores. La PSV supone una mejora con respecto a la lógica de votación simple, pero aún es susceptible a errores relacionados con la independencia estadística de los componentes. ^{[ 68 ]}

En 2002 se inició el trabajo preliminar sobre el diseño de un sistema automático de validación de sensores, en el que el sistema de control del rebreather inyectaría periódicamente gas de composición conocida en los sensores de oxígeno durante la inmersión y utilizaría la señal de salida para determinar la viabilidad de la respuesta del sensor con mayor precisión y exactitud que un buceador humano. Este sistema se desarrolló posteriormente para su uso en el rebreather Poseidon/Cis-Lunar MK-VI. Este sistema de "Validación Activa de Sensores" (ASV) se ha perfeccionado a lo largo de miles de horas de buceo de prueba en diversas condiciones ^{[ 68 ].}

El sistema ASV se ha vuelto más sofisticado que la implementación manual en el Cis-Lunar MK-5P. Implica más que comparar el valor de PO₂ medido _por el sensor con el PO₂ calculado _del diluyente a la profundidad actual. En la implementación de los rebreathers Poseidon, la computadora inyecta automáticamente diluyente u oxígeno directamente en un único sensor de oxígeno primario cada cinco minutos durante una inmersión. El algoritmo tiene en cuenta la profundidad actual, la FO₂ _del gas inyectado, la temperatura ambiente, la duración de la inyección de gas y los valores de calibración del sensor para esa inmersión para predecir cómo debería responder el sensor en los siguientes segundos después de cada inyección de gas, y compara eso con los resultados medidos para producir un nivel de confianza para el correcto funcionamiento del sensor. ^{[ 68 ]}

Este tipo de prueba de validación de sensores puede identificar varios modos de falla según las desviaciones de los valores medidos con respecto a los valores esperados, con variaciones de la presión parcial calculada del gas de prueba. Además, es capaz de detectar fallas debidas a lecturas de temperatura incorrectas, entrada incorrecta de la FO ₂ de la condensación del diluyente en el sensor de oxígeno, un sensor de oxígeno defectuoso, falla en el suministro de gas de validación y otras razones que no serían detectadas por la lógica de votación. ^{[ 68 ]}

Los sensores de oxígeno de la mayoría de los rebreathers se calibran en la superficie antes de la inmersión con aire o oxígeno al 100% a presión atmosférica normal. Estos son puntos de calibración fiables, pero el rango de presiones parciales operativas puede extenderse más allá de estos puntos. Si los sensores se calibran para una respuesta lineal entre estas condiciones y se extrapola la respuesta, para puntos de ajuste superiores a 1 bar (práctica habitual), el sistema de control debe operar fuera del rango para el cual se sabe que la respuesta es lineal. Uno de los modos de fallo más comunes es que una celda se vuelva limitada por la corriente con el tiempo. La impedancia interna cambia a medida que el ánodo se consume en la reacción que produce la corriente de salida, y la respuesta se vuelve no lineal a presiones parciales de oxígeno más altas. La señal puede indicar una presión parcial más baja y no aumenta proporcionalmente a medida que se añade oxígeno, lo que provoca una presión parcial de oxígeno en bucle que puede aumentar a niveles peligrosos sin previo aviso. Una forma de validar los sensores a altas presiones parciales es exponerlos a una PO₂ superior _al punto de ajuste superior, mediante la exposición a oxígeno puro a una profundidad de 6  m, para una PO₂ _de 1,6 bar durante la inmersión, o a 1,6 bar o más en un recipiente de presión de calibración. Ambos métodos son engorrosos y el método en el agua puede provocar picos de PO₂ _durante el descenso. Una variación del sistema ASV que utiliza oxígeno, denominada prueba de linealidad hiperóxica (HLT), utiliza oxígeno como gas de purga a 6  m, lo que permite comprobar que el sensor es lineal hasta 1,6 bar de PO₂ _, y si falla, el punto de ajuste se puede reducir automáticamente al rango lineal establecido durante la calibración. Se ha demostrado que un solo sensor con PSV y ASV es más fiable que tres sensores con lógica de votación convencional. Se espera que la eficacia de los algoritmos de validación de celdas mejore con la adquisición de más datos de campo recopilados por los sistemas de control del rebreather. ^{[ 68 ]}

La hipercapnia se ha identificado como uno de los factores más frecuentes en las muertes por buceo con rebreather. Generalmente, esto es consecuencia de que el depurador no elimina el dióxido de carbono tan rápido como se produce, lo que puede deberse a uno o varios factores, como material absorbente usado, húmedo o mal empaquetado, cartuchos mal diseñados o ensamblados, incompatibilidad entre el absorbente y el diseño del cartucho, o el uso del absorbente fuera de su rango operativo. Una mayor presión parcial de dióxido de carbono en el circuito produce niveles más altos de dióxido de carbono en la sangre y los tejidos, lo que puede provocar diversos síntomas, como dificultad respiratoria, mayor susceptibilidad a la toxicidad del oxígeno en el SNC, desorientación y pérdida de conciencia. ^{[ 68 ]}

La mayoría de los diseños de rebreathers se han basado en límites de tiempo muy conservadores para la duración del absorbente, basados ​​en pruebas experimentales, utilizando condiciones frías, cargas de trabajo elevadas y presiones de gran profundidad. Este conservadurismo, generalmente innecesario, anima a los buceadores a prolongar la duración del absorbente, lo que funciona bien hasta que deja de hacerlo, a menudo sin previo aviso, lo que puede tener graves consecuencias. Un método más sofisticado consiste en basar los límites de duración del absorbente en el consumo metabólico de oxígeno, como indicador de la producción metabólica de dióxido de carbono, que es razonablemente estable para la mayoría de las personas la mayor parte del tiempo y puede compensar bastante bien las variaciones en el esfuerzo y el metabolismo basal, pero no compensa de forma fiable los efectos de la profundidad y la presión sobre la función del absorbente. ^{[ 68 ]}

Un enfoque más directo y empírico consiste en aprovechar la producción de calor y el aumento de temperatura de la zona activa del absorbente en el depurador. Se absorbe más dióxido de carbono en la primera zona de absorbente relativamente sin usar que alcanza a medida que el gas respiratorio pasa a través del depurador, y esta zona relativamente activa avanza a través del cartucho a medida que se agota la zona alcanzada inicialmente por el gas, y se produce más reacción más adelante. Este frente de reacción está a una temperatura más alta que el absorbente agotado, y el absorbente aún no ha estado expuesto a altos niveles de dióxido de carbono, y el frente avanza a lo largo del depurador hasta que parte de él alcanza el final del absorbente, y el gas no depurado pasa al otro lado del circuito, después de lo cual hay un aumento bastante constante e irreversible del dióxido de carbono inspirado. ^{[ 68 ]} Algunos fabricantes de rebreathers han desarrollado sondas de temperatura lineales que identifican la posición del frente reactivo, lo que permite al usuario estimar la duración restante del cartucho.

Ninguno de estos métodos puede detectar el desvío del cartucho y tienen poca capacidad para identificar material absorbente completamente agotado, canalizado, mal empaquetado o inadecuado, pero esto se puede hacer mediante una medición directa de la presión parcial de dióxido de carbono en el lado de inhalación del circuito. ^{[ 68 ]}

La investigación y el desarrollo de sensores de dióxido de carbono se remontan al menos a principios de la década de 1990, cuando Teledyne Analytical Instruments y Cis-Lunar Development Laboratories trabajaron en un sensor para el rebreather Cis-Lunar MK-III. Este sensor era preciso en condiciones de laboratorio, pero en el campo era susceptible a la alta humedad y la condensación, lo que provocaba lecturas poco fiables, un problema recurrente en la medición de dióxido de carbono en tiempo real. Las altas presiones también causaban problemas con la compensación de profundidad. En 2009, VR Technologies lanzó un sensor comercial de CO₂ _que utilizaba membranas hidrofóbicas para mantener los sensores secos sin reducir excesivamente el flujo de gas hacia ellos. ^{[ 68 ]}

Desde entonces, otros fabricantes han introducido sus productos en el mercado, pero no han logrado una adopción generalizada. Son relativamente caros, proporcionan lecturas poco fiables en algunas circunstancias, solo pueden detectar fallos en el depurador y no predicen la duración restante. Una combinación de medición de temperatura y medición de CO₂ posterior al depurador _puede proporcionar tanto predicción como advertencia de fallo, aunque con un mayor coste y complejidad. ^{[ 68 ]}

La ubicación del sensor en el circuito puede afectar la sensibilidad al contenido real de CO₂ _del gas inspirado. La medición del gas en la boquilla presenta problemas debido al espacio muerto, y el montaje en la manguera de inhalación cerca de la boquilla hace que el sensor sea sensible a pequeñas fugas en la válvula de retención de inhalación, a la vez que puede detectar altas concentraciones de CO₂ _debido a fugas importantes en la válvula de retención, lo que provocaría un gran aumento del espacio muerto, que no se detectaría si el sensor estuviera más arriba en el circuito. ^{[ 68 ]}

Además, el aumento de los niveles de CO₂ _en el gas inspirado es solo una de las causas de la hipercapnia. También influyen el esfuerzo respiratorio, la condición física del buceador, los patrones de ventilación respiratoria y otros factores conductuales, fisiológicos y mecánicos. Una mejor opción sería medir los niveles de CO₂ inhalado y exhalado _, lo que requeriría sensores rápidos, fiables en condiciones húmedas y de precio razonable ^{[ 68 ].}

Tras el firme respaldo del Rebreather Forum 3 al uso de listas de verificación escritas para mejorar la seguridad, Cis-Lunar Development Laboratories programó una lista de verificación electrónica previa a la inmersión en el sistema operativo de su rebreather MK-5P, para evitar que el usuario omitiera realizar las comprobaciones recomendadas antes de su uso. Esta iniciativa se consideró un éxito y se implementó en generaciones posteriores, como los rebreathers Poseidon MK-VI y SE7EN, que se desarrollaron para incluir un sólido sistema de diagnóstico interno para los componentes electrónicos y el software principales, así como la calibración automática de las celdas del sensor de oxígeno a presiones normobáricas. Si el usuario intenta bucear con la unidad, no completar la lista de verificación activará diversas alarmas. Si bien no es totalmente infalible (las celdas de oxígeno no se calibran a presiones de trabajo hiperbáricas), se detectarán varios errores críticos de seguridad y se informará al buceador sobre ellos. El software también registra los pasos y los datos de la verificación previa a la inmersión, lo que ha resultado valioso para el análisis de accidentes. Además, las verificaciones previas a la inmersión requieren menos tiempo y no necesitan papel ni registro manual por parte del usuario. Se ha demostrado que este sistema reduce el riesgo y ha sido adoptado por varios fabricantes. ^{[ 68 ]}

La interfaz de usuario del sistema de control del rebreather es donde se intercambia información entre el buceador y el sistema de control electrónico, y es un área con varias posibilidades de errores, tanto en la entrada de datos por parte del usuario como en la interpretación de los mismos, algunos de los cuales podrían tener consecuencias graves o fatales. El riesgo intrínsecamente mayor de falla mecánica debido a su alta complejidad puede compensarse mediante la redundancia de ingeniería, tanto del sistema de control como del suministro de gas de emergencia, y una capacitación adecuada. El diseño de la interfaz hombre-máquina (HMI) puede mejorarse para reducir el riesgo de malentendidos y errores, y la capacitación puede centrarse en la interpretación correcta de la información y la respuesta apropiada. La HMI generalmente tiene dos componentes principales: pantallas y alarmas, y muchas de las alarmas están asociadas con información visual específica. ^{[ 68 ]}

Un desafío al diseñar alarmas efectivas es asegurar que el buceador no se distraiga con información irrelevante y que no se activen con demasiada facilidad, lo que lo acostumbra a prestar menos atención y, si bien posiblemente cumpla con los requisitos legales en materia de advertencias y alarmas, puede hacer que el equipo sea funcionalmente menos seguro de usar. Una estrategia para evitar este problema es estimular diferentes sentidos (auditivo, visual y táctil), a veces mediante una vibración en la boquilla. ^{[ 68 ]}

Una presentación eficaz garantiza que el usuario reciba la información que necesita cuando la necesita, y la que desea cuando la desea, en un formato inmediatamente reconocible y claramente comprensible. Cuando se presenta demasiada información en un momento de estrés, el usuario puede confundirse o ser incapaz de distinguir la información útil a tiempo para utilizarla eficazmente. En otros momentos, la información más detallada puede ser útil o necesaria para tomar una decisión correcta. Varias pantallas, o varias vistas en la misma pantalla, pueden ayudar con esto. ^{[ 68 ]}

Una tendencia en las pantallas de rebreather que se prevé que se generalice, ^{[ 68 ]} es el uso de pantallas de visualización frontal avanzadas, que pueden proporcionar una gama más amplia de información mediante el uso de una serie de luces de colores o pantallas gráficas o alfanuméricas más complejas que permanecen visibles periféricamente para el buceador en todo momento y solo requieren movimiento ocular para ser completamente legibles. ^{[ 68 ]}

Un problema logístico importante para las inmersiones largas y profundas con rebreather es el volumen de equipo de emergencia que debe transportarse para permitir un regreso seguro a la superficie desde cualquier punto de la inmersión tras una falla irreparable del sistema principal. La opción de circuito abierto puede resultar extremadamente voluminosa y difícil de manejar, y si bien es más compacta y eficiente, la opción del rebreather presenta sus propios desafíos logísticos. ^{[ 68 ]}

Uno de los principales desafíos de diseño en el desarrollo de un sistema de escape de circuito cerrado para rebreathers es mantener el equipo de escape en condiciones óptimas para su uso a cualquier profundidad. Esto implica un gas respirable adecuado para la profundidad, aunque no necesariamente optimizado, ya que la mezcla puede ajustarse rápidamente al punto de consigna tras el escape, y un volumen de gas que no varíe excesivamente, de modo que el control de la flotabilidad no se complique demasiado. El sistema debe ser manejable y la boquilla del equipo de escape debe ser fácilmente accesible, pero segura. Dado que los rebreathers de escape se utilizan con mayor frecuencia en inmersiones con grandes descompresiones, el cambio al sistema de escape debe ser compatible con el sistema de gestión de la descompresión. Si se incluye la monitorización en tiempo real de la presión parcial de oxígeno en el cálculo de la descompresión, debe ser posible transferir esta función entre las unidades sin comprometer su independencia. La carga de trabajo del buceador en la gestión de los dos circuitos no debe ser excesiva, ya que se reconoce que el buceador es el aspecto menos fiable de la operación y puede estar sometido a un estrés significativo cuando el escape se hace necesario. ^{[ 68 ]}

Los datos registrados durante las inmersiones con rebreather son útiles para el análisis de accidentes, las pruebas y el desarrollo de rebreathers, así como para la formación de buceadores. El registro del perfil de inmersión mediante ordenadores de descompresión integrados también resulta valioso para la investigación sobre la eficacia de los programas de descompresión. La agregación de estos datos puede proporcionar información sobre los patrones de buceo de la población de usuarios y ayudar a analizar el riesgo. ^{[ 68 ]}

Los sistemas de control de los rebreathers electrónicos han seguido aumentando su capacidad de procesamiento y almacenamiento, y paralelamente, su capacidad para capturar datos con mayor granularidad y precisión ha aumentado. En 1994, el sistema de registro de datos Cis-Lunar Mk-IV registraba datos a varios cientos de puntos por hora de tiempo de inmersión, y en 1997 el Cis-Lunar Mk-5P registraba más de mil puntos por hora. En 2007, el Poseidon MK-VI Discovery registraba entre 15.000 y 25.000 puntos por hora, y en 2016 el Poseidon SE7EN registró más del doble de esa cantidad, en consonancia con las recomendaciones del Rebreather Forum 3, que establece: ^{[ 68 ]}

El foro recomienda que todos los rebreathers incorporen sistemas de registro de datos que registren parámetros funcionales relevantes para la unidad en particular y los datos de inmersión, y que permitan la descarga de estos datos. El objetivo de esta iniciativa es la reconstrucción diagnóstica de las inmersiones con la mayor cantidad posible de parámetros relevantes. Un objetivo ideal sería incorporar redundancia en los sistemas de registro de datos y, en la medida de lo posible, estandarizar los datos que se recopilan ^{[ 68 ].}

Algunos de los datos registrados son específicos del modelo de rebreather y no son apropiados para análisis generales, pero algunos datos son útiles para el análisis externo de la población de usuarios y las prácticas de buceo, lo que podría mejorar la comprensión del comportamiento y el análisis de seguridad. ^{[ 68 ]}

• Aqua Lung/La Spirotechnique – Empresa francesa fabricante de aparatos respiratorios y equipos de buceo. 
  • FROGS (Full Range Oxygen Gas System) – Rebreather de buceo con oxígeno de circuito cerrado – un modelo de rebreather de oxígeno de circuito cerrado para trabajos intensivos en aguas poco profundas y operaciones clandestinas de fuerzas especiales fabricado por AquaLung, que se ha utilizado en Francia desde octubre de 2002. ^{[ 69 ]} La unidad se puede llevar en el pecho o, con un marco adaptador, en la espalda. El depurador tiene una autonomía de aproximadamente 4 horas a 4 °C y un volumen respiratorio minuto de 40 litros por minuto, y un cilindro de 2,1 litros a 207 bares. Se fabrica en versiones no magnéticas y magnéticas y puede utilizar 2,6 kg de sorbente granular o un inserto absorbente de dióxido de carbono moldeado. ^{[ 70 ] [ 71 ]}   
• Dräger – Fabricante alemán de equipos de respiración. 
  • LAR-5 – Respirador de oxígeno militar de Drägerwerk 
  • LAR-6 – Respirador de oxígeno militar de Drägerwerk 
  • LAR-V – Rebreather de oxígeno militar de Drägerwerk 
• Unidad respiratoria anfibia Lambertsen – Rebreather de buceo con circuito cerrado de oxígeno (versión temprana) 
• Porpoise – fabricante australiano de equipos de buceo 
  • Porpoise (rebreather) – Rebreather de oxígeno australiano – Rebreather de oxígeno de Ted Eldred . ^{[ 72 ]} 
• Siebe Gorman – Fabricante británico de equipos de buceo y empresa de salvamento marítimo. 
  • Anfibio Mark IV : respirador de oxígeno militar británico 
  • CDBA – Tipo de rebreather de buceo utilizado por la Marina Real Británica 
  • Aparato de escape sumergible Davis – Rebreather de oxígeno – Uno de los primeros rebreathers que se produjeron en serie. 
  • Salvus – Rebreather de oxígeno para rescate industrial y aguas poco profundas 
  • El rebreather "Universal" era una versión para inmersiones de larga duración del aparato de escape sumergido Davis , diseñado para ser utilizado con el traje Sladen .
• IDA71 – Rebreather militar ruso para uso subacuático y a gran altitud. 
• SDBA – Aparato de respiración de oxígeno para uso especial, un respirador militar – Un tipo de respirador de oxígeno para buzos. Tiene una variante de nitrox llamada ONBA. 

• AP Diving – Fabricante británico de equipos de buceo. 
  • Serie Inspiration : uno de los primeros rebreathers electrónicos de circuito cerrado producidos en masa para el mercado recreativo. ^{[ 73 ]}
• Aqua Lung/La Spirotechnique – Empresa francesa fabricante de aparatos respiratorios y equipos de buceo. 
  • DC55 ^{[ 27 ]}
• BioMarine – Fabricante estadounidense de rebreathers para buceo ^{[ 74 ]} 
  • BioMarine CCR 1000
  • Rebreather militar BioMarine Mk-15
  • Rebreather militar BioMarine Mk-16
• Carleton Life Support – Filial de Cobham con sede en Davenport, Iowa 
  • Siva – Gama de respiradores militares , respirador militar y 
  • Viper : Rebreather militar de gas mixto de circuito cerrado controlado electrónicamente 
  • Viper E – fabricado por Carleton y Juergensen Defense Corporation
  • Carleton CDBA – Rebreather militar de Cobham plc – Equipo de respiración para buzos de desactivación de explosivos. 
• Cis-Lunar – Fabricante de rebreathers de circuito cerrado controlados electrónicamente para buceo. 
• Divex – Proveedor escocés de equipos de buceo y servicios relacionados. 
  • Equipo de soporte vital para buceadores de desminado ( CDLSE ) : un rebreather electrónico de circuito cerrado que permite bucear hasta 60 metros (200 pies) . ^{[ 75 ] [ 76 ]} 
• Dräger – Fabricante alemán de equipos de respiración. 
  • Dräger Dolphin – Rebreather de circuito semicerrado para buceo recreativo 
  • Dräger Ray – Rebreather de buceo de circuito semicerrado 
• Halcyon Dive Systems – Fabricante estadounidense de equipos de buceo ^{[ 77 ]} 
  • Halcyon PVR-BASC – Rebreather de buceo de adición pasiva con compensación de profundidad y circuito semicerrado 
  • Halcyon RB80 – Rebreather de circuito semicerrado con adición pasiva sin compensación de profundidad 
  • Halcyon Symbios soporte de pecho eCCR ^{[ 78 ]}
• IDA71 – Rebreather militar ruso para uso subacuático y a gran altitud. 
• Interspiro DCSC – Rebreather de buceo de circuito semicerrado pasivo de adición Interspiro DCSC de uso militar 
• Jetsam Technologies – Fabricante de rebreathers manuales de circuito cerrado – Fabricante de rebreathers de la marca KISS  
  • KISS – Fabricante de rebreathers de gases mixtos recreativos/técnicos – línea de rebreathers de circuito cerrado de operación manual diseñados originalmente por Gordon Smith . ^{[ 79 ]} y fabricados por Jetsam Technologies, que posteriormente fue adquirida por Darkwater Group (XDEEP y SEAL Drysuits) ^{[ 78 ]} 
    • KISS Classic – Rebreather de circuito cerrado de control manual montado en la espalda – mCCR de montaje en la espalda ^{[ 80 ]} 
    • Kiss Spirit – Rebreather de circuito cerrado de control manual ligero de montaje en la espalda – mCCR ligero de montaje en la espalda ^{[ 80 ]} 
    • KISS Sidewinder – Rebreather de circuito cerrado controlado manualmente de montaje lateral simétrico – mCCR ligero de montaje lateral ^{[ 80 ]} 
    • KISS Sidekick – Rebreather de circuito cerrado o semicerrado de montaje lateral controlado manualmente – SCR/mCCR de montaje lateral ^{[ 80 ]} 
    • KISS GEM – Rebreather de circuito semicerrado de montaje en la espalda – SCR compacto de montaje en la espalda ^{[ 80 ]} 
• JJ CCR : un rebreather de buceo técnico diseñado para permitir el montaje de botellas grandes y así transportar mayores cantidades de gas de emergencia en la estructura del rebreather.
• Rebreathers Divesoft Liberty Rebreathers de buceo técnico de gases mixtos con montaje dorsal y lateral. ^{[ 19 ] [ 81 ]}
• Aparato de respiración subacuática Mark 29 ^{[ 6 ]}
• Poseidon Diving Systems – Fabricante sueco de equipos de buceo 
  • Poseidon MkVI : el primer rebreather de circuito cerrado totalmente automático del mundo para uso recreativo, basado en el diseño Cis-Lunar MK5 y desarrollado aún más,
  • Poseidón SE7EN .
• Prisma 2 : Destaca por un depurador radial y celdas de oxígeno de alta corriente de la unidad MK15 de la Armada, lo que permite que un manómetro analógico lea los niveles de oxígeno.
• ScubaForce
  • SF2 (rebreather) – ECCR de montaje posterior o lateral con contrapulmón de fuelle. ^{[ 54 ]}
• Siebe Gorman – Fabricante británico de equipos de buceo y empresa de salvamento marítimo. 
  • Siebe Gorman CDBA – Tipo de rebreather de buceo utilizado por la Royal Navy – también conocido como CDMBA, SCBA, SCMBA, UBA 
  • Un tipo introducido en 1999 en la Armada Británica , siendo una actualización del BioMarine/Carleton MK16: ^{[ 82 ]}
• Algunos respiradores militares (por ejemplo, el MK-25 de la Armada de los EE. UU. y el respirador de gases mixtos MK-16), así como los respiradores Phibian CCS50 y CCS100, fueron desarrollados por Oceanic .
• Las unidades actuales de la Armada de los EE. UU. Mark 16 Mod 2 (Desactivación de Artefactos Explosivos) y Mark 16 Mod 3 (Guerra Naval Especial) utilizan el sistema de control Mark V de Juergensen Defense Corporation .
• El Orca ECR es un diseño CCR que cuenta con monitoreo de dióxido de carbono y oxígeno ^{[ 83 ].}
• El Megalodón
• El rEvo III
• El O ₂ ptima CM

• 
  IDA-71 con la tapa de la carcasa abierta mostrando el interior
• 
  Mascarilla IDA-71, DSV y mangueras de respiración.
• 
  Inspiración con la vitrina abierta mostrando el interior
• 
  Rebreathers de circuito cerrado Liberty
• 
  Vista posterior del rebreather rEvo, lado derecho

• Marina de los EE. UU. (1 de diciembre de 2016). Manual de buceo de la Marina de los EE. UU., revisión 7 SS521-AG-PRO-010 0910-LP-115-1921 (PDF) . Washington, DC: Comando de Sistemas Navales de los EE. UU.